2017 年装置停工检修期间，对 30 万吨/年气体分馏装置进行了腐蚀检查。 检查发现，30 万吨/年气体分馏装置施加了保温的塔器外壁腐蚀严重，其中脱乙烷塔（T-4）外壁腐蚀最严重，塔外壁存在大面积腐蚀坑，保温支撑圈、支撑附件腐蚀减薄、穿孔，丧失金属强度，经工程质量监督站检验后，已判定：脱乙烷塔壁厚减薄严重，强度经校核不能满足使用要求，安全等级为 4 级，建议监控使用一年或尽快更换；此外，其它施加了保温层的塔器，如脱碳五塔（T-3）、丙烯塔 II（T-6）外壁也存在明显腐蚀，局部腐蚀红褐色产物堆积，因此，对 30 万吨/年气体分馏装置塔器外壁腐蚀原因进行了分析，并提出了防腐建议。
1 腐蚀状况
腐蚀检查过 程中发现，30 万 吨/年气 体 分 馏 装置塔器保温不完整，存在密封不严、保温结构不连续等现象。 为此，对塔器外壁的腐蚀情况进行了抽检，发现脱乙烷塔（T-4）外壁支撑圈腐蚀严重、呈片状脱落，已丧失金属强度。 由此，推断脱乙烷塔外壁也发生了较为严重的腐蚀。 进一步检查发现，支撑圈上部一定范围内的塔壁发生了严重减薄，经过程质量监督站检验后，该容器壁厚减薄严重，经强度校核不满足使用要求，安全等级为 4 级，建议监控使用一年或尽快更换。 另外，在抽检过程中还发现脱碳五塔（T-3）、丙烯塔 II（T-6）外壁也存在明显腐蚀，局部腐蚀红褐色产物堆积。
2 腐蚀原因分析
30 万吨/年气体分馏装置施加了保温的塔器外壁发生了不同程度的腐蚀，可初步判断是由保温层下腐蚀引起的。 保温层下腐蚀是指发生在施加了保温材料的管道或设备外表面上的一种腐蚀现象。 影响保温层下腐蚀的主要因素有温度、 外部环境、保温结构、保温材料腐蚀介质含量等。 为此，从温度、外部环境、保温结构、保温材料等方面考察了 30 万吨/年气体分馏装置塔器外壁腐蚀的原因。
2.1 温度
30 万吨/年气体分馏装置的塔器主体材质为碳钢。 碳钢最易发生保温层下腐蚀的温度范围在-4~175℃之间，当温度持续低于-4℃时，不会发生腐蚀；当温度高于 175℃时， 由于温度足够高能保持碳钢表面干燥，腐蚀会降低。
30 万吨/年气分装置施加了保温的塔器的运行温度在 35~106℃之间，处于保温层下腐蚀的敏感温区内。 因此，温度是造成塔器外壁腐蚀的原因之一。
2.2 外部环境
保温层下腐蚀主要是由 于水分渗入 保温材料中导致基底环境变潮而引起的。 因此，处于湿润环境中的设备要比处于干燥环境的设备更易发生保温层下腐蚀。锦州地处东北，气候干燥。 外部环境对保温层下腐蚀的影响较小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 保温结构
完好的保温结构能有效 阻止水蒸汽 渗入保温结构内，如果蒸汽屏障、防雨材料和保温材料安装不合格， 保温外防护层在使用过程中受到外界 损伤、性能劣化都有可能造成外部水分的渗入而使得保温材料受潮或受湿，将逐渐在保温层与金属外表面间形成潮湿腐蚀环境， 随着薄层电解质液膜的聚积，保温层包裹下的设备和管道外表面将发生腐蚀。
检查发现30万吨/年气分装置塔器保温不完整，存在密封不严、保温结构不连续等现象。不完整保温会造成外部水分的渗入而使得保温材料受潮或受湿，将逐渐在保温层与金属外表面间形成潮湿腐蚀环境，加剧保温层下腐蚀。因此，保温结构不完整是造成塔器外壁腐蚀的原因之一。
另外， 还发现 30 万吨/年气分装置塔器保温结构设计合理，有平板突出物（如图 3 所示），且突出物没有密封。 保温材料都具有吸湿性，外部水汽会利用虹吸现象从没有密封的平板突出物进入保温层内，且平板部位容易积水，导致保温层下腐蚀。
因此，保温结构设计不合理都是造成塔器外壁腐蚀的原因之一。
2.4 保温材料腐蚀介质含量
保温材料中常见的腐蚀介质以氯化物为主，水解后造成导致局部腐蚀的酸性环境，引起金属设备和管道腐蚀。为此考察了保温材料中氯化物的含量，实验结果表明，保温材料中可溶出氯化物的含量约为 20mg/L。 而 NACE SP 0198-2010 《Control of Corrosion Under Thermal Insulation and Fireproofing Materials--ASystemsApproach》要求岩棉类保温材料材料中可溶出氯化物的含量不应大于 100mg/L。 符合 NACESP0918 的要求，且其 pH 值呈弱碱性。 因此，保温材料中的氯化物不是造成塔外壁腐蚀的主要原因。
3 结论
1）30 万吨/年气分 装置塔器保 温设计不合 理，存在未密封的平板突出物，外部水汽会利用虹吸现象进入保温层内，使保温层带水，导致塔器外壁发生保温层下腐蚀。
2）30 万吨/年气分装置塔器保温不完整， 导致湿气进入保温材料，加速了外壁腐蚀。
3）30 万吨/年气分装置塔器的运行温度在 35~106℃之间，处于保温层下腐蚀的敏感温区内。
4 建议
1）建议合理设计保温，进料少用或不用平板突出物做支撑，如果使用平板突出物做支撑应做好平板突出物的密封，防止水汽利用虹吸现象进入保温层并在平板处积存，使保温层带水。
2）加强保温施工管理及日常管理，保证保温结构的完好性。
3）建议采用环氧树脂涂料进行防腐，涂层厚度不小于 200μm。
参考文献：
[1] 姜莹洁，巩建鸣，唐建群，等．保温层下金属材料腐蚀的研究现状[J]．腐蚀科学与防护技术，2011，23（5）：381-386．
[2] 黄赟．保温层下金属材料的腐蚀与防护[J]．石油化工腐蚀与防护，2013，30（3）：15-17．
[3] 王健生，罗建成，莫烨强．炼油厂管道保温层下腐蚀及研究进展[J]．石油化工腐蚀与防护，2015，32（3）：6-8．
[4] 饶兴鹤．炼油设备保温层下腐蚀与防治[J]．腐蚀与防护，2001，22（8）：346-348．
论文作者:1纪维钧 2方继彪 3宋姣
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第2期
论文发表时间:2019/3/13
标签：保温层论文; 保温材料论文; 万吨论文; 外壁论文; 装置论文; 塔器论文; 温度论文; 《中国西部科技》2019年第2期论文;