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煉油廠中間產(chǎn)品對(duì)鋁浮船蒙皮和浮筒的腐蝕分析

2019-04-29 10:04:25 作者：盧生成來(lái)源：設(shè)備管理與防腐分享至：

案例概況

某公司煉油廠安全技術(shù)人員對(duì)中間產(chǎn)品罐區(qū)儲(chǔ)罐進(jìn)行罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度和H2S氣體濃度檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)其4個(gè)罐罐頂可燃?xì)怏w濃度和H2S氣體濃度超標(biāo)，可燃?xì)鉂舛仍?0ppm左右，H2S氣體濃度在100ppm左右，在發(fā)現(xiàn)這一情況后車(chē)間分析認(rèn)為罐內(nèi)的內(nèi)浮船在密封方面存在問(wèn)題，導(dǎo)致罐內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)中含有的氣體外泄，檢測(cè)時(shí)濃度超標(biāo)，因此車(chē)間對(duì)這些罐安排停用檢修。檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鉑料罐的浮盤(pán)蒙皮、浮筒及其它附件腐蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了浮船的使用效果。

腐蝕檢測(cè)

宏觀觀察

對(duì)罐鋁浮船浮盤(pán)蒙皮和浮筒腐蝕表面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)浮盤(pán)蒙皮上表面（接觸氣相部位）出現(xiàn)黑褐色的銹蝕，且銹蝕部位產(chǎn)生許多大小不等的蝕孔，浮盤(pán)蒙皮已穿孔。而浮盤(pán)蒙皮下表面氣相與液相交界處則覆蓋著大面積的黑褐色銹蝕，出現(xiàn)多處蝕孔，如下圖所示，說(shuō)明浮盤(pán)蒙皮下表面氣相與液相交界處腐蝕是由含硫化氫油氣所造成。腐蝕穿孔是由浮盤(pán)蒙皮下表面產(chǎn)生，并向接觸油氣部位的浮盤(pán)蒙皮上表面發(fā)展；浮筒焊縫處銹蝕嚴(yán)重，黑褐色銹層集中分布在焊縫處，然而焊縫處以外腐蝕輕微，浮筒上部仍保持金屬光澤，說(shuō)明浮筒外壁發(fā)生孔蝕后，油氣進(jìn)入浮筒，浮筒內(nèi)壁焊接處出現(xiàn)許多蝕坑，而且蝕孔邊緣處有明顯減薄，孔蝕邊緣銹層呈絮狀花紋，出現(xiàn)許多微減薄，說(shuō)明浮筒腐蝕最初是由浮筒外壁向內(nèi)壁擴(kuò)展。

圖1.罐密封膠帶腐蝕破損

圖2.罐浮船蒙皮腐蝕破損

圖3. 罐浮船浮筒腐蝕破損

腐蝕原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查和綜合分析認(rèn)為中間產(chǎn)品罐鋁浮船浮盤(pán)蒙皮和浮筒是由于中間產(chǎn)品中含硫化物而導(dǎo)致局部腐蝕；同時(shí)，由于介質(zhì)含水和稀釋引起氯化物對(duì)浮盤(pán)蒙皮和浮筒的局部腐蝕。對(duì)鉑料罐區(qū)儲(chǔ)罐內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見(jiàn)下表：

分析認(rèn)為，鉑料中含有硫化物等腐蝕性介質(zhì)，這些腐蝕性介質(zhì)從鉑料中逸出，溶解在油氣中，從而加速浮盤(pán)蒙皮和浮筒的腐蝕。

當(dāng)儲(chǔ)罐付油時(shí)，含氧空氣可通過(guò)人罐頂和罐壁的透氣孔進(jìn)人罐中，造成氣相空間存在大量含氧空氣；當(dāng)儲(chǔ)罐收油時(shí)，由于內(nèi)浮盤(pán)密封圈和罐壁之間有一定間隙，在正壓力作用下，少部分油氣就從間隙處進(jìn)入罐頂和內(nèi)浮盤(pán)之間，使浮盤(pán)上表面、罐壁和罐頂遭受含硫氣體的腐蝕，而且含硫氣體與空氣中的水和氧相互促進(jìn)而加速腐蝕。值得指出的是，浮筒的二分之一均處于氣液交替處，腐蝕比氣相部位要嚴(yán)重得多；浮盤(pán)蒙皮蓋板下表面和浮筒外表面的腐蝕穿孔均驗(yàn)證了這一點(diǎn)，由于空氣中的氧透過(guò)油氣比透過(guò)完全浸沒(méi)的液層要容易的多。

鋁浮船蒙皮、浮筒腐蝕穿孔，儲(chǔ)存介質(zhì)中含有硫、水，對(duì)油罐、鋁浮船具有一定的腐蝕性。在浮船與儲(chǔ)罐的空間內(nèi)介質(zhì)里含有的酸離子與水反應(yīng)生成了SO32-離子、SO42-離子，所含有的H2S與水反應(yīng)生成氫離子，這些離子存在于液體和浮船間的氣相空間里，金屬與硫化物產(chǎn)生酸性物質(zhì)直接于浮船接觸，與浮船表面接觸腐蝕直至穿孔。浮筒暴露在氣相空間的部分與酸性物質(zhì)接觸，也導(dǎo)致了浮筒的局部腐蝕穿孔。

另一方面，浮船在長(zhǎng)期頻繁運(yùn)行過(guò)程中，受到油品的腐蝕，油品的溫度的變化、氣候變化、罐體的變形、浮船附件不完好的影響、浮船幾何形狀和尺寸變化、罐內(nèi)的油品大量進(jìn)入到腐蝕穿孔及焊口拉裂的浮筒內(nèi)，浮筒內(nèi)油品的重力大于浮船的浮力，以致浮船靠建北側(cè)浮力下降，局部嚴(yán)重傾斜。

該廠使用的鋁浮船舌型密封膠帶選用的是丁氰橡膠材料，這種橡膠在耐油氣腐蝕方面性能較差，和氟橡膠材料的密封膠帶相比，氟橡膠材料的密封膠帶的耐腐蝕性和柔韌性都更好，但相對(duì)價(jià)格也更高，是丁氰材料的10倍左右，所以車(chē)間普遍使用的都是丁氰橡膠的密封膠帶，503號(hào)罐浮船密封膠帶使用時(shí)間較長(zhǎng)，油品的腐蝕浸泡已影響破壞膠帶的密封性。

內(nèi)浮頂罐浮船與罐體用銅編織帶作為導(dǎo)靜電設(shè)施，用于釋放浮船起浮及油品進(jìn)出產(chǎn)生的靜電，中間產(chǎn)品罐的浮船變形后部分油氣泄漏至浮船上，使銅導(dǎo)電帶受到罐內(nèi)油氣的腐蝕發(fā)生斷裂掉在浮船上，掉在浮船上的導(dǎo)電帶和浮船接觸，對(duì)浮船形成了一定的腐蝕，造成了在導(dǎo)電帶與浮船接觸的地方鋁浮船發(fā)生腐蝕穿孔見(jiàn)圖4。

圖4.浮船導(dǎo)電帶腐蝕情況

結(jié) 論

中間產(chǎn)品儲(chǔ)罐浮船蓋板蒙皮和浮筒是由于物料中有硫化物而導(dǎo)致局部腐蝕穿孔，腐蝕穿孔是由浮盤(pán)蒙皮下表面發(fā)生，并向接觸氣相部位的浮盤(pán)蒙皮上表面發(fā)展。同時(shí)，由于儲(chǔ)存介質(zhì)含水和稀釋引起氯化對(duì)浮盤(pán)蒙皮和浮筒的局部腐蝕。

浮船浮筒暴露在氣相空間的部分與酸性物質(zhì)接觸，也導(dǎo)致了浮筒的局部腐蝕穿孔。

鋁浮密封膠帶選用的丁氰橡膠材料在耐油氣腐蝕方面性能較差，由于浮船蓋板腐蝕泄漏和油品的腐蝕浸泡嚴(yán)重影響了膠帶的密封性，導(dǎo)致密封膠帶損壞。

中間產(chǎn)品儲(chǔ)罐的浮船變形后部分含硫油氣泄漏至浮船上，使銅導(dǎo)電帶受到罐內(nèi)油氣的腐蝕發(fā)生斷裂。

預(yù)防措施

定期對(duì)浮船上部空間氣體進(jìn)行采樣分析，發(fā)現(xiàn)有毒有害氣體含量超標(biāo)，應(yīng)該進(jìn)行停用檢修，并且每2年對(duì)含硫量較高的儲(chǔ)罐進(jìn)行開(kāi)罐檢查和維護(hù)，及時(shí)了解浮盤(pán)導(dǎo)向柱、浮盤(pán)自動(dòng)呼吸閥、浮盤(pán)表面、浮盤(pán)安全附件、油罐內(nèi)表面防腐狀況，對(duì)油罐及其附件應(yīng)作全面、細(xì)致的檢查，尤其對(duì)罐內(nèi)儲(chǔ)存腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)，更要加強(qiáng)監(jiān)控，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患。

改善工藝條件，嚴(yán)格按規(guī)程操作。上游裝置要切實(shí)抓好平穩(wěn)生產(chǎn)，避免波動(dòng)，控制好來(lái)油不串氣和來(lái)油溫度，對(duì)上游裝置的含硫物質(zhì)進(jìn)行脫硫處理，嚴(yán)格控制進(jìn)油速度，嚴(yán)格按規(guī)程操作，杜絕違章作業(yè)。

加強(qiáng)日常巡檢工作，提高巡檢的質(zhì)量和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，使隱患能得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理；修訂油罐安全附件檢查要求及細(xì)則，完善設(shè)備管理制度，強(qiáng)化各項(xiàng)設(shè)備管理制度的執(zhí)行。

利用公司有毒有害氣體治理、改善環(huán)境質(zhì)量的機(jī)會(huì)進(jìn)行浮船升級(jí)改造，屆時(shí)采用新型扇形結(jié)構(gòu)浮船及新型的氟橡膠密封材料，對(duì)浮船導(dǎo)向柱采用不銹鋼材質(zhì)。提高浮船的使用安全性、可靠性。

為了防止浮盤(pán)蒙皮上表面（接觸氣相部位）腐蝕，選擇軟泡沫塑料外包不漏液的環(huán)向橡膠包袋的密封形式，限制和降低硫化物和硫化氫的揮發(fā)或逸出；定期進(jìn)行清洗去除浮盤(pán)上表面的腐蝕產(chǎn)物，確保浮盤(pán)的正常起浮。

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