張蒲根

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200062）

0 引言

隨著我國(guó)石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，其生產(chǎn)介質(zhì)往往伴隨著易燃、易爆等特點(diǎn)，一旦泄漏往往會(huì)引發(fā)非常嚴(yán)重的火災(zāi)?；ぱb置用消防管道因?yàn)樗幍沫h(huán)境特殊，其一旦在設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕缺陷將會(huì)給消防系統(tǒng)帶來失效風(fēng)險(xiǎn)，給裝置的運(yùn)行帶來潛在的危害。目前消防管道普遍存在腐蝕現(xiàn)象，尤其是在化工裝置中，其伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕、酸性氣體等，容易給消防管道造成比較明顯的外部腐蝕。在化工裝置中根據(jù)滅火方式的不同，可以把消防系統(tǒng)分為：自動(dòng)噴水消防系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽消防系統(tǒng)、泡沫消防系統(tǒng)、水噴霧消防系統(tǒng)以及氣體消防系統(tǒng)等，這些消防系統(tǒng)承擔(dān)著石油化工生產(chǎn)的安全責(zé)任，一旦失效不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是會(huì)耽誤起火初期的最佳滅火時(shí)間窗口，從而造成更大的火災(zāi)和財(cái)產(chǎn)損失。

1 消防管道的腐蝕特點(diǎn)

由于石油化工裝置在檢修中存在一些不規(guī)范的操作，可能會(huì)將一些腐蝕性介質(zhì)沾上消防管道，且日常生產(chǎn)環(huán)境可能伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕等，因而對(duì)消防管道外部也存在一定的腐蝕影響，比如產(chǎn)生：外部腐蝕減薄、環(huán)境開裂等。另外，內(nèi)部消防介質(zhì)的影響也不容忽視，也存在著腐蝕問題，并且由于不可見，反而會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果，消防管道的內(nèi)部腐蝕主要產(chǎn)生以下危害[1]：（1）腐蝕造成管道的壁厚減薄，降低了管道的設(shè)計(jì)承載能力，減薄到極致后，可能會(huì)引發(fā)高壓管爆裂；（2）腐蝕產(chǎn)物在管道內(nèi)壁堆積，大大降低了流體的流通性，甚至堵塞管路，從而減弱了消防系統(tǒng)的滅火能力，腐蝕產(chǎn)物堆積如圖1所示；（3）局部腐蝕可能穿孔，消防管道中的滅火劑外流，造成系統(tǒng)消防能力失效，也可能造成環(huán)境污染和事故；（4）消防管道中的閥件能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，一旦因銹蝕無法開啟或腐蝕產(chǎn)物堵卡，將會(huì)使滅火劑不能流通，從而造成滅火系統(tǒng)失效，造成嚴(yán)重 后果。

圖1 管道內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物

2 消防管道的腐蝕類型及防治方法

2.1 常見的腐蝕類型

腐蝕一般分為外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕，外部腐蝕往往是因?yàn)榄h(huán)境造成的，一般可以通過目視檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部腐蝕相對(duì)比較隱蔽，目前石油化工裝置中的消防管道腐蝕類型主要有3種：即化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、沖蝕?；瘜W(xué)腐蝕比較常見，因?yàn)榛ぱb置環(huán)境中的含有酸、堿、鹽等，其與消防管道的裸露金屬部件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如埋地部分與土壤中的酸份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，架空管道部分與濕的SO2、H2S氣體的反應(yīng)產(chǎn)生酸性環(huán)境腐蝕。電化學(xué)腐蝕也是普遍存在于消防管道，特別是那些管壁外露或經(jīng)常處于積水環(huán)境中的部分，其與空氣中的氧、水蒸氣與金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)鋼管造成的腐蝕，尤其是發(fā)生氧腐蝕后，容易造成管道內(nèi)壁銹蝕物堵塞[2]。與其它管道一樣，沖蝕是由管道內(nèi)流速較高的介質(zhì)對(duì)管壁沖刷而造成的腐蝕，這類腐蝕的快慢與介質(zhì)的流速成正比，還與管道曲直狀態(tài)有關(guān)，彎頭較少的消防管道，介質(zhì)流速快，沖蝕速率高，彎頭處減薄明顯加速。

當(dāng)然，由于化工裝置中的消防管道特殊的使用環(huán)境，腐蝕的成因的也相對(duì)較為復(fù)雜，往往是幾種腐蝕同時(shí)進(jìn)行，并且相互推動(dòng)，從而可能加速腐蝕的速率，造成嚴(yán)重腐蝕破壞。如鍍鋅鋼管的管壁最外層被腐蝕掉以后，會(huì)形成一層新的保護(hù)膜，來阻止其被進(jìn)一步腐蝕，然而流體沖蝕作用，新的保護(hù)膜被沖刷，腐蝕就不受阻礙的不斷向金屬內(nèi)部發(fā)展。

2.2 腐蝕快速評(píng)估與防治

2.2.1 緩蝕劑

緩蝕劑是一種降低腐蝕速率的化學(xué)品，在消防水中加入少量的緩蝕劑就可以顯著的降低管道的腐蝕速率，其具有使用方便、經(jīng)濟(jì)有效的特點(diǎn)。緩蝕劑具有抑制腐蝕的作用，一般將緩蝕劑用于消防冷卻水等，當(dāng)然也存在氣態(tài)緩蝕劑，可以降低氣態(tài)介質(zhì)的腐蝕性。對(duì)于一些已經(jīng)使用較長(zhǎng)時(shí)間的消防管道可以通過添加多種緩蝕劑的方法達(dá)到復(fù)配緩蝕劑的目的，兩種或多種緩蝕劑復(fù)配后的緩蝕率比單獨(dú)作用加起來的緩蝕率要低很多，可以在降低緩蝕劑使用量的情況下，達(dá)到最好的緩蝕效果。

2.2.2 腐蝕掛片

腐蝕掛片是采用與消防管道同樣材質(zhì)預(yù)制成的片狀金屬塊，并將其懸掛于待檢測(cè)的消防管道內(nèi)部，根據(jù)腐蝕掛片的腐蝕程度，來判斷該消防管道的內(nèi)部腐蝕情況。具體操作是定期將掛片取出并稱重，通過與上次重量的對(duì)比，結(jié)合腐蝕時(shí)間，計(jì)算得出這段時(shí)間內(nèi)的腐蝕速率。除了稱重，腐蝕掛片的表面腐蝕形態(tài)，也可以得到一些腐蝕信息。腐蝕掛片雖然是一種歷史非常久的腐蝕監(jiān)測(cè)手段，但其可以全面、準(zhǔn)確地反應(yīng)消防管道的整體使用現(xiàn)狀，并且制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，其應(yīng)用還是非常普遍。

2.2.3 定點(diǎn)測(cè)厚

定點(diǎn)測(cè)厚是一種常見的管道壁厚監(jiān)測(cè)手段，其目的是定期對(duì)管道特定點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)厚，根據(jù)厚度數(shù)據(jù)的變化來判斷腐蝕的速率。常規(guī)的定點(diǎn)測(cè)厚，應(yīng)該將測(cè)厚位置定在發(fā)生腐蝕可能性最高的地方（流體改變方向的部分、介質(zhì)流速較快的部分等沖刷較為嚴(yán)重），然后考慮操作的便捷性，盡量減少高空和危險(xiǎn)作業(yè)，如果無法避免，應(yīng)該在該測(cè)厚點(diǎn)搭建專用的作業(yè)攀登保護(hù)設(shè)施。管道定點(diǎn)測(cè)厚的數(shù)據(jù)，應(yīng)該做到一點(diǎn)一檔，并結(jié)合消防管道的設(shè)計(jì)圖紙，可以方便快捷的找到對(duì)應(yīng)測(cè)厚點(diǎn)位，專人負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)厚數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和核對(duì)計(jì)算，制定上報(bào)管理規(guī)定。目前，越多越多的用戶已經(jīng)開始實(shí)行無紙化管理，通過計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)管理，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)有連續(xù)腐蝕監(jiān)測(cè)的定點(diǎn)測(cè)厚設(shè)備，運(yùn)用傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以做到隨時(shí)隨地查看管道腐蝕情況，最大限度的降低人員作業(yè)帶來的危險(xiǎn)。

3 結(jié)語

本文介紹了化工裝置中消防管道的腐蝕特點(diǎn)和類型，并從管道選材、防腐處理、運(yùn)行維護(hù)等方面分析對(duì)應(yīng)的腐蝕防治方法，結(jié)合化工裝置的一些特點(diǎn)，建議在化工裝置建設(shè)設(shè)計(jì)之初，就開始考慮消防管道的合理布置問題，并針對(duì)不同類型的消防系統(tǒng)，單獨(dú)出具設(shè)計(jì)說明，加強(qiáng)材料使用管理；分析各石油化工裝置的不同特點(diǎn)（包括腐蝕來源、環(huán)境異同等），合理考慮消防管道的外部腐蝕的影響因素，并對(duì)消防管道采取有針對(duì)性防腐措施。