中蝕國(guó)際腐蝕控制工程技術(shù)研究院院長(zhǎng) 王貴明

0 引言

傳統(tǒng)的一物降一物的防腐蝕技術(shù)和方法不能從根本上解決因腐蝕造成的安全、環(huán)境的破壞問(wèn)題，腐蝕控制工程全生命周期理論應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)工程、工業(yè)工程、工程科技等現(xiàn)代管理學(xué)對(duì)腐蝕控制工程全生命周期各環(huán)節(jié)、各要素加以控制、優(yōu)化和協(xié)調(diào)，國(guó)際腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的成立，標(biāo)志著國(guó)際社會(huì)對(duì)該理論的一致認(rèn)同；《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》等四項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案的立項(xiàng)與順利推進(jìn)將該理論及其標(biāo)準(zhǔn)化成功落地；《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》在煙道氣脫硫裝置腐蝕控制的應(yīng)用，則是將腐蝕控制工程全生命周期理論成功地應(yīng)用于實(shí)踐的典型案例。

1 腐蝕控制工程全生命周期理論

1.1 腐蝕與腐蝕控制工程

腐蝕存在普遍性、隱蔽性，給人類社會(huì)帶來(lái)危害的漸進(jìn)性、突發(fā)性和嚴(yán)重性，這些都直接、間接地引發(fā)了安全問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題，且許多重大腐蝕事故所造成的人員傷亡、設(shè)施損壞、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等都與腐蝕密切相關(guān)，特別是易造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的重大安全事故包括埋地管網(wǎng)、長(zhǎng)輸管道、化工生產(chǎn)設(shè)施、核電廠裝置設(shè)施、海洋工程裝置設(shè)施、高鐵裝置設(shè)施、大型工業(yè)設(shè)施、鋼筋混凝土構(gòu)筑物、航空、航天基地場(chǎng)地等，這已在上個(gè)世紀(jì)七十年代就已經(jīng)形成了國(guó)際社會(huì)的初步共識(shí),腐蝕對(duì)社會(huì)有限資源的破壞所造成的損失每年占當(dāng)年國(guó)民生產(chǎn)總值GDP的3%～5%，通過(guò)有效的腐蝕控制能減少腐蝕損失的30%左右，占GDP的1～5%。

1.2 理論要點(diǎn)

以腐蝕控制工程全生命周期為對(duì)象，在確保人身健康和生命財(cái)產(chǎn)安全、國(guó)家安全和生態(tài)環(huán)境安全的經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行底線的基礎(chǔ)上，以謀求經(jīng)濟(jì)、生命長(zhǎng)周期和綠色環(huán)保的最佳效益為目標(biāo)，對(duì)影響其實(shí)現(xiàn)的腐蝕控制工程全生命周期全過(guò)程鏈條上的所有相關(guān)必保的有關(guān)條件、環(huán)節(jié)、節(jié)點(diǎn)和要素以及其上的相應(yīng)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等（目標(biāo)、腐蝕源、材料、技術(shù)、設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、施工、貯存和運(yùn)輸、安裝和調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)、修復(fù)、報(bào)廢與處理、文件和記錄、資源管理、綜合評(píng)定）實(shí)施整體性、系統(tǒng)性和相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性的控制，并使其所有必保條件和要素與要素、環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)、局部與全局等在相互交織中達(dá)到相互支撐、相互協(xié)調(diào)、相互優(yōu)化等的綜合性的科學(xué)性、技術(shù)性的控制管理；而僅靠腐蝕控制工程全生命周期全過(guò)程鏈條上的某一必保條件或要素或環(huán)節(jié)或節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行控制，或不是整體性或系統(tǒng)性或達(dá)不到相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性、相互支撐等，腐蝕都是絕對(duì)得不到控制的。

腐蝕控制工程全生命周期的理論確保主體工程的最佳效益：腐蝕潛附存在于整體的主體工程之上或其上的某一部分或某一點(diǎn)上的所有腐蝕或腐蝕點(diǎn)都必須得到百分之百的、即便是一個(gè)針眼的腐蝕點(diǎn)也必須要得到經(jīng)過(guò)相應(yīng)的腐蝕控制工程全生命周期全過(guò)程鏈條上所有必保條件、要素、環(huán)節(jié)、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行整體性、系統(tǒng)性和相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性，并使其所有必保條件和要素與要素、環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)、局部與全局等在相互交織中達(dá)到相互支撐，相互協(xié)調(diào)，相互優(yōu)化等的控制，方能確保主體工程的最佳效益的目標(biāo)。

腐蝕控制工程全生命周期的理論顛覆了全世界上百年來(lái)專注于以防為主的單一的、被動(dòng)的對(duì)腐蝕問(wèn)題進(jìn)行一物降一物的專業(yè)技術(shù)探討、鉆研、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的理念，做出了重大突破和創(chuàng)新。

1.3 解決的問(wèn)題

（1）突破了人們長(zhǎng)期對(duì)腐蝕邊緣學(xué)科的認(rèn)識(shí)，是一項(xiàng)重大的國(guó)際工程科技創(chuàng)新；

（2）是貫徹落實(shí)國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的一項(xiàng)重大的實(shí)實(shí)在在的可操作實(shí)施的具體措施；

（3）是在消化吸收經(jīng)濟(jì)學(xué)和現(xiàn)代管理科學(xué)理論基礎(chǔ)上的重大突破、發(fā)展和創(chuàng)新；

（4）是解決從源頭上開(kāi)展預(yù)控和預(yù)警各行各業(yè)隱蔽性、漸進(jìn)性破壞的各種不安全腐蝕隱患的國(guó)際上目前最有效、最可靠的科學(xué)辦法；同時(shí)供應(yīng)側(cè)從源頭上開(kāi)始就要考慮制定出腐蝕控制工程事后的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方案、社會(huì)責(zé)任，不為全球留下任何危害；

（5）是當(dāng)前我國(guó)大量的、在役的基礎(chǔ)設(shè)施、工程和裝置中潛在的腐蝕安全風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)的最佳解決方案；

（6）是創(chuàng)立世界未來(lái)工業(yè)項(xiàng)目實(shí)施及管理的新模式，此項(xiàng)工程的實(shí)施，對(duì)奠定我國(guó)在未來(lái)世界工業(yè)的地位及領(lǐng)導(dǎo)作用有非常重要的意義；

（7）在開(kāi)展適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化、信息化高度融合的大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)而全面實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)+,為實(shí)現(xiàn)腐蝕控制工程全生命周期全智能化服務(wù)將做出重大貢獻(xiàn)。

（8）通過(guò)這一領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的制定和實(shí)施，可以使任何一個(gè)腐蝕控制工程項(xiàng)目從開(kāi)始就能依據(jù)遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該腐蝕控制工程全生命周期全過(guò)程鏈條上所需要相關(guān)必要確保的有關(guān)條件、環(huán)節(jié)、節(jié)點(diǎn)、要素以及其上相應(yīng)的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等就能夠制定出相應(yīng)的具有針對(duì)性的整體性、系統(tǒng)性、相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性的綜合性的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范；在投入生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中就能夠依據(jù)遵循相應(yīng)的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范、隨時(shí)隨處加以監(jiān)視、控制；一旦出現(xiàn)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)同樣能夠依據(jù)遵循相應(yīng)的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范提前預(yù)警，實(shí)施相應(yīng)的預(yù)案和對(duì)策，實(shí)現(xiàn)防止和杜絕各種突發(fā)性，特別是重大安全事故環(huán)保事故的發(fā)生。

1.4 國(guó)際社會(huì)評(píng)價(jià)

國(guó)際社會(huì)對(duì)腐蝕控制工程全生命周期理論為解決安全、節(jié)能、環(huán)保，確保主體工程高效、經(jīng)濟(jì)、長(zhǎng)壽命運(yùn)行，給予了高度的評(píng)價(jià)。

發(fā)展腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)最佳實(shí)踐，更好地提升管理基礎(chǔ)設(shè)施的能力，減少影響環(huán)境和增加成本的災(zāi)難性事故發(fā)生（加拿大Kingston, Darryl Mr.）；腐蝕控制全全生命周期管理非常重要，可以提高制造部件、裝置的可持續(xù)性，減少管道、容器中有害物質(zhì)泄漏帶來(lái)的污染，避免重大危害 (法國(guó)COSTES，Alain M.）；腐蝕控制生命工程生命周期將是最通用的指導(dǎo)和最好的實(shí)踐，有效的腐蝕控制程序?qū)⑻岣攮h(huán)境的可持續(xù)性、安全和減少災(zāi)難性的發(fā)生（美國(guó)Team，ANSI ISO）；腐蝕引起的破壞是多種多樣的，腐蝕控制工程生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化將是一個(gè)了不起的主動(dòng)解決問(wèn)題的途徑（印度Sachdeva，Bhawana Dr）；根據(jù)與廣泛的相關(guān)利益方商討，該提案具有廣泛的市場(chǎng)關(guān)聯(lián)性（奧地利Gruen，Karl Mr）；這一新的活動(dòng)領(lǐng)域可以用作現(xiàn)有的TC及其互連的補(bǔ)充（捷克Kuklova, Lydie Mrs.）；生命周期評(píng)價(jià)（LCA）標(biāo)準(zhǔn)目前不包含在任何TC中，但越來(lái)越重要。這是一個(gè)對(duì)現(xiàn)有ISO TC很好的補(bǔ)充，它不與ISO/TC 156形成競(jìng)爭(zhēng)（荷蘭Bijl,Pim Mr.）；我們同意成立新TC，原因是目前ISO沒(méi)有一個(gè)TC是和腐蝕控制工程生命周期標(biāo)準(zhǔn)重疊，腐蝕控制是一個(gè)跨學(xué)科和綜合性的工程技術(shù)，ISO/TC 156, ISO/TC 35 or ISO/TC 107并不能覆蓋它，我們認(rèn)為產(chǎn)品生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化具有市場(chǎng)需求（波蘭Terlecki, Piotr Mr）。

2 腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化

2.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的成立

中美兩國(guó)聯(lián)合提案申請(qǐng)，經(jīng)全世界172個(gè)國(guó)家三個(gè)月（2015年11月21-2016年2月21日）的投票認(rèn)可,又經(jīng)過(guò)TMB15個(gè)國(guó)家一個(gè)月（2016年3月1日-3月29日）的投票通過(guò)，最后經(jīng)TMB全體會(huì)議以ISO/TMB75/2016號(hào)決議批準(zhǔn)成立的。中國(guó)擔(dān)任秘書(shū)國(guó)，中國(guó)推薦美國(guó)為主席國(guó)，國(guó)家授權(quán)由中國(guó)工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會(huì)具體承擔(dān)秘書(shū)處工作，同時(shí)承擔(dān)國(guó)內(nèi)技術(shù)總對(duì)口單位，并且代表國(guó)家以積極成員國(guó)身份參加本領(lǐng)域的國(guó)際有關(guān)活動(dòng)（P國(guó)）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)

腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化體系包括三個(gè)層次，即頂層標(biāo)準(zhǔn)、中間層標(biāo)準(zhǔn)和底層標(biāo)準(zhǔn)，體系規(guī)劃見(jiàn)“CCELC標(biāo)準(zhǔn)化的體系規(guī)劃”圖，每個(gè)層次標(biāo)準(zhǔn)介紹如下。

2.2.1 頂層標(biāo)準(zhǔn)

（1）主標(biāo)準(zhǔn)：腐蝕控制工程全生命周期通用要求；

（2） 配套標(biāo)準(zhǔn)：腐蝕控制工程全生命周期基礎(chǔ) 術(shù)語(yǔ)、腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)體系指南、腐蝕控制工程全生命周期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、腐蝕控制工程全生命周期經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、腐蝕控制工程全生命周期智能化技術(shù)規(guī)范、腐蝕控制電化學(xué)保護(hù)工程全生命周期通用要求。

2.2.2 中間層標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)某些腐蝕嚴(yán)重、關(guān)系安全且涉及面廣的典型腐蝕控制工程領(lǐng)域，如發(fā)電廠（核電、火電、水力、風(fēng)力、光伏）、化工廠、鋼筋混凝土、管道等制定標(biāo)準(zhǔn)。按照頂層標(biāo)準(zhǔn)制定的模式制定相應(yīng)的行業(yè)、專業(yè)腐蝕控制工程全生命周期的相應(yīng)具體的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 底層標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)頂層或相應(yīng)中間層的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)某一個(gè)具體工程、項(xiàng)目、甚至主體工程上某一個(gè)點(diǎn)上的腐蝕控制制定出相應(yīng)的可具體操作實(shí)施的底層標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研制

目前，ISO已批準(zhǔn)立項(xiàng)、在編的標(biāo)準(zhǔn)包括以下四項(xiàng)：《腐蝕控制工程全生命周期 通用要求》、《腐蝕控制工程全生命周期 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)》、《管道腐蝕控制工程全生命周期通用要求》和《火電廠腐蝕控制工程全生命周期通用要求》，其中ISO/AWI 23123《腐蝕控制工程全生命周期 通用要求》于2018年1月批準(zhǔn)立項(xiàng)，ISO/AWI 23222《腐蝕控制工程全生命周期 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)》和ISO/AWI 23221《管道腐蝕控制工程全生命周期通用要求》于2018年3月批準(zhǔn)立項(xiàng)，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已順利推進(jìn)至委員會(huì)草案（CD）階段，標(biāo)準(zhǔn)的文稿在日本會(huì)議上通過(guò)與各成員國(guó)的溝通、交流，對(duì)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修改初步達(dá)成了一致意見(jiàn)，待對(duì)文稿修改并經(jīng)相關(guān)成員國(guó)確認(rèn)后，提交ISO/TC56/SCl標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)啟動(dòng)全球成員國(guó)的投票，投票通過(guò)后，即進(jìn)入DIS、FDIS階段，最后發(fā)布與實(shí)施。ISO/AWI 24239《火電廠腐蝕控制工程全生命周期通用要求》于2019年7月批準(zhǔn)立項(xiàng)，現(xiàn)處于標(biāo)準(zhǔn)的編制起草階段。

3 理論在煙道氣脫硫裝置中的應(yīng)用

3.1 案例介紹

某化工集團(tuán)自備電廠共有4臺(tái)鍋爐75t/h煙道氣脫硫裝置，脫硫塔腐蝕控制工程采用玻璃鱗片內(nèi)襯腐蝕控制隔離技術(shù)，自2015年11月17日驗(yàn)收運(yùn)行后，不斷出現(xiàn)腐蝕控制層脫落、塔壁腐蝕穿孔、噴淋支撐樑腐蝕斷裂、噴淋管堵塞結(jié)晶最后斷裂、底板腐蝕控制層被掉下的噴淋玻璃管砸壞而腐蝕泄漏等，致使脫硫塔一直無(wú)法正常運(yùn)行，中間進(jìn)行維修，維修部分累修累壞。經(jīng)委托，中國(guó)工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會(huì)組織專家組依據(jù)《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》（GB/T33314-2016）對(duì)脫硫塔腐蝕控制層失效進(jìn)行了技術(shù)鑒定，鑒定內(nèi)容包括：

工程竣工驗(yàn)收后多次出現(xiàn)脫硫塔內(nèi)壁玻璃鱗片脫落現(xiàn)象，鋼制塔壁受到強(qiáng)酸腐蝕，短時(shí)間內(nèi)塔壁腐爛造成酸性液體（硫酸銨）大量泄漏；脫硫塔耐蝕性能差，嚴(yán)重泄漏；

脫落的玻璃鱗片堵塞噴淋系統(tǒng)，噴頭被堵塞后造成系統(tǒng)停車；硫銨增濃段管道與脫硫管道堵塞；

脫硫塔內(nèi)支撐大梁被腐蝕斷裂，造成嚴(yán)重安全隱患；設(shè)備支撐梁（架）耐腐蝕性差，嚴(yán)重?cái)嗔眩?/p>

多次對(duì)腐蝕控制層維修，但不能從根本上解決問(wèn)題。

3.2 腐蝕控制工程全生命周期理論解剖案例

本案例——煙氣脫硫裝置脫硫塔腐蝕控制工程項(xiàng)目涉及的腐蝕控制工程全生命周期的要素和環(huán)節(jié)包括：目標(biāo)、腐蝕源、材料、技術(shù)、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行、維修、文件與記錄、資源管理、綜合評(píng)定等。通過(guò)對(duì)煙道氣脫硫裝置全生命周期上的上述要素和環(huán)節(jié)解剖，揭示了腐蝕控制工程全生命周期理論才是解決腐蝕問(wèn)題的途徑。

（1）目標(biāo)：使煙道氣脫硫裝置脫硫塔腐蝕得到有效控制，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、長(zhǎng)生命周期運(yùn)行和綠色環(huán)保的最佳效益；

（2）腐蝕源：包括煙氣成分、溫度、脫硫塔的運(yùn)行工況等；

本案例中，在確認(rèn)腐蝕源時(shí)，未考慮到粉塵濃度超標(biāo)引起的噴淋玻璃鋼管堵塞、結(jié)晶、斷裂，掉落砸壞增濃段底板的防腐層，從而導(dǎo)致底板腐蝕泄漏。

（3）材料的選擇：根據(jù)腐蝕源、使用的業(yè)績(jī)、設(shè)計(jì)要求選擇適宜的腐蝕控制材料；

本案中，應(yīng)選擇耐160℃高溫型乙烯基脂玻璃鱗片膠泥，但實(shí)際選擇了中溫（耐溫130℃）型的乙烯基脂玻璃鱗片膠泥,材料的選擇不當(dāng)是腐蝕控制層失效的原因之一。

（4）技術(shù)的選擇：選用隔離技術(shù)，內(nèi)襯玻璃鱗片；

（5）設(shè)計(jì)：本案例中，根據(jù)入口端、脫硫塔不同吸收段的腐蝕源及運(yùn)行工況，分別設(shè)計(jì)使用耐溫180℃、150℃、110℃三種玻璃鱗片內(nèi)襯方案；設(shè)計(jì)厚度≥2mm；

（6）施工：表面處理采用噴砂除銹至Sa2.5級(jí)；玻璃鱗片膠泥采用人工刮涂；

案例中，技術(shù)方案要求采用噴砂除銹至Sa2.5級(jí)，但缺乏記錄的支撐，無(wú)法判斷表面的處理狀況，表面處理不達(dá)標(biāo)，也是腐蝕控制層失效的主要原因；

（7）驗(yàn)收：包括原材料驗(yàn)收、中間驗(yàn)收（隱蔽工程驗(yàn)收，如表面處理驗(yàn)收）、駿工驗(yàn)收。

案例中，驗(yàn)收材料除了原材料資料外，缺少中間驗(yàn)收，尤其是設(shè)備防腐移交驗(yàn)收、表面處理驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收等記錄，導(dǎo)致防腐失效沒(méi)有可追溯的依據(jù)；也可能施工過(guò)程中就沒(méi)有記錄，無(wú)法確保腐蝕控制工程質(zhì)量；

（8）運(yùn)行：運(yùn)行過(guò)程中對(duì)腐蝕控制工程影響較大的包括煙氣成分、煙氣溫度，尤其是脫硫塔不正常運(yùn)行情況下，粉塵超標(biāo)、煙氣溫度超標(biāo)對(duì)腐蝕控制層的危害；

本案例中，粉塵超標(biāo)引起噴嘴堵塞、噴淋管上結(jié)晶斷裂，掉落砸壞底板防腐層，導(dǎo)致底板腐蝕控制層失效。

（9）維修：腐蝕控制層失效后的維修，應(yīng)由具有資格的維修人員依據(jù)相應(yīng)的維修規(guī)程進(jìn)行維修，同時(shí)也應(yīng)給予修復(fù)部位留下足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間；

案例中腐蝕控制層的維修，累修累壞，就是沒(méi)有按照該要素的要求實(shí)施維修。

（10）文件與記錄：文件包括腐蝕控制工程采用的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)協(xié)議、施工方案等文件；記錄包括：原材料驗(yàn)收記錄、施工環(huán)境記錄、表面處理驗(yàn)收記錄、工程竣工驗(yàn)收記錄等；

案例中，業(yè)主和總包方提供的文件與記錄中，缺少現(xiàn)場(chǎng)施工的相應(yīng)施工、驗(yàn)收記錄，缺少腐蝕控制層失效分析的依據(jù)。

（11）資源管理：包括施工設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備，如噴砂機(jī)、玻璃鱗片混合罐，測(cè)厚儀、電火花檢測(cè)儀；施工單位、施工人員應(yīng)具備相應(yīng)的資質(zhì)和相應(yīng)的能力等。

本案例的失效，其中一個(gè)重要的原因是施工單位不具備專業(yè)的防腐蝕施工資質(zhì)，施工人員不具備專業(yè)的防腐蝕工資格，由不專業(yè)的單位和人員施工，腐蝕控制失效成為必然；

（12）綜合評(píng)定：對(duì)前述各要素本身、要素與要素之間進(jìn)行綜合評(píng)定，擇優(yōu)選擇，滿足目標(biāo)的要求。通過(guò)綜合評(píng)定，可以從整體性、系統(tǒng)性上避免上述各環(huán)節(jié)、各要素的失控，從而采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，而本案例，恰恰就是缺少這一環(huán)節(jié)。