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#设备检维修技术#腐蚀防护
（年终盛典一：设备运维检修）
（年终盛典二：仪表控制技术）
超级石化：催化裂化装置油浆系统是腐蚀防护需要重点关注的系统之一。油浆系统温度高，并且含有固体催化剂，易使油浆系统设备及管线产生高温硫腐蚀和磨蚀减薄甚至泄漏，引发事故。从腐蚀机理分析、选材评估、装置监检测措施等方面，结合装置的实际情况，有针对性地提出了油浆系统腐蚀防护措施。
关键词：油浆系统；高温腐蚀；冲刷腐蚀；防护
1 装置概况
某催化裂化装置于1978年建成投产，期间经过多次改造。2016年至2019年运行期间，分馏塔底油浆系统出现多处腐蚀问题，通过对其腐蚀情况进行调查并分析原因，有针对性地提出了解决措施。
1.1 腐蚀情况
2018年8月9日油浆泵P309/1(备用泵)预热阀阀体磨穿，高温油浆泄漏喷出，见图1。
图1 P309/1预热阀阀体砂眼
2018年8月29日对油浆泵P310进行预防性检修时，发现其吸入段冲刷严重，见图2。
图2 油浆泵P310吸入段冲刷形貌
2019年大检修发现3台油浆泵吸入段、叶轮及导叶均有不同程度的冲蚀。冲蚀形貌与图2相似。初底油油浆换热器换116/1-4管束管口也存在冲刷腐蚀。
1.2 历年检修情况
2016年大检修对整个油浆泵预热线阀门进行了更换；油浆泵P309/1整体更换，P309/2及P310更换叶轮、导叶、吸入段和轴。
2 腐蚀机理
油浆系统单元腐蚀主要是高温硫腐蚀及催化剂磨蚀。不需要考虑环烷酸腐蚀，因为催化裂化装置油浆系统中的环烷酸经过高温催化剂反应后已经分解。
2.1 高温硫腐蚀
高温硫腐蚀的主要影响因素包括温度、硫化物的种类。
硫、硫化氢以及硫醇等特殊的硫化物在大于260 ℃(不存在环烷酸情况下)的重油部位形成高温硫腐蚀。高温硫腐蚀主要表现为均匀腐蚀和局部坑蚀，化学反应如下：
H2S+Fe FeS+H2
Fe+S FeS
RSH(硫醇)+Fe FeS+不饱和烃
高温硫腐蚀速率的大小取决于原油中活性硫的多少，与总硫量也有关系。
温度在260～340 ℃时，硫化物开始分解，生成硫化氢，对设备产生腐蚀，并且随着温度的升高腐蚀加剧。
温度在340～400 ℃时，硫化氢分解为H2和S，S与Fe反应生成FeS保护膜，对腐蚀有减缓作用。
2.2 催化剂磨蚀
原料油在反应器内与催化剂反应后经旋风分离器分离后进入分馏塔底部，因旋风分离器有一定的分离效率，且效率随着设备运行时间的增加会逐渐降低，进入分馏塔的反应油气必然带有一定的催化剂。为防止催化剂进入分馏塔中上部堵塞塔盘，分馏塔底设置油浆返塔循环，从塔底抽出油浆返回人字挡板上部，洗涤进入分馏塔的油气，保证催化剂只存在于油浆系统。油浆中携带一定量的催化剂，在油浆系统管线的流量调节阀、手阀等限制流量部位以及管线弯头等易磨蚀部位，会因催化剂磨蚀发生泄漏。
3 原因分析
3.1 选材评估
3.1.1 原料油及油浆中硫含量的确定
(1)对比设计及目前原料油的组成和硫含量，分别见表1和表2。
表1 设计原料油的组成和硫含量
表2 目前原料油的组成和硫含量
通过对比设计时原料油和目前原料油性质可以发现，装置进料满足设计的要求，甚至有所改善。因此分析腐蚀问题主要关注异常工况下的介质情况。
异常情况下会掺炼减压渣油，掺入减压渣油导致原料中的硫含量大幅增加，加剧油浆系统腐蚀。例如重油加氢装置每18个月需换一次催化剂，期间催化混合进料总硫质量分数平均值为0.6%。
(2)近3年来正常生产期间油浆中硫质量分数平均值为0.3%低于设计的设防值。而重油加氢装置换剂期间油浆中硫质量分数为0.2%，较正常生产时硫含量低。
3.1.2 腐蚀速率
油浆系统主要有8台换热器，其中2台管束材质为1Cr18Ni9Ti，2台为10号钢，4台为0Cr18Ni9；有19条工艺管道，其中16条为1Cr5Mo材质，3条为20号钢材质。依据《高硫原油加工装置设备和管道设计选材导则》给出的修正后的McConomy曲线及腐蚀速率系数图估算油浆系统设备的腐蚀速率(其中油浆中硫含量取平均值0.3%)，见表3。
表3 油浆系统设备腐蚀速率
催化裂化油浆中硫化物类型主要有二苯并噻吩类和萘并噻吩类硫化物，其中萘并噻吩类是主要的硫化物类型 [1-4]。高温硫腐蚀速率的大小取决于油浆中含有多少活性硫，故而催化油浆系统设备的实际腐蚀速率要比通过修正的McConomy曲线计算出的腐蚀速率低。
3.2 腐蚀原因分析
通过对催化裂化油浆系统腐蚀机理的分析可以看出催化油浆系统的主要腐蚀原因为催化剂的磨蚀，而催化剂的磨蚀主要影响因素即油浆中固体催化剂含量和油浆的流速。
(1)2018年8月3日至25日沉降器跑剂期间，油浆固含量平均值10.48 g/L，严重超指标(≤5 g/L)运行，直接造成油浆泵预热线阀门腐蚀穿孔，油浆泵冲蚀严重。
(2)除了油浆中固含量的影响，介质流速也是油浆系统磨蚀的重要影响因素。目前油浆系统流速见表4。
表4 油浆系统流速
根据相关指导意见的要求，油浆系统管道流速控制在1.1～1.2 m/s，油浆换热器管程内的流速应控制在1.2～2.0 m/s。油浆管道中调节阀阀组前及变径处流速偏离较大，需加强对调节阀阀组的监控，每周安排专人对油浆管路的调节阀阀组进行检查，每季度进行测厚，对油浆线流速进行调整，防止油浆线流速过快加速管线冲刷或者过低引起管线堵塞。
4 防腐对策
4.1 工艺及设备防腐措施
(1)整个运行周期尽可能保持平稳操作，避免大幅度波动或紧急切断进料等异常操作，关注原料性质特别是混合原料中的硫含量，最大限度的少炼渣油。
(2)严格控制油浆固含量不大于5 g/L，一旦发现固含量有上涨趋势，立即查找原因，增大油浆外甩量，增加油浆固含量的分析频次，并对整个油浆管线进行重点监控。油浆泵正常生产期间为1开2备。2018年8月3日至25日跑剂期间，油浆泵2开1备，增加油浆循环量以及外甩量，增加对油浆的置换频次，以达到减少油浆固含量的目的。
(3)2019年大检修对沉降器两组粗旋和四组顶旋进行整体更换，最大程度地减少因旋风分离器效率低造成跑剂对油浆系统的影响。对油浆泵P309/2和P310进行了更换，P309/1更换叶轮、导叶及吸入段。对初底油油浆换热器换116/1管箱隔板进行矫正，并在隔板边沿焊接拉筋加固，堵管17根；对换116/2,4管隔板进行矫正，并在隔板边沿焊接拉筋加固；更换116/4管束。
(4)制定油浆系统设备备品备件储备策略，见表5。
表5 油浆系统设备备品备件储备策略
4.2 进料控制
催化装置硫质量分数的原设计值0.42%，正常生产时混合原料油中硫含量低于设计值，但在重油加氢装置换剂期间硫质量分数(平均值 0.6%)高于设计值，需调整进料比例(降低掺渣量)，确保混合原料油中的硫含量不高于设计值。
5 腐蚀监检测
5.1 腐蚀性介质分析情况
目前，针对油浆系统腐蚀情况主要分析原料中的硫含量(2次/月)、油浆中的固含量(2次/周)及硫含量(1次/月)，参照中国石化《炼油工艺防腐蚀管理规定》实施细则(第二版)的要求，可以看出目前的分析化验符合要求。
5.2 腐蚀监测现状及改进措施
(1)目前催化裂化装置有两条油浆管线安装了在线定点测厚系统并接入了腐蚀监测平台，可以对其进行实时监测。
(2)2018年8月对油浆固含量分析判断沉降器有跑剂现象。整个油浆系统固含量高，装置制定油浆系统定点测厚方案，每周对油浆管线弯头等重点部位进行线下人工定点测厚，对测厚数据进行对比，对减薄速率较快部位进行重点监控。
(3)2015年1月与2019年11月分别对整个油浆管线进行了一次全面检验，结合检验报告及整个油浆系统防腐蚀调查制定现阶段装置油浆系统定点测厚方案，见表6。在表6标识的油浆管道部位做好标记再按测厚计划进行测厚，并编制检测档案。根据定点测厚数据计算腐蚀速率，再根据腐蚀速率进行风险等级判定并制定相应的处理措施。
表6 油浆系统管道定点测厚方案
6 结 语
(1)通过对油浆管线腐蚀速率的估算，增加对油浆系统管线中3条20号钢管线的在线定点测厚。
(2)油浆泵每月进行一次切换或将备用油浆泵启动，打开出口阀,双泵运行半小时，确保备用油浆泵泵体和入口管道内无大量催化剂沉积。
(3)油浆系统自2003年1月投用至今已运行18 a，仅靠定点测厚并不能全面发现问题，需尽快安排对油浆管线系统进行一次全面的涡流扫查，并利用大修机会进行母管和焊缝硬度检测，对硬度不达标的进行整体更换。
(4)每周安排专人对油浆管路的调节阀阀组进行检查，每季度进行测厚，并且和工艺组进行沟通对油浆系统流速进行调整，防止油浆线速过高加快管线冲刷或者过低引起管线堵塞。
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关于召开2024年第十届石化设备运维管理与检修技术大会
参会咨询：马工15101023809
随着我国石化工业迅猛发展，部分早期建设的石化装置已运行较长年限，设备疲劳、管道老化、系统故障率上升等问题逐步显现，生产稳定性、设备可靠性逐年降低，安全风险增大，近几年已引发多起事故。开展老旧装置安全风险防控专项整治，提升设备运行管理、智能化运维、检维修技术提升、设备管理人员安全培训，是全面保障石化行业设备长周期运行的重要举措，是统筹好发展和安全、坚决遏制重特大事故的必然要求。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十大精神和习近平总书记关于安全生产的重要论述，认真落实全国安全生产电视电话会议部署和安全生产治本攻坚三年行动方案安排，突出重大安全风险防控，坚决淘汰一批、退出一批、更新改造一批安全风险高的老旧装置设备，有效提升石化企业本质安全度，真正从根本上消除事故隐患、从根本上解决问题，有效遏制重特大事故发生。为实现设备“安稳长满优”运行，推动石化企业设备管理与“智慧+预知性维修”深度融合、协同发展，搭建石化企业与设备预知性维护、智慧运维、老旧装置设备改造升级、设备国产化、大修管理、检修服务供应商交流合作平台，促进石化行业设备管理与检维修技术进步，中国石油和石化工程研究会联合各方拟定2024年11月6-8号江苏南京继续召开“2024第十届石化设备运维管理与检修技术大会”。
大会将邀请炼油化工、石化、煤化工、化工企业设备管理部门、科研机构、智慧运维、设备预知性维护、故障诊断、建安检维修、设备制造等企业，紧紧围绕“拥抱“智慧+预知性维修”新时代：推动设备运维质量、效率和动力变革”为主题，组织石化行业设备专家就目前设备管理体系建设、设备完整性管理、先进技术应用、热点难点问题、检维修管理、在建项目设备选型和监造验收、设备风险识别与控制、设备运行KPI指标对标等进行深入交流、研讨，力求达到行业信息共享、技术共享、经验共享、资源共享，结合我国石化行业发展新质生产力，促进数字经济和实体经济深度融合，提高石化企业设备管理完整可靠性、提升专业技术水平、筑牢本质安全基础，打造数字化、网络化、智能化工厂。
参会咨询：马工15101023809
拥抱“智慧+预知性维修”新时代：推动设备运维质量、效率和动力变革主办单位：中国石油和石化工程研究会协办单位：中国职业安全健康协会中国特种设备安全与节能促进会中国设备监理协会中国石化生产经营管理部中国国际科技促进会炼油与石化专业委员会中机维协石油石化建安检维修分会中国石油化工集团石油化工设备防腐蚀研究中心中国石油安环院炼化设备技术研究与服务中心石油化工设备维护与检修网青岛石化检修安装工程有限责任公司恩纳湃克（江苏）工业设备有限公司支持单位：
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重点关注内容1.国内外石化装置长周期运行发展现状与展望；2.转动设备全过程运维管理及“智慧+预知性维修”应用成果；3.大型石化企业设备健康管理探索与实践；4.老旧装置超设计使用年限服役承压设备管理对策与思考；5.特种机泵：螺杆机、真空压缩机、屏蔽泵等检修运维技术；6.石油化工装置、管廊、罐区腐蚀防护与隔热保温；7.液压工具、法兰扭矩及法兰连接完整性管理；8.石化企业设备润滑油选用及智能润滑技术；9.石化企业装置零泄漏密封技术（机械密封、干气密封、垫片等）；10.石化企业大型装置、厂区管廊运维数字化转型、无人化升级方案，巡检机器人、火情侦测与消防机器人、无人机等新型技术的应用；11.现场仪表、控制阀、泄压阀、安全阀、阻火器、过程分析仪表、DCS、FCS等检修运维技术；12.石化企业控制系统、关键设备国产化进展；13.石化企业罐区在役老旧改造优化（原油储罐安全预警、雷电预警装置、内浮顶选型、消防安全、罐顶腐蚀、爬壁机器人、油罐浮盘密封、水力、抛丸等除锈等）；14.石化典型转动设备改造升级应用案例及相关技术；15.石化大型机组备品配件国产化、核心部件修复、修造；16.可燃有毒气体泄漏检测、报警系统、火灾监测与预防系统在石化企业安全改造中的应用； 17.石油化工高端阀门国产化及特阀运检服务；18.石化企业运维检修新技术、新工艺、新方案及压缩机、烟气轮机、反应器、换热器、控制系统、工业泵、阀门、密封件与材料、仪器仪表、电气设备、分析仪器、新材料、核心部件、5G工业设备、智能巡检终端设备、机器人、技术改造、检维修工具、监测检测技术及装备、风险评价与完整性管理、应急抢修技术及装备、智能化等国产化技术应用。拥抱“智慧+预知性维修”新时代：推动设备运维质量、效率和动力变革拟邀请代表：中石化、中石油、中海油、延长石油、中化、国家能源、地方炼化下属企业设备管理、物资采购、电气仪表、机动处、设备处相关负责人、技术专家。国内外技术、设备、电工电气、仪器仪表、控制系统、信息技术供应厂商。大会时间安排
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11月8号：（上午）分论坛
分论坛一：石化企业转动设备升级改造与智能运维论坛；
分论坛二：石化企业设备运行管理与检维修新技术应用论坛；
分论坛三：石油化工高端阀门国产化及特阀运检服务论坛。
11月8号：（下午）参观交流（扬子石化或者金陵石化）。
联合主办、协办、专题演讲、参展、参会等事宜请垂询马工：15101023809（微信）
关于召开2024年（第二届）炼油与石化仪表控制技术大会
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参会咨询：马工15101023809
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大会将紧紧围绕“安全·可靠·智能·创新”主题，推广应用新技术、新方法、新成果和新产品，引领行业和企业管理与科技进步，推动全过程一体化管控，提升数字化车间、智能工厂、设备智能化运维、仪控设备老旧升级改造等示范标杆引领，强化工业互联网赋能促进炼油与石化产业及相关仪表控制技术创新健康、有序、高质量发展。诚邀各炼油、石化、煤化工、化工企业生产企业设备管理部门、仪控中心及建安检维修、技术服务、仪表控制供应厂商积极参与。安全·可靠·智能·创新主办单位：
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中国化工学会智能制造专业委员会
协办单位：中国石化集团公司自动控制设计技术中心站
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中国石油安环院炼化设备技术研究与服务中心
中国职业安全健康协会防火防爆专业委员会
特邀单位：中石化宁波工程有限公司中国石化工程建设有限公司中石化广州工程有限公司中石化南京工程有限公司中石化上海工程有限公司中国寰球工程有限公司中石油华东设计院有限公司中国石油集团东北炼化工程有限公司中石化安全工程研究院过程安全研究所山东东明石化集团有限公司滨化集团股份有限公司山东汇丰石化集团有限公司山东海科控股有限公司正和集团股份有限公司万华化学集团股份有限公司利华益集团股份有限公司富海集团新能源控股有限公司媒体支持：
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