停备用设备气相防腐剂在炼化装置防腐蚀中的应用

王 斌，李 康

(兰州金陇鑫化工科技有限公司，甘肃 兰州 730070)

由于生产计划的调整，会出现部分没有抗大气腐蚀能力的设备停工闲置或备用，待生产需要时再启用。实践表明，这些没有抗大气腐蚀能力的设备在闲置期间的腐蚀比运行期间严重得多［1］，如不采取防腐蚀措施，会发生大规模的腐蚀或穿孔，造成设备重新启用困难甚至过早报废造成极大的经济损失。

设备停用、备用期间的腐蚀主要表现为两种形式:一是垢下腐蚀，二是有氧和水分残留在金属表面引起的腐蚀。无论哪种形式，其实质是金属在有氧和水分存在的情况下，在金属表面的缺陷处发生电化学腐蚀的过程。设备内壁防腐蚀需要解决的问题是如何解决金属表面不与水、氧和其他腐蚀介质接触，使之不能形成电解液膜，以保证金属表面不被腐蚀。

气相缓蚀剂技术用于闲置设备防腐蚀，与传统的干燥、充氮、充油等方式相比，具有施工和启用方便、安全长效、防腐蚀效果好、费用较低等特点，因而日益受到重视，已成为闲置设备防腐蚀的主要方法之一。基于此考虑研发了Longx-911 停备用设备气相防腐剂和Longx-901 停备用设备气相防腐剂(锅炉专用)。

1 防腐蚀机理

停(备)用设备气相防腐剂是将设备腐蚀原理、气相缓蚀技术［2］和防腐蚀保护工艺相结合而研制成功的一款新产品，该产品在工业锅炉［3］、塔、釜、艚、罐、管网、换热器［4］及压力容器等设备［5］停(备)用期间能起到有效的防腐蚀保护作用。停(备)用设备气相防腐剂是一种气相缓蚀剂它由易挥发的缓蚀性物质和螯合除锈剂及各种添加剂组成，在常温常压下能自动挥发出具有缓蚀性、螯合性和碱性的气体。防腐剂中挥发出的缓蚀性气体，其中主要是带有含氮基团的化合物，在被保护金属设备的表面利用化学吸附作用形成致密的保护膜，起到隔绝空气、水蒸气等腐蚀性介质与金属基体接触的作用，从而达到有效保护设备，防止或减缓腐蚀的目的。防腐剂中挥发出的螯合性气体具有较强的渗透性，可以渗透到锈层和结垢层下面，与设备壁的金属离子发生螯合作用，有效防止了锈下和垢下腐蚀，同时通过渗透和螯合作用能剥离除去部分原有锈层，可以减小锈斑面积和减少锈层厚度。防腐剂中挥发出的弱碱性气体，能在设备内部形成碱性环境，阻断设备内表面的电化学腐蚀，进而达到防腐蚀的效果。

2 用 途

(1)停(备)用设备气相防腐剂可广泛用于各种类型的锅炉停备用期间的防腐蚀;

(2)停(备)用设备气相防腐剂可广泛用于热力管网、供热锅炉等停(备)用期间的防腐蚀;

(3)停(备)用设备气相防腐剂可广泛用于化工、炼油、造纸、制药和冶金等行业成套装置或单台设备停备用期间的防腐蚀;

(4)停(备)用设备气相防腐剂可广泛用于各种类型的钢制容器、换热器和管道等设备停备用期间的防腐蚀。

3 两种型号产品对比

停(备)用设备气相防腐剂两种型号产品对比见表1。

表1 两种型号产品对比Table 1 Comparison of two types of products

4 停(备)用设备气相防腐剂的特点

(1)在常温下能自动挥发，具有较高的蒸气压，挥发出来的气体对金属有缓蚀作用，从而达到防腐蚀的目的。

(2)具有较强的渗透性，能剥离原有垢层，防止和减缓垢下腐蚀，能够提供需防腐蚀设备内的碱性环境从而减轻设备表面的电化学腐蚀。

(3)加入了除锈剂对已锈蚀的设备起到渗透剥离和螯合作用，可除去部分原有锈层。

(4)对近距离及远距离的金属表面都能起到防腐蚀作用(只要挥发性气体能到达的地方均能起到防腐蚀作用)。

(5)易溶于水，因此在防腐蚀结束时可不取出气相防腐剂，水冲洗或者蒸汽吹扫后排出残液即可投料生产。

(6)该制剂可用于电力、化工和炼油等行业成套或单个设备在停用、备用期间的防腐蚀，可解决传统干燥、充氮法防腐蚀时间短及效果差，充油法缺乏安全性及经济性等缺点，具有经济、安全、方便、省时、省力和高效等特点。

5 应用实例及防腐蚀效果

中国石油独山子石化分公司Ⅱ套催化裂化装置于2011 年10 月22 号至2012 年4 月9 号使用停(备)用设备气相防腐剂进行停用期间的防腐蚀作业。2011 年10 月20 号开始加入了停(备)用设备气相防腐剂，22 号添加完毕，预计防腐期限为1 a。由于生产需要Ⅱ套催化裂化停用装置需投入使用，2012 年4 月9 号打开T-201，T-302 和T-303 的人孔对防腐蚀效果进行检验［6］。检验结果如下:

(1)打开人孔观察没有发现继续腐蚀的情况(人眼观察);

(2)未加防腐剂以前生成的锈层在防腐剂的作用下已经发生大面积的脱落;使用气相防腐剂半年后在T-201 口有大片的锈层脱落，见图1。

图1 T-201 口锈层脱落形貌Fig.1 Layer to drop in T-201 port

(3)使用气相防腐剂半年后，在T-302 口部分锈迹已经消失露出了金属本色(以上结论由加防腐剂前后的对比照片得出)，见图2。

图2 T-302 口锈迹消失后露出的金属本色形貌Fig.2 Metal morphology at T-302 portion after rusty disappeqrauce

(4)设备加入停(备)用设备气相防腐剂进行防腐蚀作业的同时进行了模拟监测试验，模拟监测试验结果显示，添加停(备)用设备气相防腐剂的试验试片光亮如新没有发生腐蚀，未添加停(备)用设备气相防腐剂的试验试片已经发现明显的锈迹;

(5)将悬挂于设备内部的腐蚀试片取出发现光亮如新，没有发现腐蚀情况，称重后没有发现试片重量发生变化，防腐效果完全达到预期要求。

停(备)用设备气相防腐剂在半年的防腐期内阻止了Ⅱ套催化裂化装置的进一步腐蚀并对未加防腐剂以前生成的锈层起到了一定的剥离和去除的作用，防腐蚀效果良好。2013 年中国石油化工股份有限公司荆门石化分公司1 Mt 柴油加氢装置使用停(备)用设备气相防腐剂进行停用期间的防腐蚀作业。2013 年4 月2 号开始加入了停备用设备气相防腐剂，5 号已添加完毕，预计防腐蚀期限为2 a，通过设备内部及外部的腐蚀监测结果显示，截止目前为止设备无腐蚀现象，防腐蚀效果良好。

6 结束语

通过停(备)用设备气相防腐剂在停备用炼化设备防腐蚀中的多次实际应用，验证了停(备)用设备气相防腐剂在炼化停备用设备防腐蚀期内能有效地阻止设备的进一步腐蚀并能对未加防腐蚀剂以前生成的锈层起到了一定的剥离和去除的作用，防腐蚀效果良好。

［1］张大全.大气腐蚀和气相缓蚀剂应用技术［J］.上海电力学院学报，2006，22 (3):273-274.

［2］何新快，陈白珍，张钦发.气相缓蚀剂的研究现状与展望［J］.中国腐蚀与防护学报，2004，24 (4):245-247.

［3］刘振法，王育琳.气相缓蚀剂用于锅炉保养的研究［J］.河北省科学院学报，1996(2):33-34.

［4］张大全，高立新，周定国.气相防锈技术及其在热力设备停用保护中的应用［J］.腐蚀与防护，2001，22 (1):20-24.

［5］魏刚，杨民，熊蓉春.气相缓蚀剂用于钢制设备保护的研究［J］.腐蚀科学与防护技术，2000，12(5):269-272.

［6］危建民，陶大军，李鹤.气相防腐剂在炼油厂备用设备防腐中的应用［J］.石油化工腐蚀与防护，2013，30(5):58-60.