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煉油廠中間產品對鋁浮船蒙皮和浮筒的腐蝕分析

2019-04-29 10:04:25 作者：盧生成來源：設備管理與防腐分享至：

案例概況

某公司煉油廠安全技術人員對中間產品罐區儲罐進行罐內可燃氣體濃度和H2S氣體濃度檢測時發現其4個罐罐頂可燃氣體濃度和H2S氣體濃度超標，可燃氣濃度在30ppm左右，H2S氣體濃度在100ppm左右，在發現這一情況后車間分析認為罐內的內浮船在密封方面存在問題，導致罐內儲存介質中含有的氣體外泄，檢測時濃度超標，因此車間對這些罐安排停用檢修。檢修過程中發現鉑料罐的浮盤蒙皮、浮筒及其它附件腐蝕嚴重，嚴重影響了浮船的使用效果。

腐蝕檢測

宏觀觀察

對罐鋁浮船浮盤蒙皮和浮筒腐蝕表面進行檢查，發現浮盤蒙皮上表面（接觸氣相部位）出現黑褐色的銹蝕，且銹蝕部位產生許多大小不等的蝕孔，浮盤蒙皮已穿孔。而浮盤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，出現多處蝕孔，如下圖所示，說明浮盤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。腐蝕穿孔是由浮盤蒙皮下表面產生，并向接觸油氣部位的浮盤蒙皮上表面發展；浮筒焊縫處銹蝕嚴重，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，說明浮筒外壁發生孔蝕后，油氣進入浮筒，浮筒內壁焊接處出現許多蝕坑，而且蝕孔邊緣處有明顯減薄，孔蝕邊緣銹層呈絮狀花紋，出現許多微減薄，說明浮筒腐蝕最初是由浮筒外壁向內壁擴展。

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

通過現場檢查和綜合分析認為中間產品罐鋁浮船浮盤蒙皮和浮筒是由于中間產品中含硫化物而導致局部腐蝕；同時，由于介質含水和稀釋引起氯化物對浮盤蒙皮和浮筒的局部腐蝕。對鉑料罐區儲罐內的介質進行了分析，分析結果見下表：

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

當儲罐付油時，含氧空氣可通過人罐頂和罐壁的透氣孔進人罐中，造成氣相空間存在大量含氧空氣；當儲罐收油時，由于內浮盤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入罐頂和內浮盤之間，使浮盤上表面、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重得多；浮盤蒙皮蓋板下表面和浮筒外表面的腐蝕穿孔均驗證了這一點，由于空氣中的氧透過油氣比透過完全浸沒的液層要容易的多。

鋁浮船蒙皮、浮筒腐蝕穿孔，儲存介質中含有硫、水，對油罐、鋁浮船具有一定的腐蝕性。在浮船與儲罐的空間內介質里含有的酸離子與水反應生成了SO32-離子、SO42-離子，所含有的H2S與水反應生成氫離子，這些離子存在于液體和浮船間的氣相空間里，金屬與硫化物產生酸性物質直接于浮船接觸，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接觸，也導致了浮筒的局部腐蝕穿孔。

另一方面，浮船在長期頻繁運行過程中，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、罐內的油品大量進入到腐蝕穿孔及焊口拉裂的浮筒內，浮筒內油品的重力大于浮船的浮力，以致浮船靠建北側浮力下降，局部嚴重傾斜。

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，但相對價格也更高，是丁氰材料的10倍左右，所以車間普遍使用的都是丁氰橡膠的密封膠帶，503號罐浮船密封膠帶使用時間較長，油品的腐蝕浸泡已影響破壞膠帶的密封性。

內浮頂罐浮船與罐體用銅編織帶作為導靜電設施，用于釋放浮船起浮及油品進出產生的靜電，中間產品罐的浮船變形后部分油氣泄漏至浮船上，使銅導電帶受到罐內油氣的腐蝕發生斷裂掉在浮船上，掉在浮船上的導電帶和浮船接觸，對浮船形成了一定的腐蝕，造成了在導電帶與浮船接觸的地方鋁浮船發生腐蝕穿孔見圖4。

圖4.浮船導電帶腐蝕情況

結論

中間產品儲罐浮船蓋板蒙皮和浮筒是由于物料中有硫化物而導致局部腐蝕穿孔，腐蝕穿孔是由浮盤蒙皮下表面發生，并向接觸氣相部位的浮盤蒙皮上表面發展。同時，由于儲存介質含水和稀釋引起氯化對浮盤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接觸，也導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重影響了膠帶的密封性，導致密封膠帶損壞。

中間產品儲罐的浮船變形后部分含硫油氣泄漏至浮船上，使銅導電帶受到罐內油氣的腐蝕發生斷裂。

預防措施

定期對浮船上部空間氣體進行采樣分析，發現有毒有害氣體含量超標，應該進行停用檢修，并且每2年對含硫量較高的儲罐進行開罐檢查和維護，及時了解浮盤導向柱、浮盤自動呼吸閥、浮盤表面、浮盤安全附件、油罐內表面防腐狀況，對油罐及其附件應作全面、細致的檢查，尤其對罐內儲存腐蝕性強的介質，更要加強監控，確保及時發現和消除事故隱患。

改善工藝條件，嚴格按規程操作。上游裝置要切實抓好平穩生產，避免波動，控制好來油不串氣和來油溫度，對上游裝置的含硫物質進行脫硫處理，嚴格控制進油速度，嚴格按規程操作，杜絕違章作業。

加強日常巡檢工作，提高巡檢的質量和發現問題的能力，使隱患能得到及時發現和處理；修訂油罐安全附件檢查要求及細則，完善設備管理制度，強化各項設備管理制度的執行。

利用公司有毒有害氣體治理、改善環境質量的機會進行浮船升級改造，屆時采用新型扇形結構浮船及新型的氟橡膠密封材料，對浮船導向柱采用不銹鋼材質。提高浮船的使用安全性、可靠性。

為了防止浮盤蒙皮上表面（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或逸出；定期進行清洗去除浮盤上表面的腐蝕產物，確保浮盤的正常起浮。

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