一. 基本概念

1. 腐蝕的定義：

腐蝕是材料與環(huán)境反應(yīng)而引起的破壞或變質(zhì)。更廣泛地講是指除了單純機(jī)械破壞以外的材料的一切破壞。

按照此定義包括橡膠老化、金屬的高溫氧化、塑料發(fā)脹或開裂、 木頭腐爛、花崗巖風(fēng)蝕、水泥剝離脫落等現(xiàn)象均屬于腐蝕。在石化領(lǐng)域，腐蝕更多地集中于金屬設(shè)備和管道。

2. 腐蝕的分類

腐蝕的分類方法很多，簡(jiǎn)介如下：

2.1 按照腐蝕破壞過程分類

可分為化學(xué)腐蝕（例如：金屬的高溫氧化、塑料和橡膠在陽(yáng)光下的老化開裂）和電化學(xué)腐蝕（包括換熱器腐蝕穿孔、埋地管道腐蝕泄漏等）兩種。

2.2 按照腐蝕環(huán)境分類

可分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕等。

2.3 按照腐蝕的破壞形態(tài)分類

可分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類。

其中局部腐蝕又分為以下10個(gè)類別：

① 小孔腐蝕（又稱點(diǎn)腐蝕）；

② 斑點(diǎn)腐蝕；

③ 電偶腐蝕；

④ 應(yīng)力腐蝕；

⑤ 晶間腐蝕；

⑥ 選擇性腐蝕；

⑦ 氫脆；

⑧ 磨損腐蝕；

⑨ 細(xì)菌腐蝕；

⑩ 其他局部腐蝕（包括：縫隙腐蝕、垢下腐蝕、濃差腐蝕、絲狀腐蝕等）。

二. 防腐蝕的基本方法

  根據(jù)腐蝕的定義和機(jī)理，防腐蝕的方法也應(yīng)從材料和環(huán)境兩方面著手。主要包括三個(gè)方面的手段：

① 合理地選材（包括復(fù)合材料）及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

② 改變環(huán)境（腐蝕介質(zhì)的控制和處理，也稱工藝防腐措施）；

③ 電化學(xué)保護(hù)。

1. 合理選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

合理選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是腐蝕控制最重要的方法。

選材必須與實(shí)際環(huán)境和工作條件相結(jié)合來考慮，并不是耐腐蝕性最好的材料就是最佳選擇。最優(yōu)秀的選材是根據(jù)材料和腐蝕介質(zhì)之間的最佳耐蝕性和最低費(fèi)用以及安全性能進(jìn)行的合理組合。例如：不銹鋼-硝酸，碳鋼-濃硫酸，蒙乃爾-氫氟酸，鉛-稀硫酸、硬橡膠-鹽酸等均是最佳組合。有時(shí)選材不當(dāng)往往會(huì)造成災(zāi)難性的后果。例如：在鹵素離子、連多硫酸等腐蝕介質(zhì)存在的情況下選擇通常條件下耐蝕性能不錯(cuò)的奧氏體不銹鋼極有可能發(fā)生點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕，造成設(shè)備突然穿孔或破裂。

另一種經(jīng)濟(jì)有效的選材方法是選擇復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料。例如：鋼制設(shè)備表面的防腐層（包括防腐涂料、電鍍層、化學(xué)鍍層、滲鋁層、滲鋅層、金屬噴涂、復(fù)合鋼板、橡膠襯里、玻璃鋼襯里等）均有較好的應(yīng)用效果。

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也十分重要。例如設(shè)計(jì)時(shí)要考慮易于清洗排放不留死區(qū)，易腐蝕的部件應(yīng)易于更換或材質(zhì)升級(jí)，要避免應(yīng)力集中、直接沖刷、局部溫度不均勻、局部氣化、異種金屬連接等。

2. 改變環(huán)境（腐蝕介質(zhì)的控制和處理，也稱工藝防腐蝕措施）

改變環(huán)境常用的方法包括：

① 降低溫度；

② 降低流速；

③ 去 除腐蝕介質(zhì)或氧化劑（包括電脫鹽、脫酸、加入中和劑）；

④ 改變介質(zhì)濃度（包括高硫高酸值原油的摻煉）；

⑤ 使用緩蝕劑(包括水處理藥劑、工藝緩蝕劑等)。

3. 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)是利用外部電流（包括外加電流和犧牲陽(yáng)極）控制被保護(hù)設(shè)備的腐蝕電位處于非極化區(qū)而得到保護(hù)。在海港設(shè)施、埋地管道、石油儲(chǔ)罐內(nèi)防腐等方面使用效果顯著。

三. 石化企業(yè)常見腐蝕現(xiàn)象及應(yīng)對(duì)措施

1. 化工大氣腐蝕

由于石化企業(yè)自身有大量的腐蝕性氣體排放，裝置區(qū)的腐蝕一般相對(duì)較重。

對(duì)于化工大氣腐蝕一般采用鍍鋅金屬構(gòu)件（包括鍍鋅鐵皮、鍍鋅電纜槽盒、鍍鋅燈桿等）或者涂料防腐的方法進(jìn)行防護(hù)。常用的涂料包括環(huán)氧樹脂類、醇酸樹脂類、氯磺化聚乙烯、氯化橡膠、過氯乙烯、聚氨酯類、氟碳涂料、富鋅涂料、含鋁粉涂料等。涂料的品種選用應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件、施工條件、耐久性、價(jià)格等因素綜合考慮。

2. 土壤腐蝕

土壤腐蝕因地質(zhì)條件不同和區(qū)域不同以及雜散電流的干擾腐蝕率可能相差數(shù)十倍。一般有效的防護(hù)方法是覆蓋層防腐（包括傳統(tǒng)的石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油磁漆涂料玻璃鋼結(jié)構(gòu)防腐層以及近年開發(fā)的熱融結(jié)環(huán)氧粉末、聚乙烯膠帶、三層聚乙烯、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐等結(jié)構(gòu)）。各種防腐結(jié)構(gòu)性能對(duì)比詳見附表。

對(duì)關(guān)鍵長(zhǎng)輸管道也可采用陰極保護(hù)技術(shù)。陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行專門講座。

3. HCl-H2S-H2O體系腐蝕

這種腐蝕主要是由于原油中所含的鹽分（CaCl2、MgCL2）水解形成鹽酸并原油中的含硫物質(zhì)分解產(chǎn)物H2S一同形成酸性腐蝕環(huán)境。主要發(fā)生在常壓塔頂及揮發(fā)線、空冷器、塔頂冷卻器等部位，是一種典型的液相部位均勻腐蝕。

通常的防腐措施包括工藝防腐措施“一脫三注”（電脫鹽、塔頂揮發(fā)線注水、注氨、注緩蝕劑），以及換熱器進(jìn)行涂料防腐等。有時(shí)也采用復(fù)合襯里不銹鋼（碳鋼+0Cr13）。電脫鹽效果好壞是決定防腐效果的最關(guān)鍵因素。一般要求二級(jí)電脫鹽后的含鹽量低于2.5mg/L。

4. 濕硫化氫腐蝕

在二次加工裝置及儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中，由于原油中的硫化物分解產(chǎn)生大量的H2S，在有水存在的情況下在常溫條件下易造成設(shè)備材料發(fā)生氫鼓包和硫化氫應(yīng)利腐蝕開裂。易發(fā)生部位是催化裝置的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和液化氣儲(chǔ)罐。尤其是高強(qiáng)鋼材料在此種環(huán)境下更易出現(xiàn)開裂問題。

通常的防護(hù)措施包括：

① 控制硫化氫濃度低于50ppm；

② 控制PH值大于7；

③ 去除水分；

④ 提高溫度至65℃以上；

⑤ 控制介質(zhì)中的Cl-、CO32-、CN-等有害離子濃度；

⑥ 消除材料的殘余應(yīng)力，包括避免冷加工、控制焊接殘余應(yīng)力等；

⑦ 控制金屬材料成分和硬度，包括選擇低含硫量的鋼材、焊后熱處理保證硬度低于HB200。

5. HCN-H2S-H2O腐蝕體系

這種腐蝕主要發(fā)生在催化裝置反應(yīng)系統(tǒng)，原料中的硫化物和含氮物質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)生成HCN和H2S，造成鋼材發(fā)生均勻腐蝕、氫鼓包以及硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。這種腐蝕的特點(diǎn)是在材料表面會(huì)出現(xiàn)普魯士藍(lán)（亞鐵氰化鐵）。

通常的防護(hù)措施包括：采用水洗降低濃度以及使用鉻鉬鋼、鐵素體不銹鋼等。要嚴(yán)格限制使用奧氏體不銹鋼。

6. 高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕

主要發(fā)生在加工高硫原油的焦化、減壓、催化裂化裝置的加熱爐、分餾塔底部、轉(zhuǎn)油線、換熱器等部位。腐蝕介質(zhì)是單質(zhì)硫、硫化氫、硫醇、環(huán)烷酸等。在380℃時(shí)腐蝕速度最快。

控制措施主要是提高材質(zhì)等級(jí)，選用鉻鉬鋼、奧氏體不銹鋼等。另外降低介質(zhì)流速也十分有效。

7. 硫酸露點(diǎn)腐蝕

硫酸露點(diǎn)腐蝕主要發(fā)生在使用含硫燃料的加熱爐、鍋爐的尾部煙道低溫部位。它是由于含硫燃料燃燒后最終形成的亞硫酸和硫酸在溫度降低是發(fā)生的液相酸腐蝕，這是一種十分強(qiáng)烈的腐蝕，不僅對(duì)爐管、預(yù)熱器、熱管、管板、保溫釘?shù)冉饘俳Y(jié)構(gòu)件腐蝕，而且對(duì)耐火澆注料、纖維類也產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕，是一種破壞性十分強(qiáng)烈的腐蝕方式。

控制方法最根本的是對(duì)燃料進(jìn)行脫硫，確保燃料中硫含量不超標(biāo)，最終控制煙氣中硫含量不超標(biāo)。其次提高排煙溫度，使?fàn)t管或爐壁的壁溫高于煙氣露點(diǎn)溫度。但是這樣會(huì)犧牲一定的熱效率。其三是選用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的鋼種，包括ND鋼等。

8. 連多硫酸腐蝕

連多硫酸（H2SxO6）是在停工期間設(shè)備表面附著的FeS與水和氧氣反應(yīng)生成的，它是奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感介質(zhì)。最易發(fā)生在加工含硫原油的奧氏體不銹鋼上，經(jīng)常發(fā)生在加氫精制、加氫裂化、催化重整等裝置的不銹鋼設(shè)備和爐管上。這種腐蝕主要發(fā)生在設(shè)備停工檢修期間。腐蝕開裂的特點(diǎn)是沿晶間開裂，最易發(fā)生在焊縫附近或者經(jīng)過敏化溫度停留過的情況下。控制方法是按照美國(guó)工程師協(xié)會(huì)（NACE）頒布的RP0170—97《奧氏體不銹鋼和其他奧氏體合金煉油設(shè)備在停工期間產(chǎn)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕的防護(hù)》在停工中進(jìn)行氮?dú)獯祾吒稍锖蛪A洗，同時(shí)不銹鋼一定要選用含穩(wěn)定化元素Ti、Nb或者超低碳類別的奧氏體不銹鋼。

9. 循環(huán)水腐蝕

循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕是一個(gè)涉及面很廣的問題。影響循環(huán)水腐蝕的最主要因素是水質(zhì)。含鹽量高、硬度高、富氧、微生物含量高等因素均會(huì)增加腐蝕性。控制循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備管線的腐蝕主要從水質(zhì)控制和設(shè)備管道防腐兩方面入手。

水質(zhì)控制主要包括通過加入各類化學(xué)試劑和必要的排污來控制循環(huán)水的硬度、溫度、PH值、微生物等指標(biāo)，使腐蝕控制在允許的范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，水質(zhì)控制的好壞不同，腐蝕速率可相差百倍以上。

設(shè)備防腐方面的措施包括使用耐腐蝕的材料、利用防腐涂料、鍍層進(jìn)行隔離，利用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行電化學(xué)保護(hù)。

四. 石化企業(yè)相關(guān)的防腐標(biāo)準(zhǔn)

1. 石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕技術(shù)規(guī)范  SH 3022

2. 工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范  HGJ 229

3. 埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯膠粘帶防腐層施工及驗(yàn)收規(guī)范  SY 4014

4. 埋地鋼質(zhì)管道環(huán)氧煤瀝青防腐層施工及驗(yàn)收規(guī)范  SY/T 0447

5. 埋地鋼制管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)  SYT 0413

6. 鋼制儲(chǔ)罐液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)  SYT 0319

7. 鋼制儲(chǔ)罐氯磺化聚乙烯外防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)  SYT 0320

8. 埋地鋼質(zhì)管道煤焦油瓷漆外防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)  SYT 0379

9. 鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范  GB 50393