煉油化工行業(yè)屬于連續(xù)生產(chǎn)的高風險行業(yè)，設(shè)備含有易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，并伴隨著高溫、高壓等苛刻環(huán)境,其腐蝕問題不僅會造成財產(chǎn)損失、停工停產(chǎn)，嚴重時甚至還會導致火災(zāi)爆炸、人員傷亡等社會問題。煉化裝置腐蝕問題普遍存在，眾多技術(shù)人員通過數(shù)十年的研究，產(chǎn)生了大量成果(如中國知網(wǎng)中與“裝置&腐蝕”相關(guān)的文獻超過2萬篇)，使得腐蝕防護技術(shù)得到快速發(fā)展。

以典型的二次加工裝置催化裂化裝置為例,國內(nèi)催化裂化裝置已經(jīng)有200多套，有幾十年的設(shè)計運行經(jīng)驗，但是催化裝置的腐蝕問題并沒有得到根本解決。本文通過調(diào)研20套催化裂化裝置運行情況發(fā)現(xiàn)：在這些裝置中，出現(xiàn)腐蝕的部位僅集中在裝置10%的位置；90%以上的腐蝕問題屬于共性問題；80%以上的問題可以依靠現(xiàn)有技術(shù)方案徹底解決；同樣的腐蝕問題所采取的解決措施缺乏共享，普遍出現(xiàn)多次試錯、重復試錯的情況。對上百套的常減壓、加氫、焦化等裝置進行調(diào)研的情況也顯示出類似的問題。

本文通過研究大量的設(shè)計文件、標準規(guī)范、腐蝕機理，調(diào)研上百個裝置的腐蝕和運行情況，研究和分析了腐蝕問題的產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)造成煉化裝置腐蝕問題難以解決的根本原因是煉化裝置腐蝕防護缺少完整的、全面的解決方法，無法形成解決裝置腐蝕問題的整體“拼圖”。裝置出現(xiàn)腐蝕問題，即使已有成熟的解決方案，但是腐蝕問題仍然在其它同類裝置重復出現(xiàn)。

根本性地解決煉化裝置的腐蝕問題不僅僅是技術(shù)問題，還需要技術(shù)、管理、戰(zhàn)略、過程控制、人才培養(yǎng)、信息傳遞等形成體系的技術(shù)管理方法，可以概括為兩個層面，即空間維度和時間維度。

煉化裝置腐蝕防護主要包括兩個方面：工藝防腐和設(shè)備防腐。解決煉化裝置防腐問題的主要群體是從事工程設(shè)計(工程公司)和應(yīng)用(煉化廠)的工藝、設(shè)備等專業(yè)技術(shù)人員。各專業(yè)在從事本專業(yè)工作的過程中，有意識或無意識地擔負了部分防腐的工作內(nèi)容。各專業(yè)在防腐工作中分工不同、缺一不可。

中國石化《中國石化煉油工藝防腐管理辦法(2版)》和《煉油工藝防腐管理規(guī)定》實施細則(第二版)中對工藝防腐的定義為:在原油及餾分油加工過程中采取的以脫鹽脫水、注水、注中和劑、注緩蝕劑等防腐藥劑和工藝操作參數(shù)調(diào)節(jié)為主要控制內(nèi)容的技術(shù)措施。

但是在實際工程設(shè)計和裝置運行過程中，注水注劑等措施僅僅是工藝防腐的很小的一部分，各裝置根據(jù)自身特點還有其他相應(yīng)的防腐措施和注意事項，具體如下:

1) 常減壓、加氫等裝置通過進料硫、酸值、氯等腐蝕介質(zhì)的設(shè)防值控制裝置的腐蝕。

2) 重整等裝置通過吸附脫氯的方法避免下游產(chǎn)生氯化物腐蝕。

3) 烷基化裝置中采用聚結(jié)脫酸、堿洗水洗措施控制下游的腐蝕問題。

4) 重整預加氫部分和加氫分餾部分采用先汽提后分餾/先分餾后汽提、單塔/雙塔等措施控制硫化氫的分布，以及蒸汽汽提和加熱爐汽提的方式也會影響腐蝕部位。

5) 貧富胺液、酸性水管線選材時需要考慮控制流速和溫度。

6) 存在腐蝕風險的換熱設(shè)備預先設(shè)置閥門和跨線,方便切出檢修。

7) 停工堿洗是為了解決連多硫酸腐蝕。開停工溫壓控制，防止鉻-鉬鋼厚壁反應(yīng)器出現(xiàn)回火脆性和氫脆開裂問題等等。

本文認為工藝腐蝕控制較為準確的定義是：通過采取腐蝕介質(zhì)源頭控制、腐蝕介質(zhì)轉(zhuǎn)化或去除、腐蝕部位和腐蝕關(guān)鍵因素控制、設(shè)置腐蝕泄漏的預防性設(shè)施等防控措施，對腐蝕問題進行主動控制。

設(shè)備防腐包括三個方面，即工程設(shè)計、制造安裝和應(yīng)用。或者也可以認為是兩個方面，即工程設(shè)計和應(yīng)用。因為目前的現(xiàn)狀是，工程設(shè)計單位通過標準規(guī)范、技術(shù)要求以及選擇原材料和制造安裝單位等間接控制制造安裝的質(zhì)量。

1.2.1 工程設(shè)計方面

在工程設(shè)計方面，借助各種腐蝕理論和標準規(guī)范選擇合適的材質(zhì)。常用的書籍和標準規(guī)范如:《煉油裝置防腐策略匯總》、《石油化工裝置設(shè)備腐蝕與防護手冊》、《石油煉制裝置的材料選擇(日本)》 等書籍；API 571—2020 《煉廠設(shè)備損傷機理》、API RP581—2016(2019) 《基于風險的檢驗及附錄》、SH/T 3096—2012《高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計選材導則》、SH/T 3129—2012《高酸原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計選材導則》、SH/T 3075—2009 《石油化工鋼制壓力容器材料選用規(guī)范》、HG/T 20581—2011《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》等選材標準;GB/T 713、GB/T 24511、GB/T 19189、GB/T 3531等、ASME II、EN 10028等材料性能標準;GB 150、GB 151、NB/T 47012、ASME、EN 13445、JIS等設(shè)計標準；NACE MR0103《油氣環(huán)境濕硫化氫環(huán)境用材》、NACE-MR0175《抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂材質(zhì)要求》、SH/T 3193—2017《濕硫化氫環(huán)境設(shè)備設(shè)計導則》、NACE 06576—2006 《NH4HS腐蝕》、API 939C—2019 《高溫硫腐蝕》、NACE 34103—2004《高溫硫腐蝕概論》、NACE SP0403—2015《堿液腐蝕》等腐蝕介質(zhì)標準;API 932B—2012《加氫高壓空冷器選材》、NACE TR34109—2023《常減壓裝置塔頂系統(tǒng)腐蝕》等裝置局部腐蝕控制標準。

運用這些標準，針對具體的腐蝕環(huán)境選擇合適的材質(zhì)或者通過結(jié)構(gòu)設(shè)計避免縫隙腐蝕、電偶腐蝕等的產(chǎn)生是大眾所熟知的設(shè)備防腐措施。

但是這僅僅是設(shè)備防腐的一部分。由于同種材料在不同狀態(tài)下的耐腐蝕性能會相差幾倍、幾十倍、甚至百倍、千倍，因此，設(shè)備防腐的重點和難點是材料的耐腐蝕性能保障，如按照ASTM G28A法，在沸騰的硫酸-硫酸鐵溶液中，合金601固溶態(tài)和敏化態(tài)的腐蝕速率相差20倍；按照ASTM G48A法,在6%FeCl3+0.05mol/L鹽酸溶液中，雙相不銹鋼2507固溶態(tài)和敏化態(tài)的腐蝕速率相差1680倍；即使是最普通的奧氏體不銹鋼材料304L，其鐵素體含量通常在鋼板中僅為1%左右，但是仍有不少案例顯示，由該材料制造的封頭其直邊段的鐵素體含量超過50%，從而導致了開裂問題的發(fā)生。因此，在工程設(shè)計方面，設(shè)備防腐不僅需要結(jié)構(gòu)設(shè)計和選材合理，如何保障材料的耐腐蝕性能、力學性能，同樣也是重中之重。

材料的性能保障是一個復雜工程,需要從化學成分、力學性能、加工工藝性能、檢驗檢測等方面進行全面控制。在工程設(shè)計中，需要綜合運用各種龐大的標準體系以及各種技術(shù)要求，某種程度上甚至需要對原材料供貨商、制造廠和施工單位在材料供貨、運輸、保存、施工等方面的工作進行監(jiān)督，才能將材料的性能控制在一定的范圍之內(nèi)，使其滿足使用要求。

1.2.2 應(yīng)用方面

在現(xiàn)階段，煉化廠設(shè)備專業(yè)是裝置防腐的主體，其通過監(jiān)檢測、維護和檢修對現(xiàn)場腐蝕問題進行處理并提出解決措施。在線腐蝕探針、在線測厚、紅外檢測、脈沖渦流掃查等各種監(jiān)檢測技術(shù)在煉化廠設(shè)備專業(yè)的防腐工作中均得到了廣泛應(yīng)用，提高了風險識別率。關(guān)于這些技術(shù)，已有大量的文獻對其進行介紹。

但是，煉化廠設(shè)備專業(yè)處于防腐工作的末端，只能被動防腐，無法減緩或消除腐蝕問題，其主要價值在于對腐蝕問題進行監(jiān)控和處理，避免或減少因腐蝕問題導致安全事故。

空間維度主要是反映煉化裝置腐蝕問題的完整性,將煉化裝置腐蝕防護的全貌展現(xiàn)出來。同時,在這一維度中重新定義了工藝防腐的工作內(nèi)容,提出了材料性能保障的概念和其在設(shè)備防腐中的重要意義。工藝和設(shè)備、工程設(shè)計和制造與應(yīng)用在裝置防腐工作中扮演著不同的角色,也構(gòu)成了煉化裝置防腐的整體。煉化裝置腐蝕問題解決方法如圖1所示。

但是僅有完整性并不能徹底解決煉化裝置的腐蝕問題。防腐技術(shù)涉及到工藝、設(shè)備、材料、腐蝕等多個專業(yè)的知識，涉及多學科的交叉,對應(yīng)用經(jīng)驗依賴度高，需要在“干中學”。在在役裝置長期生產(chǎn)和創(chuàng)新實踐中所獲得的技術(shù)知識、經(jīng)驗積累以及技術(shù)能力的提升，被稱為技術(shù)積累，其可為技術(shù)人員解決裝置腐蝕問題提供技術(shù)支撐。

技術(shù)人員是解決裝置防腐的根本，技術(shù)能力需要大量的防腐技術(shù)知識和經(jīng)驗的支撐。然而國內(nèi)大量的工程設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗以及應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果無法形成有效的技術(shù)積累，技術(shù)人員無法站在行業(yè)積累的技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)能力的快速提升，只能通過身體力行的學習和工作積累防腐技術(shù)知識和經(jīng)驗，人員成長耗時長、成本高、效率低。目前的現(xiàn)狀是:煉化裝置技術(shù)人員更替頻繁，打破了以往技術(shù)人員長期深耕一個裝置的積累經(jīng)驗的模式，但是新的技術(shù)積累模式又沒有建立起來，造成了人員技術(shù)水平參差不齊的狀況，導致眾多腐蝕問題在裝置之間多次、重復出現(xiàn)。因此，需要在防腐技術(shù)積累模式和技術(shù)體系方面進行創(chuàng)新。

個體層面上，目前煉化裝置防腐技術(shù)積累的模式是以技術(shù)人員作為技術(shù)的載體，隨著人員更替，裝置防腐的技術(shù)水平會出現(xiàn)周期性波動。為此，需將防腐技術(shù)載體由技術(shù)人員轉(zhuǎn)變?yōu)檠b置本身，將技術(shù)知識、技術(shù)經(jīng)驗顯性化處理，通過歷時性技術(shù)積累模式，實現(xiàn)防腐技術(shù)積累的傳承和穩(wěn)步提升。個體層面的技術(shù)積累模式如圖2所示。

行業(yè)層面上，目前主要通過同類腐蝕環(huán)境的防腐經(jīng)驗進行技術(shù)積累，如濕硫化氫腐蝕(NACE 0103)、氫損傷(API 941)、高溫硫腐蝕(NACE 34103)等等。同類型的腐蝕介質(zhì)往往會表現(xiàn)出相同的腐蝕機理、腐蝕形貌和腐蝕特征，對設(shè)計和材料性能有相似的要求，因此可以根據(jù)腐蝕介質(zhì)選擇相應(yīng)的材料，提出加工制造技術(shù)要求和現(xiàn)場監(jiān)檢測措施。但是不同裝置在裝置進料、工藝類型、操作和管理習慣等方面具有不同的特點，導致同樣的腐蝕類型在不同裝置中表現(xiàn)形式有所差異，解決措施也不盡相同。而同類裝置之間的相似性往往會表現(xiàn)出類似的腐蝕問題，解決措施也更加具有參考價值，因此，借鑒同類裝置的運行經(jīng)驗，能夠快速積累相關(guān)的技術(shù)知識和經(jīng)驗，提前采取措施，預測或防止腐蝕問題發(fā)生。

通過同類裝置和同類腐蝕環(huán)境兩條主線，將行業(yè)內(nèi)積累的防腐技術(shù)知識和裝置運行經(jīng)驗進行對比、分析、整合和升華，可形成聚集性技術(shù)積累模式，構(gòu)建行業(yè)層面上裝置的防腐技術(shù)基礎(chǔ)。行業(yè)層面的技術(shù)積累模式如圖3所示。

技術(shù)積累形成的技術(shù)知識并不能產(chǎn)生價值，只有技術(shù)人員使用技術(shù)知識，將技術(shù)知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)能力，才能產(chǎn)生價值，才能解決煉化裝置的腐蝕問題。

將煉化行業(yè)防腐相關(guān)的工程設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以裝置為載體，以應(yīng)用為導向，進行結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的整合，使工程公司和煉化廠的工藝、設(shè)備等專業(yè)技術(shù)人員能夠快速了解本裝置所需的防腐專業(yè)知識和應(yīng)用經(jīng)驗，才能真正實現(xiàn)技術(shù)人員技術(shù)能力的快速提升，大幅縮短技術(shù)人員的成長周期。防腐應(yīng)用技術(shù)支持體系的總體思慮總結(jié)如圖4所示。

作者分析了上百套煉化裝置現(xiàn)場腐蝕的問題，認為解決煉化裝置的腐蝕問題需要考慮兩個層面，具體如下:

1) 空間維度，解決防腐方案完整性問題。即將工程設(shè)計和應(yīng)用的工藝、設(shè)備等專業(yè)的防腐工作融為一體，形成整體防腐措施。

2) 時間維度，解決技術(shù)積累和技術(shù)支持的問題。即將行業(yè)層面上積累的技術(shù)知識、經(jīng)驗和教訓進行結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的整合，為技術(shù)人員提供技術(shù)支持,提升其技術(shù)能力。“以人為本”是解決煉化裝置腐蝕問題的根本方法。