石油化工静设备泄漏原因与控制对策探析

李博文，王斯旋

（1.大庆石化公司；2.大庆石化公司化工一厂，黑龙江 大庆 163000）

现如今，全世界都在对新能源技术进行大力的研发投入，甚至一些企业对新能源技术的研发与利用投入也是巨大的，比如，新能源汽车的研发、核能发电站的修建以及风力发电厂的建立等，都是对新能源技术的研究与探索。可是无论新能源技术得到怎样的发展，目前，我们使用最广泛的能源依旧是石油、煤炭等这些不可再生能源，并且石油作为重要的储备能源，对社会的发展具有巨大的影响，但是，就目前石油化工企业的发展情况来看，石油静设备的泄漏问题是制约石油化工企业发展的一个重要因素。

1 石油化工静设备的运行特点

人们对石油资源的需求日渐增大，哪怕石油的价格在不断地上涨，人们对石油的需求也不会减少，可以说，石油已经是人类生活以及工业中必不可少的资源了。石油化工企业应用在石油采集中的设备主要可以分为2类，一类是石油化工动设备，如，特护机组、压缩机等，这些设备主要是用于石油的采集；另一类则是石油化工静设备，石油化工静设备的主要作用就是石油原油反应、换热降温、原油分离以及石油储存，其中所包含的设备有管道、炉子、反应塔等。

1.1 石油化工静设备的工作具有复杂性

在石油化工企业进行石油的采集过程中，会用到大量的石油静设备，这一过程中所用到的石油静设备的种类繁多功能也是十分的齐全，这是为了满足不同条件对石油的采集。大部分石油静设备的作用都为了运输或储存等，在石油采集与炼制的过程中使用的较为普遍，但是，这些石油静设备所连接的结构错综复杂，而连接各个设备的管道更是不计其数，并且设备还需要维持高速运转的工作状态，因此石油的滴漏会经常性地发生。石油化工中所用到的静设备并不是单纯的指某一设备，而是一个错综复杂的设备集合体，石油静设备的整体系统结构十分复杂，同时，还需要维持这高速运转的工作状态，这就使得整套设备在运转的过程中非常容易受到各种原因的干扰。

1.2 石油化工静设备的工作具有系统性

石油化工企业中静设备的工作运行的周期较长，其间要一直持续地进行操作。石油静设备的各部分具有着不同的功能、性质以及运作方式，同时，不同部分的重要程度也不相同，各部分设备所需组件需要进行标准化、模块化的设计，并且石油静设备在工作生产的过程中，每个生产环节都是一环扣一环的，任何一个环节出现问题都会影响设备的整体运作。因此，需要对每台石油静设备、每个零件进行仔细认真的检测，同时，在设备工作运行时还要一直进行监测，确保整个石油静设备的稳定运转，如果在设备运行的时候发现了问题，一定要及时地进行处理，否则，就有可能造成极大的损失。

1.3 石油化工行业具有一定的危险性

在应用石油化工静设备进行作业时，具有一定的危险性。在操作石油静设备对原油进行提炼的过程中是十分危险的，因为原油中含有较多的腐蚀性物质、有毒物质以及易燃易爆物质，在将原油送入汽化炉内进行汽化分离时，会产生大量的可燃性气体，如果在操作的过程中出现失误，有可能会使气体燃烧进而使得汽化炉发生爆炸，这样不仅会造成巨大的经济损失，还有可能会造成严重的安全事故。利用石油静设备对原油进行提炼是一个非常复杂的过程，其中会用到聚合反应、氧化反应以及汽化反应等一系列的化学或物理变化，有一些反应是非常危险的。石油在采集提炼过程中，所用到的设备有一些是巨大的，并且生产所需的环境要始终维持着高压、高温的状态，这样才能将原油顺利地进行提炼分离，因此，整个设备的运行操作过程是十分危险的，稍有不注意就有可能造成严重的安全事故，使人民的生命财产受到损害。

2 石油静设备中换热器的泄漏

石油静设备在进行运转的时候，需要长时间在高温、高压的环境中进行高速的运转，这使得设备自身承受着极大的负荷，并且在对原油进行提炼的过程中还会产生具有腐蚀性以及易燃易爆等性质的物质，这些对设备都会产生一定的损害，使得静设备发生泄漏。对这些造成静设备泄漏的原因进行分类，大致可以分为腐蚀性泄漏、磨损性泄漏、静密封失效性泄漏这3种。产生腐蚀性泄漏的原因一般情况下是由原油提炼过程中产生的腐蚀性物质所造成的，如强酸、强碱以及一些强氧化剂等都会在原油提炼的过程中产生，并对设备造成腐蚀；而磨损性泄漏则多是由运输过程中颗粒物对设备所造成的磨损所形成的；静密封失效泄漏这种状况一般是由高温高压的环境使设备自身的密封性失效，在设备的安装过程中出现的问题没有使设备安装好所造成的。

通过石油化工企业对换热器泄漏情况的统计进行分析，我们能够大致了解到，换热器产生泄漏的原因，大多是因为在提炼原油过程中产生的腐蚀物质对列管以及管束所造成的腐蚀所造成的，腐蚀造成的泄漏占据了全部泄漏情况的80%以上。因此，我们能够了解到不锈钢材料所制成列管对原油提炼过程中产生的腐蚀物质抵抗力较差，而这也与提炼原油使用的催化剂以及催化装置有着一定的联系。

在运用石油静设备进行原油提炼过程中，所使用的催化剂都含有S—HCL—O，这对于列管材料的腐蚀性较强，并且在换热器中存在着一定的氧气，而氧气的存在会加快反应的速率，使得腐蚀物质的浓度增加，这样就使得列管的腐蚀速度大大加快，而换热器又需要维持长时间高强度的工作运转，这就使得换热器的列管破裂导致石油泄漏。因此，这是腐蚀物质的大量产生以及高强度的工作运转，使原本能正常工作的换热器产生了泄漏。当然，造成腐蚀泄漏的原因也有一部分是因为在这样高温高压下的环境中，氧气与水蒸气进入，使催化剂中的S—HCL—O反应速率加快，这就使得腐蚀物质的产量增多，加快了对一些金属部件的腐蚀，最终就会使容器密封性失效，导致石油产生泄漏。这类问题的解决方法多是更换部件材料或是在反应的过程中添加一些防腐剂，可是在实际应用中，在原油提炼的过程中是不可以添加防腐剂的，同时，对于部件材料的研究进展缓慢，并且对石油静设备中的管束需求量巨大，换用更高级的材料就会提高成本，会降低石油化工企业的收益。因此，对于石油静设备的防腐措施，在不增加成本的前提下，根据现有的条件，只能加强对换热器制造、安装以及检查维修过程，通过提高换热器制造以及维修质量来对腐蚀泄漏问题进行一定程度上的控制，进而尽量减少石油泄漏情况的出现。

2.1 由于管束与管束板的连接问题所产生的泄漏

在石油静设备中的管束与管束板间常用的连接方式有3种，分别为胀接、焊接、胀焊。这三3种连接方式所应用的位置都不同，并且每种方式作用到的连接手法也不同；在对管束进行胀接的过程中，需要注意的是对胀管率的把握，要使用胀率适宜的进行连接，一般来讲，胀率在1.2%～1.8%最好，使用管材的直径越大数值就越大，使用的管材直径越小数值也就越小。在换热器的生产过程中，对于胀管的把控是非常重要的，如果胀管率过小，就会使管束的连接不够稳定，还会影响换热器的密封性，这种情况被人们称为欠管。而胀管率过大，就会使管材的管壁变薄，无法承受高温高压的运作环境，更容易受到腐蚀，造成管材破裂发生泄漏问题，这种情况被称为过胀。并且管材在胀接的过程中对温度还有一定的要求，在胀接时环境的温度不能低于-10℃，如果在过低的温度环境下进行，会影响静设备的性能，严重的甚至会发生管材破裂的现象。不过胀接这一方式还存在着一定的优势，在胀接的过程中不会受到温度变化的影响，这就使这一连接方式较为理想，但是这一方式对于管束质量以及工作经验的要求都比较高，在实际的管束连接过程中使用的并不多，大部分的管束与管束板的连接还是应用焊接的方式进行，但是焊接的方式也存在着较大的弊端，焊接的方式会使得焊接处存在一定的死区（间隙），并且液体在死区内是无法流动，这就使得在焊接处极易发生腐蚀，造成石油静设备的泄漏，而且管材在腐蚀损坏后不易更换，这就使得石油静设备的工作效率下降，对石油化工企业的发展造成不好的影响。而胀焊结合的管束连接方式能将前两种连接方式的优势进行融合，胀焊的连接方式不仅对管束的质量要求要小，还不会对产生焊接死区造成严重的腐蚀，并且还影响后续的更换问题，这种管束连接方式能够有效地降低石油静设备的泄漏问题。

2.2 换热器管束的腐蚀泄漏

管束焊缝所形成的缺陷。在对管材进行焊接时，由于焊接的管材较薄，在焊接的过程中难免会影响到管束，尤其是对一些直径较小的管束，焊接所产生的影响就会更加明显。在管束焊接的过程中，如果对焊接管缝的处理不够细致的话就极易引发泄漏问题。

静设备应用的管束自身的问题。大部分的管束都是经过工厂批量生产的，因此在生产的过程中难免会有一些残次品产生，例如管束表面有裂痕、有破损以及生产规格不达标等一系列的问题，这些存在问题的管材在被应用到石油静设备中时，就有可能加速腐蚀物质对管束的腐蚀，进而使得设备的密封性变差最终失效，造成石油的泄漏问题。

支持板、折流板的因素。支持板与折流板对石油静设备泄漏主要影响在于生产的过程中，对于板材的加工与管孔的设计或是板材与管束之间连接的问题，尤其是那些受到板材挤压的地方会使得管材的防腐层遭到破坏进而使得设备的密封性下降。

同时在板材的应用安装时也有可能发生一些意外的情况，例如在吊装过程中没有将板材固定，使得在与管束连接的过程中产生滑动，进而使得管材的防腐层受损，造成石油静设备的泄漏问题。

3 管道等设备零件的磨损泄漏

石油静设备中的磨损泄漏主要是一些管道等零件的磨损造成的。原油在采集后就需要通过管道运输到提炼以及储存设备当中去，在运输的过程中，原油中所含有的颗粒物就会对管道造成磨损，并且在对管道等设备零件进行安装时，零件内部加装一些密封件，而颗粒物质的磨损就会使这些密封件造成损坏，从而导致管道破裂丧失密封性，最终会造成石油静设备的泄漏。

对于管道的接头要注意检查与维护，这些地方的用料较少并且还承受着较大的压力，这就使得这些管道的接头处极易出现磨损的情况，再加上石油静设备运作时产生的高温高压环境，就会使管道破裂，最终导致石油的泄漏。

4 塔、储罐等静设备密封件失效的泄漏

塔、储罐等静设备密封泄漏主要集中在密封件和焊缝处，由于长期磨损和腐蚀，再加上设备中的压力超标、设备尺寸的偏差等因素，会使接管与壳体连接处有泄漏点，在焊缝部位出现微小细节裂纹，都会导致泄漏现象的发生。

5 对于静设备泄漏问题的控制对策

5.1 加强对设备的检测维修力度

石油化工企业在进行石油提炼时，会使用石油静设备，而石油静设备在工作运转的过程中需要维持长时间、高强度的工作状态，这使得设备自身承受着巨大的负荷。因此，就需要加强对石油静设备的检测维修力度，定期地对机器设备进行检查，在工作中发现问题要及时地上报维修，制定合理的检测维修制度，对设备的零部件进行划分，对于受损较多的部件加强检测，预防石油静设备发生泄漏问题。

5.2 加强施工人员的技术培养

在解决石油静设备泄漏问题中，对于施工人员的培养是必需的，无论是管理者还是设备操作人员都必须具有极高的专业素养以及专业技能。因此，就需要石油化工企业加强对施工人员的培养，提高工作人员的技术水平，优化人员管理结构，组织施工人员展开定期的技能培训以及专业技术的考核，确保每一位施工人员的专业技能达标，满足日常的检测维修工作。

5.3 注意设备安装时的细节处理

对于石油静设备来讲需要极高的密封性以及防腐性。因此，在设备的安装过程中，任何一个细小的失误都可能造成静设备的泄漏问题，在设备安装时，要对所有的零部件进行检测，全部合格后再进行安装。在管道的焊接工作完成后要进行检测，确保不会对管材自身的性质造成影响，多注意一些细节性的问题处理，从而避免石油静设备发生泄漏。

6 结语

对石油等一次性资源的使用，在未来可能会减少，但短时间内一定无法离开对石油的使用，而石油作为不可再生资源，储量越来越少。因此，我们只能在采集提炼的过程中尽量减少浪费，而对石油静设备泄漏问题的研究与解决就是减少浪费，我们应当加大对于石油静设备泄漏问题的解决方法的研究，为社会的发展贡献力量。