隨著石油資源的深度開采和價(jià)格變化以及經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，原油劣質(zhì)化趨勢日趨明顯，裝置所面臨的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)加劇，加工越來越多的劣質(zhì)原油已經(jīng)成為中國和世界各國煉油廠面臨的挑戰(zhàn)，給我國煉油廠的安全及長周期運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。加之近年來，石化企業(yè)因腐蝕導(dǎo)致的安全事故時(shí)有發(fā)生，影響了企業(yè)的形象和效益，因此控制并解決石化行業(yè)的腐蝕問題迫在眉睫。

    為了讓更多的人了解到原油劣質(zhì)化的危害性、科普石化行業(yè)腐蝕的相關(guān)知識(shí)、加強(qiáng)防腐理念并付諸于實(shí)際行動(dòng)，中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)記者特邀請(qǐng)到中國石化青島安全工程研究院首席專家劉小輝做相關(guān)方面的精彩解讀……

    劉小輝，中國石化集團(tuán)公司高級(jí)專家、中國石化青島安全工程研究院首席專家、副總工程師、教授級(jí)高級(jí)工程師，長期奮戰(zhàn)在科研一線，帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)奔波在煉化裝置現(xiàn)場，在設(shè)備安全技術(shù)研發(fā)和技術(shù)服務(wù)方面取得了豐碩的成果。整個(gè)采訪在一片謙和的氣氛中進(jìn)行，劉小輝讓記者印象最深刻的一句話是“適時(shí)開展了裝置腐蝕適應(yīng)性評(píng)估和設(shè)防值評(píng)估，為煉化企業(yè)加工劣質(zhì)原油保駕護(hù)航！”

中國石化青島安全工程研究院首席專家劉小輝

    劉小輝告訴記者，21世紀(jì)以來，石油化工行業(yè)相繼發(fā)生了多起災(zāi)難性安全事故，特別是2013年11月22日位于青島的中國石化東黃輸油管道泄漏原油進(jìn)入市政排水暗渠，在形成密閉空間的暗渠內(nèi)發(fā)生爆炸特別重大事故給予人們足夠的教訓(xùn)和警示。這些事故超越了重大安全事故，可稱為災(zāi)難性事故。如今，伴隨著原油的不斷劣質(zhì)化、新能源的開發(fā)利用、裝置的大型化以及新工藝的開發(fā)應(yīng)用等，我國石化企業(yè)原有防腐能力越來越難以適應(yīng)，從中國石化生產(chǎn)裝置實(shí)際運(yùn)行情況看，接近50%的設(shè)備失效是由于腐蝕引發(fā)的。防腐蝕工作作為石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不僅體現(xiàn)在具有節(jié)能降耗、延長設(shè)備使用壽命、減少生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的作用，還能夠在減少安全隱患、消除安全事故的安全生產(chǎn)管理工作中起到關(guān)鍵的作用。

    “安全警戒線”為煉油裝置設(shè)備安全運(yùn)行保駕護(hù)航

    劣質(zhì)原油加工在石化行業(yè)已成為“新常態(tài)”，盡管國際原油價(jià)格下跌，但企業(yè)為追求效益，進(jìn)口的大量劣質(zhì)原油加工仍在進(jìn)行中。劣質(zhì)原油的加工首當(dāng)其沖地是對(duì)裝置設(shè)備產(chǎn)生沖擊，尤其是對(duì)常減壓蒸餾裝置和主要二次加工裝置將會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕，帶來了一系列的安全問題，因此為煉油裝置設(shè)一道“安全警戒線”尤為重要！

    “安全警戒線”即設(shè)防值，也就是我們適時(shí)開發(fā)了煉油裝置設(shè)備腐蝕適應(yīng)性評(píng)估及設(shè)防值評(píng)估技術(shù)，為裝置設(shè)備的安全生產(chǎn)提供保障。

    劉小輝表示腐蝕適應(yīng)性評(píng)估技術(shù)是基于企業(yè)迫切想知道原料劣質(zhì)化引起的腐蝕適應(yīng)能力而形成的技術(shù)。此技術(shù)基于借鑒國外先進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)而發(fā)展起來的一項(xiàng)石化設(shè)備定量評(píng)估技術(shù)。石化裝置原設(shè)計(jì)原油加工種類與目前所加工原油種類有很大變化，有些裝置原設(shè)計(jì)沒有遵循設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則，需要進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)的程度不清楚，需要進(jìn)行研究才能摸清裝置現(xiàn)在耐腐蝕能力。

    設(shè)防值的概念是一個(gè)安全的概念。在抗震中的設(shè)防是大家比較熟悉的，比如：抗震設(shè)計(jì)中，根據(jù)使用功能的重要性把建筑物分為甲、乙、丙、丁四個(gè)抗震設(shè)防類別。抗震設(shè)防目標(biāo)是指建筑結(jié)構(gòu)遭遇不同水準(zhǔn)的地震影響時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、使用功能、設(shè)備的損壞程度及人身安全的總要求。

    腐蝕適應(yīng)性評(píng)估和設(shè)防值評(píng)估技術(shù)雖然不能直接創(chuàng)造價(jià)值，但在為裝置加工劣質(zhì)原料保駕護(hù)航上發(fā)揮了極大的作用。中國石化青島安全工程研究院自主開發(fā)的設(shè)防值評(píng)估技術(shù)，自2008年至今已在中國石化系統(tǒng)內(nèi)各直屬企業(yè)，如茂名分公司、湛江東興石化、上海股份有限公司、上海高橋分公司、燕山分公司、齊魯分公司、天津分公司、廣州分公司、青島煉化，中國石油大連分公司、蘭州分公司、錦州分公司等企業(yè)的近百套煉油裝置上應(yīng)用，為這些企業(yè)解除了燃眉之急，同時(shí)也擴(kuò)大了自身的影響，得到了各石化企業(yè)的認(rèn)可和支持。為煉油裝置安全長周期運(yùn)行起到了很好的保障作用。

 
    該技術(shù)是依據(jù)設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則、McConomy曲線、Copper曲線和NACE、API標(biāo)準(zhǔn)對(duì)裝置操作溫度大于220℃的部位進(jìn)行理論腐蝕速率計(jì)算；同時(shí)，結(jié)合裝置現(xiàn)場監(jiān)檢測數(shù)據(jù)和其它企業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮找出裝置腐蝕薄弱部位，并核算腐蝕薄弱部位所能承受的硫、酸腐蝕介質(zhì)的最大含量，推算原料中允許的最大硫含量和酸值，進(jìn)而評(píng)價(jià)并確定裝置合理的設(shè)防值。

    劉小輝說，由于裝置是針對(duì)特定的原料進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造的，對(duì)于新建裝置，以設(shè)計(jì)的硫、酸含量作為設(shè)防值較為合理。但裝置建成投產(chǎn)后，由于原料的變化以及隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，情況將發(fā)生變化。首先，加工原料性質(zhì)的改變。由于我們煉廠加工的原油種類經(jīng)常發(fā)生變化，即很難固定不變，同時(shí)即使同一種類的原油，其油性和腐蝕介質(zhì)含量也是在不斷變化的。因此，當(dāng)加工原油性質(zhì)發(fā)生較大變化時(shí)，對(duì)以設(shè)計(jì)設(shè)防值作為目前裝置的設(shè)防值其合理性必須重新審視。其次，裝置設(shè)備和管道的改變。裝置在生產(chǎn)運(yùn)行期間或停工檢修期間，會(huì)發(fā)生局部變化，如對(duì)部分設(shè)備管道進(jìn)行更換、升級(jí)或改擴(kuò)建等，裝置材質(zhì)和操作條件的變化也將影響到裝置對(duì)腐蝕介質(zhì)的耐受能力，發(fā)生改變后其設(shè)防值的合理性也需要進(jìn)一步研究。最后是企業(yè)效益的變化。隨著原油價(jià)格的變化，加工劣質(zhì)原油的相對(duì)優(yōu)勢程度也會(huì)發(fā)生變化，企業(yè)的意愿也會(huì)隨之發(fā)生改變。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，挖掘裝置加工劣質(zhì)原料的潛力，企業(yè)希望了解裝置各環(huán)節(jié)對(duì)于物料腐蝕介質(zhì)的耐受能力，以期通過少量的材質(zhì)升級(jí)或有針對(duì)性的加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的監(jiān)檢測，來提高裝置腐蝕介質(zhì)耐受能力，獲得最大化的經(jīng)濟(jì)效益。因此，腐蝕適應(yīng)性評(píng)估技術(shù)與設(shè)防值評(píng)估技術(shù)實(shí)際上也是一項(xiàng)設(shè)備的優(yōu)化技術(shù)。

中國石化青島安全工程研究院首席專家劉小輝在科研一線

    腐蝕適應(yīng)性評(píng)估和設(shè)防值評(píng)估技術(shù)在提升煉油裝置防腐能力上也發(fā)揮著舉足輕重的作用。

    （1）評(píng)估報(bào)告可以作為材質(zhì)升級(jí)的依據(jù)，幫助總部和企業(yè)合理分配材質(zhì)升級(jí)和改造費(fèi)用，使裝置材質(zhì)滿足防腐要求。近幾年隨著裝置加工劣質(zhì)原油的需要，多家企業(yè)提出了進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)的要求，通過腐蝕適應(yīng)性評(píng)估，總部和企業(yè)都能了解到裝置材質(zhì)要升級(jí)到何種程度才能滿足裝置目前和未來原油加工的需要，合理分配費(fèi)用。

    （2）設(shè)防值評(píng)估可以讓總部從宏觀上了解到各企業(yè)所能加工的油種對(duì)硫和酸的設(shè)防要求，合理分配原油資源，在不影響安全的情況下，最大限度發(fā)揮裝置潛能，創(chuàng)造最佳效益。

    （3）幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置存在的腐蝕薄弱環(huán)節(jié)，采取有效措施，消除安全隱患。這兩項(xiàng)評(píng)估技術(shù)是將煉油裝置腐蝕防護(hù)技術(shù)與石化裝置定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)有機(jī)結(jié)合，開發(fā)出來的應(yīng)對(duì)劣質(zhì)原油加工的防腐技術(shù)。

    劉小輝表示，腐蝕適應(yīng)性評(píng)估和設(shè)防值評(píng)估技術(shù)是我們技術(shù)服務(wù)的重要手段，在日后的研究工作中，我們還將深化技術(shù)服務(wù)的深度，擴(kuò)大技術(shù)服務(wù)的廣度，繼續(xù)發(fā)揮這兩項(xiàng)技術(shù)的作用，為煉化裝置加工劣質(zhì)原油保駕護(hù)航。

    “標(biāo)準(zhǔn)”是防腐蝕工程建設(shè)長久良性運(yùn)行“定心丸”

    劉小輝表示，在標(biāo)準(zhǔn)化制度建設(shè)方面，國外相對(duì)來說比較成熟。國外對(duì)含硫及高含硫原油，特別是針對(duì)含硫和高含硫原油加工對(duì)裝置造成的腐蝕問題，對(duì)其硫分布和活性硫分布、硫腐蝕機(jī)理以及工程上的防護(hù)對(duì)策已有較為深入的研究和應(yīng)用，如目前應(yīng)用比較成熟的工程經(jīng)驗(yàn)曲線 McConomy曲線、Copper曲線等；API571對(duì)煉油企業(yè)出現(xiàn)的硫腐蝕（低溫硫腐蝕及應(yīng)力腐蝕開裂、高溫硫腐蝕）的腐蝕損傷機(jī)理、形態(tài)、影響因素、發(fā)生的裝置和設(shè)備以及檢驗(yàn)、監(jiān)檢測、預(yù)防和減緩措施做了較為詳細(xì)的介紹；美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)--NACE頒布了很多關(guān)于煉廠硫腐蝕防護(hù)方面的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐指南。

    同北美等發(fā)達(dá)國家相比，我國加工含硫和高含硫原油的歷史相對(duì)短一些，但是在生產(chǎn)實(shí)踐和科研中也積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，中國石化集團(tuán)公司從本世紀(jì)初起，也陸續(xù)組織制定了一些國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)的管理規(guī)定來指導(dǎo)企業(yè)的設(shè)備防腐管理，如“高酸原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則”（SH/T 3129-2012）、“高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則（SH/T 3096-2012）”、“鋼制石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB50393）”、 “中國石化加工高含硫原油企業(yè)設(shè)備及管道測厚管理規(guī)定”、“關(guān)于加強(qiáng)煉油裝置腐蝕檢查工作管理規(guī)定（試行）”、“中國石化煉化企業(yè)設(shè)備防腐蝕管理規(guī)定”、“中國石化加工高含硫原油企業(yè)儲(chǔ)罐防腐蝕技術(shù)管理規(guī)定”、“中國石化煉油工藝防腐蝕管理規(guī)定”等。

    劉小輝說，對(duì)以上所列的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，有的是他主要參與制定的，同時(shí)他也曾參與多個(gè)國標(biāo)的制定，并且參與了NACE標(biāo)準(zhǔn)的翻譯引進(jìn)工作。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂他覺得非常有必要，一方面是標(biāo)準(zhǔn)化工作非常重要，尤其對(duì)于防腐工程，如果沒有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，質(zhì)量就難以保證；另一方面標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)了科技進(jìn)步，同時(shí)科技進(jìn)步又反過來提升了標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)水平。

    比如儲(chǔ)罐的涂層防腐，必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如果不執(zhí)行或執(zhí)行不好，都會(huì)導(dǎo)致防腐效果降低，同時(shí)還將釀成安全事故，如涂料選擇不當(dāng)，就有可能污染油品；原油劣質(zhì)化之后，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕部位進(jìn)而及時(shí)消除腐蝕隱患，對(duì)腐蝕監(jiān)檢測手段提出了更高的要求，從目前國內(nèi)腐蝕監(jiān)檢測技術(shù)來看，一方面缺少標(biāo)準(zhǔn)，另一方面監(jiān)檢測措施較為單一，而且由于裝置的腐蝕受到多種因素的影響，企業(yè)在進(jìn)行監(jiān)檢測時(shí)，只能進(jìn)行大而全的監(jiān)檢測，造成人力物力的極大浪費(fèi)，不僅不科學(xué)而且監(jiān)檢測效果并不理想。因此，亟需改進(jìn)。

    改進(jìn)最有效的辦法就是建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此，石化行業(yè)的腐蝕與防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的路子還很長，任務(wù)也很艱巨，需要大家共同努力。

    石化行業(yè)要安全發(fā)展 放大招對(duì)癥下藥是關(guān)鍵

    談及關(guān)于保障石化行業(yè)安全運(yùn)行的防腐措施，劉小輝表示行之有效的方法有很多種，但具體可從五大方面進(jìn)行考慮：一是在設(shè)備的選材上面，我們須注重材質(zhì)的耐蝕性，選用耐蝕性的材料來保證設(shè)備的安全運(yùn)行，這是追求設(shè)備本質(zhì)安全的根本；二是要在防腐工藝上面下真功夫，須注重緩蝕劑或稀釋腐蝕介質(zhì)來進(jìn)行防腐，從腐蝕源頭進(jìn)行有效治理；三是在涂層防腐方面，須注重刷涂或噴涂來實(shí)施內(nèi)外防腐，并且要解決好“三分涂料、七分施工”這個(gè)關(guān)鍵問題 ；四是在腐蝕監(jiān)測方面，須“多管齊下”，密集監(jiān)測，注重監(jiān)測的有效性，防止突發(fā)性腐蝕失效；五是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，需注重引入各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，如腐蝕適應(yīng)性評(píng)估、設(shè)防值評(píng)估、RBI、RCM、SIL、HAZOP、LOPA、QRA、FMEA、RCA等技術(shù)進(jìn)行預(yù)判。特別是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理必須延伸到裝置的運(yùn)行操作層面，對(duì)裝置加工的原料進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)裝置加工原料的腐蝕適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估，確定裝置的耐蝕能力，在設(shè)備損傷過程中進(jìn)行有效監(jiān)控，對(duì)裝置出現(xiàn)的腐蝕問題進(jìn)行失效分析，形成一整套基于風(fēng)險(xiǎn)的煉油裝置防腐成套技術(shù)，解決好劣質(zhì)原油加工過程中的安全問題，保障煉油裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行，對(duì)降低煉油企業(yè)的原料成本，增加其經(jīng)濟(jì)效益是非常有利的，同時(shí)也具有重大的社會(huì)效益。

    未來石化行業(yè)將進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”的防腐時(shí)代

    談及石化行業(yè)防腐技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀問題，劉小輝表示，我國石化設(shè)備腐蝕與安全技術(shù)目前正在追趕國際先進(jìn)，但還遠(yuǎn)未能達(dá)到國際領(lǐng)先水平，與國際的先進(jìn)水平相比，我們還存在一定的差距。在材料的應(yīng)用方面，我們國家的冶煉水平未能達(dá)到國際先進(jìn)，耐蝕特鋼的質(zhì)量有待開發(fā)和提升；在防腐藥劑方面，我們的有效性不夠穩(wěn)定，特別是高溫緩蝕劑；另外涂料的問題就更加突出，偽冒假劣產(chǎn)品充斥市面，施工質(zhì)量也不高，國人普遍將涂層防腐施工視為“民工活”，俗話說的“三分涂料七分施工”得不到落實(shí)，造成了涂層質(zhì)量不高的局面，實(shí)際上，涂層防腐是個(gè)技術(shù)活；我們的腐蝕監(jiān)檢測技術(shù)也正在追趕國際先進(jìn)水平，但我們?cè)诟g大數(shù)據(jù)應(yīng)用于研究方面存在差距，特別是石化行業(yè)的腐蝕大數(shù)據(jù)應(yīng)用才剛開始。

    對(duì)于未來保障石化行業(yè)安全運(yùn)行的防腐措施應(yīng)該何去何從？劉小輝表示，關(guān)鍵在兩點(diǎn)：一是防腐硬技術(shù)須進(jìn)一步加強(qiáng)，努力縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，自主研發(fā)防腐產(chǎn)品，如腐蝕監(jiān)測產(chǎn)品、防腐藥劑產(chǎn)品、涂料、耐蝕材料以及表面改性技術(shù)產(chǎn)品等。另一方面發(fā)展智能化防腐技術(shù)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，利用互聯(lián)網(wǎng)+防腐技術(shù)，使得我們能時(shí)時(shí)把控腐蝕，防止因腐蝕導(dǎo)致的突發(fā)安全事件或事故發(fā)生。

    后記：在這個(gè)倡導(dǎo)“綠色、環(huán)保、低碳、節(jié)能”的大時(shí)代，我們應(yīng)該積極響應(yīng)國家號(hào)召，為開創(chuàng)石化行業(yè)新格局貢獻(xiàn)一份力！

    人物簡介
 

    劉小輝，1958年10月出生，祖籍廣東，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師（中國注冊(cè)安全工程師），享受中國國務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼，受聘中國石油大學(xué)（華東）研究生導(dǎo)師、廣東石油化工學(xué)院客座教授，中國石油化工集團(tuán)公司高級(jí)專家，中國石化青島安全工程研究院首席專家，中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)第九屆常務(wù)理事，中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)石油化工腐蝕與安全專業(yè)委員會(huì)主任委員，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)壓力容器分會(huì)第八屆委員會(huì)委員，中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)編委，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)審專家。

    長期從事石化設(shè)備腐蝕與安全研究工作，在中國石化系統(tǒng)已工作了三十多年，現(xiàn)任中國石化青島安全工程研究院副總工程師、首席專家。近年先后主持及主要參與完成了中國石化集團(tuán)公司三十多項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主持開發(fā)了基于風(fēng)險(xiǎn)的劣質(zhì)原油加工裝置防腐技術(shù)、完整性管理技術(shù)、煉油裝置腐蝕適應(yīng)性評(píng)估、設(shè)防值評(píng)估、煉油裝置大修腐蝕專項(xiàng)檢查技術(shù)、加工高硫原油防腐蝕預(yù)案研究和高酸原油加工成套防腐技術(shù)研究、加工機(jī)會(huì)原油設(shè)備選材研究等。主持建立的設(shè)備安全學(xué)科目前已發(fā)展為院的重點(diǎn)學(xué)科。獲得部委級(jí)科技進(jìn)步成果獎(jiǎng)12項(xiàng)。其中一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，三等獎(jiǎng)6項(xiàng)。獲授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)，實(shí)用新型專利12項(xiàng)，主持編寫著作3本，參與編著3本，近年在國內(nèi)外發(fā)表40多篇論文。 獲“中國石化突出貢獻(xiàn)專家獎(jiǎng)勵(lì)”、“山東省富民興魯勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?rdquo;等。

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