一. 基本概念

1. 腐蝕的定義：

腐蝕是材料與環境反應而引起的破壞或變質。更廣泛地講是指除了單純機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、塑料發脹或開裂、 木頭腐爛、花崗巖風蝕、水泥剝離脫落等現象均屬于腐蝕。在石化領域，腐蝕更多地集中于金屬設備和管道。

2. 腐蝕的分類

腐蝕的分類方法很多，簡介如下：

2.1 按照腐蝕破壞過程分類

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

2.2 按照腐蝕環境分類

可分為化學介質腐蝕、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個類別：

① 小孔腐蝕（又稱點腐蝕）；

② 斑點腐蝕；

③ 電偶腐蝕；

④ 應力腐蝕；

⑤ 晶間腐蝕；

⑥ 選擇性腐蝕；

⑦ 氫脆；

⑧ 磨損腐蝕；

⑨ 細菌腐蝕；

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

  根據腐蝕的定義和機理，防腐蝕的方法也應從材料和環境兩方面著手。主要包括三個方面的手段：

① 合理地選材（包括復合材料）及結構設計；

② 改變環境（腐蝕介質的控制和處理，也稱工藝防腐措施）；

③ 電化學保護。

1. 合理選材及結構設計

合理選材及結構設計是腐蝕控制最重要的方法。

選材必須與實際環境和工作條件相結合來考慮，并不是耐腐蝕性最好的材料就是最佳選擇。最優秀的選材是根據材料和腐蝕介質之間的最佳耐蝕性和最低費用以及安全性能進行的合理組合。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。有時選材不當往往會造成災難性的后果。例如：在鹵素離子、連多硫酸等腐蝕介質存在的情況下選擇通常條件下耐蝕性能不錯的奧氏體不銹鋼極有可能發生點蝕或應力腐蝕，造成設備突然穿孔或破裂。

另一種經濟有效的選材方法是選擇復合結構的材料。例如：鋼制設備表面的防腐層（包括防腐涂料、電鍍層、化學鍍層、滲鋁層、滲鋅層、金屬噴涂、復合鋼板、橡膠襯里、玻璃鋼襯里等）均有較好的應用效果。

合理的結構設計也十分重要。例如設計時要考慮易于清洗排放不留死區，易腐蝕的部件應易于更換或材質升級，要避免應力集中、直接沖刷、局部溫度不均勻、局部氣化、異種金屬連接等。

2. 改變環境（腐蝕介質的控制和處理，也稱工藝防腐蝕措施）

改變環境常用的方法包括：

① 降低溫度；

② 降低流速；

③ 去 除腐蝕介質或氧化劑（包括電脫鹽、脫酸、加入中和劑）；

④ 改變介質濃度（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. 電化學保護

電化學保護是利用外部電流（包括外加電流和犧牲陽極）控制被保護設備的腐蝕電位處于非極化區而得到保護。在海港設施、埋地管道、石油儲罐內防腐等方面使用效果顯著。

三. 石化企業常見腐蝕現象及應對措施

1. 化工大氣腐蝕

由于石化企業自身有大量的腐蝕性氣體排放，裝置區的腐蝕一般相對較重。

對于化工大氣腐蝕一般采用鍍鋅金屬構件（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行防護。常用的涂料包括環氧樹脂類、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。涂料的品種選用應根據環境條件、施工條件、耐久性、價格等因素綜合考慮。

2. 土壤腐蝕

土壤腐蝕因地質條件不同和區域不同以及雜散電流的干擾腐蝕率可能相差數十倍。一般有效的防護方法是覆蓋層防腐（包括傳統的石油瀝青、環氧煤瀝青、煤焦油磁漆涂料玻璃鋼結構防腐層以及近年開發的熱融結環氧粉末、聚乙烯膠帶、三層聚乙烯、硬質聚氨酯泡沫塑料防腐等結構）。各種防腐結構性能對比詳見附表。

對關鍵長輸管道也可采用陰極保護技術。陰極保護技術進行專門講座。

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分解產物H2S一同形成酸性腐蝕環境。主要發生在常壓塔頂及揮發線、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、塔頂揮發線注水、注氨、注緩蝕劑），以及換熱器進行涂料防腐等。有時也采用復合襯里不銹鋼（碳鋼+0Cr13）。電脫鹽效果好壞是決定防腐效果的最關鍵因素。一般要求二級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運系統中，由于原油中的硫化物分解產生大量的H2S，在有水存在的情況下在常溫條件下易造成設備材料發生氫鼓包和硫化氫應利腐蝕開裂。易發生部位是催化裝置的吸收穩定系統和液化氣儲罐。尤其是高強鋼材料在此種環境下更易出現開裂問題。

通常的防護措施包括：

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 控制介質中的Cl-、CO32-、CN-等有害離子濃度；

⑥ 消除材料的殘余應力，包括避免冷加工、控制焊接殘余應力等；

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

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

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

6. 高溫硫腐蝕和環烷酸腐蝕

主要發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、轉油線、換熱器等部位。腐蝕介質是單質硫、硫化氫、硫醇、環烷酸等。在380℃時腐蝕速度最快。

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

7. 硫酸露點腐蝕

硫酸露點腐蝕主要發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生的液相酸腐蝕，這是一種十分強烈的腐蝕，不僅對爐管、預熱器、熱管、管板、保溫釘等金屬結構件腐蝕，而且對耐火澆注料、纖維類也產生強烈腐蝕，是一種破壞性十分強烈的腐蝕方式。

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

8. 連多硫酸腐蝕

連多硫酸（H2SxO6）是在停工期間設備表面附著的FeS與水和氧氣反應生成的，它是奧氏體不銹鋼發生應力腐蝕的敏感介質。最易發生在加工含硫原油的奧氏體不銹鋼上，經常發生在加氫精制、加氫裂化、催化重整等裝置的不銹鋼設備和爐管上。這種腐蝕主要發生在設備停工檢修期間。腐蝕開裂的特點是沿晶間開裂，最易發生在焊縫附近或者經過敏化溫度停留過的情況下。控制方法是按照美國工程師協會（NACE）頒布的RP0170—97《奧氏體不銹鋼和其他奧氏體合金煉油設備在停工期間產生連多硫酸應力腐蝕的防護》在停工中進行氮氣吹掃干燥和堿洗，同時不銹鋼一定要選用含穩定化元素Ti、Nb或者超低碳類別的奧氏體不銹鋼。

9. 循環水腐蝕

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

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

設備防腐方面的措施包括使用耐腐蝕的材料、利用防腐涂料、鍍層進行隔離，利用犧牲陽極進行電化學保護。

四. 石化企業相關的防腐標準

1. 石油化工設備和管道涂料防腐蝕技術規范  SH 3022

2. 工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范  HGJ 229

3. 埋地鋼質管道聚乙烯膠粘帶防腐層施工及驗收規范  SY 4014

4. 埋地鋼質管道環氧煤瀝青防腐層施工及驗收規范  SY/T 0447

5. 埋地鋼制管道聚乙烯防腐層技術標準  SYT 0413

6. 鋼制儲罐液體環氧涂料內防腐層技術標準  SYT 0319

7. 鋼制儲罐氯磺化聚乙烯外防腐層技術標準  SYT 0320

8. 埋地鋼質管道煤焦油瓷漆外防腐層技術標準  SYT 0379

9. 鋼質石油儲罐防腐蝕工程技術規范  GB 50393