随着石油资源的深度开采和价格变化以及经济利益的驱动，原油劣质化趋势日趋明显，装置所面临的腐蚀风险加剧，加工越来越多的劣质原油已经成为中国和世界各国炼油厂面临的挑战，给我国炼油厂的安全及长周期运行造成了严重威胁。加之近年来，石化企业因腐蚀导致的安全事故时有发生，影响了企业的形象和效益，因此控制并解决石化行业的腐蚀问题迫在眉睫。

  为了让更多的人了解到原油劣质化的危害性、科普石化行业腐蚀的相关知识、加强防腐理念并付诸于实际行动，国家材料腐蚀与防护科学数据中心记者特邀请到中国石化青岛安全工程研究院首席专家刘小辉做相关方面的精彩解读……

  刘小辉，中国石化集团公司高级专家、中国石化青岛安全工程研究院首席专家、副总工程师、教授级高级工程师，长期奋战在科研一线，带领着团队奔波在炼化装置现场，在设备安全技术研发和技术服务方面取得了丰硕的成果。整个采访在一片谦和的气氛中进行，刘小辉让记者印象最深刻的一句话是“适时开展了装置腐蚀适应性评估和设防值评估，为炼化企业加工劣质原油保驾护航！”

中国石化青岛安全工程研究院首席专家刘小辉

  刘小辉告诉记者，21世纪以来，石油化工行业相继发生了多起灾难性安全事故，特别是2013年11月22日位于青岛的中国石化东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在形成密闭空间的暗渠内发生爆炸特别重大事故给予人们足够的教训和警示。这些事故超越了重大安全事故，可称为灾难性事故。如今，伴随着原油的不断劣质化、新能源的开发利用、装置的大型化以及新工艺的开发应用等，我国石化企业原有防腐能力越来越难以适应，从中国石化生产装置实际运行情况看，接近50%的设备失效是由于腐蚀引发的。防腐蚀工作作为石油化工企业安全生产的一个重要环节，不仅体现在具有节能降耗、延长设备使用寿命、减少生产成本、提高经济效益的作用，还能够在减少安全隐患、消除安全事故的安全生产管理工作中起到关键的作用。

  “安全警戒线”为炼油装置设备安全运行保驾护航

  劣质原油加工在石化行业已成为“新常态”，尽管国际原油价格下跌，但企业为追求效益，进口的大量劣质原油加工仍在进行中。劣质原油的加工首当其冲地是对装置设备产生冲击，尤其是对常减压蒸馏装置和主要二次加工装置将会造成严重腐蚀，带来了一系列的安全问题，因此为炼油装置设一道“安全警戒线”尤为重要！

  “安全警戒线”即设防值，也就是我们适时开发了炼油装置设备腐蚀适应性评估及设防值评估技术，为装置设备的安全生产提供保障。

  刘小辉表示腐蚀适应性评估技术是基于企业迫切想知道原料劣质化引起的腐蚀适应能力而形成的技术。此技术基于借鉴国外先进风险评估技术而发展起来的一项石化设备定量评估技术。石化装置原设计原油加工种类与目前所加工原油种类有很大变化，有些装置原设计没有遵循设计选材导则，需要进行材质升级的程度不清楚，需要进行研究才能摸清装置现在耐腐蚀能力。

  设防值的概念是一个安全的概念。在抗震中的设防是大家比较熟悉的，比如：抗震设计中，根据使用功能的重要性把建筑物分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时，对结构、构件、使用功能、设备的损坏程度及人身安全的总要求。

  腐蚀适应性评估和设防值评估技术虽然不能直接创造价值，但在为装置加工劣质原料保驾护航上发挥了极大的作用。中国石化青岛安全工程研究院自主开发的设防值评估技术，自2008年至今已在中国石化系统内各直属企业，如茂名分公司、湛江东兴石化、上海股份有限公司、上海高桥分公司、燕山分公司、齐鲁分公司、天津分公司、广州分公司、青岛炼化，中国石油大连分公司、兰州分公司、锦州分公司等企业的近百套炼油装置上应用，为这些企业解除了燃眉之急，同时也扩大了自身的影响，得到了各石化企业的认可和支持。为炼油装置安全长周期运行起到了很好的保障作用。

 
  该技术是依据设计选材导则、McConomy曲线、Copper曲线和NACE、API标准对装置操作温度大于220℃的部位进行理论腐蚀速率计算；同时，结合装置现场监检测数据和其它企业运行经验，综合考虑找出装置腐蚀薄弱部位，并核算腐蚀薄弱部位所能承受的硫、酸腐蚀介质的最大含量，推算原料中允许的最大硫含量和酸值，进而评价并确定装置合理的设防值。

  刘小辉说，由于装置是针对特定的原料进行设计和建造的，对于新建装置，以设计的硫、酸含量作为设防值较为合理。但装置建成投产后，由于原料的变化以及随着生产时间的推移，情况将发生变化。首先，加工原料性质的改变。由于我们炼厂加工的原油种类经常发生变化，即很难固定不变，同时即使同一种类的原油，其油性和腐蚀介质含量也是在不断变化的。因此，当加工原油性质发生较大变化时，对以设计设防值作为目前装置的设防值其合理性必须重新审视。其次，装置设备和管道的改变。装置在生产运行期间或停工检修期间，会发生局部变化，如对部分设备管道进行更换、升级或改扩建等，装置材质和操作条件的变化也将影响到装置对腐蚀介质的耐受能力，发生改变后其设防值的合理性也需要进一步研究。最后是企业效益的变化。随着原油价格的变化，加工劣质原油的相对优势程度也会发生变化，企业的意愿也会随之发生改变。为了提高经济效益，挖掘装置加工劣质原料的潜力，企业希望了解装置各环节对于物料腐蚀介质的耐受能力，以期通过少量的材质升级或有针对性的加强薄弱环节的监检测，来提高装置腐蚀介质耐受能力，获得最大化的经济效益。因此，腐蚀适应性评估技术与设防值评估技术实际上也是一项设备的优化技术。

中国石化青岛安全工程研究院首席专家刘小辉在科研一线

  腐蚀适应性评估和设防值评估技术在提升炼油装置防腐能力上也发挥着举足轻重的作用。

  （1）评估报告可以作为材质升级的依据，帮助总部和企业合理分配材质升级和改造费用，使装置材质满足防腐要求。近几年随着装置加工劣质原油的需要，多家企业提出了进行材质升级的要求，通过腐蚀适应性评估，总部和企业都能了解到装置材质要升级到何种程度才能满足装置目前和未来原油加工的需要，合理分配费用。

  （2）设防值评估可以让总部从宏观上了解到各企业所能加工的油种对硫和酸的设防要求，合理分配原油资源，在不影响安全的情况下，最大限度发挥装置潜能，创造最佳效益。

  （3）帮助企业及时发现装置存在的腐蚀薄弱环节，采取有效措施，消除安全隐患。这两项评估技术是将炼油装置腐蚀防护技术与石化装置定量风险评估技术有机结合，开发出来的应对劣质原油加工的防腐技术。

  刘小辉表示，腐蚀适应性评估和设防值评估技术是我们技术服务的重要手段，在日后的研究工作中，我们还将深化技术服务的深度，扩大技术服务的广度，继续发挥这两项技术的作用，为炼化装置加工劣质原油保驾护航。

  “标准”是防腐蚀工程建设长久良性运行“定心丸”

  刘小辉表示，在标准化制度建设方面，国外相对来说比较成熟。国外对含硫及高含硫原油，特别是针对含硫和高含硫原油加工对装置造成的腐蚀问题，对其硫分布和活性硫分布、硫腐蚀机理以及工程上的防护对策已有较为深入的研究和应用，如目前应用比较成熟的工程经验曲线 McConomy曲线、Copper曲线等；API571对炼油企业出现的硫腐蚀（低温硫腐蚀及应力腐蚀开裂、高温硫腐蚀）的腐蚀损伤机理、形态、影响因素、发生的装置和设备以及检验、监检测、预防和减缓措施做了较为详细的介绍；美国腐蚀工程师协会--NACE颁布了很多关于炼厂硫腐蚀防护方面的标准和实践指南。

  同北美等发达国家相比，我国加工含硫和高含硫原油的历史相对短一些，但是在生产实践和科研中也积累了一些宝贵的经验，中国石化集团公司从本世纪初起，也陆续组织制定了一些国家和行业标准及企业的管理规定来指导企业的设备防腐管理，如“高酸原油加工装置设备和管道设计选材导则”（SH/T 3129-2012）、“高硫原油加工装置设备和管道设计选材导则（SH/T 3096-2012）”、“钢制石油储罐防腐蚀工程技术规范（GB50393）”、 “中国石化加工高含硫原油企业设备及管道测厚管理规定”、“关于加强炼油装置腐蚀检查工作管理规定（试行）”、“中国石化炼化企业设备防腐蚀管理规定”、“中国石化加工高含硫原油企业储罐防腐蚀技术管理规定”、“中国石化炼油工艺防腐蚀管理规定”等。

  刘小辉说，对以上所列的各个标准，有的是他主要参与制定的，同时他也曾参与多个国标的制定，并且参与了NACE标准的翻译引进工作。对标准的制修订他觉得非常有必要，一方面是标准化工作非常重要，尤其对于防腐工程，如果没有标准的规范，质量就难以保证；另一方面标准化促进了科技进步，同时科技进步又反过来提升了标准化的技术水平。

  比如储罐的涂层防腐，必须严格执行相关标准，如果不执行或执行不好，都会导致防腐效果降低，同时还将酿成安全事故，如涂料选择不当，就有可能污染油品；原油劣质化之后，为了及时发现腐蚀部位进而及时消除腐蚀隐患，对腐蚀监检测手段提出了更高的要求，从目前国内腐蚀监检测技术来看，一方面缺少标准，另一方面监检测措施较为单一，而且由于装置的腐蚀受到多种因素的影响，企业在进行监检测时，只能进行大而全的监检测，造成人力物力的极大浪费，不仅不科学而且监检测效果并不理想。因此，亟需改进。

  改进最有效的办法就是建立相关标准，因此，石化行业的腐蚀与防护技术标准化的路子还很长，任务也很艰巨，需要大家共同努力。

  石化行业要安全发展 放大招对症下药是关键

  谈及关于保障石化行业安全运行的防腐措施，刘小辉表示行之有效的方法有很多种，但具体可从五大方面进行考虑：一是在设备的选材上面，我们须注重材质的耐蚀性，选用耐蚀性的材料来保证设备的安全运行，这是追求设备本质安全的根本；二是要在防腐工艺上面下真功夫，须注重缓蚀剂或稀释腐蚀介质来进行防腐，从腐蚀源头进行有效治理；三是在涂层防腐方面，须注重刷涂或喷涂来实施内外防腐，并且要解决好“三分涂料、七分施工”这个关键问题 ；四是在腐蚀监测方面，须“多管齐下”，密集监测，注重监测的有效性，防止突发性腐蚀失效；五是在风险评估方面，需注重引入各种风险评估技术，如腐蚀适应性评估、设防值评估、RBI、RCM、SIL、HAZOP、LOPA、QRA、FMEA、RCA等技术进行预判。特别是对风险管理必须延伸到装置的运行操作层面，对装置加工的原料进行预处理，对装置加工原料的腐蚀适应性进行评估，确定装置的耐蚀能力，在设备损伤过程中进行有效监控，对装置出现的腐蚀问题进行失效分析，形成一整套基于风险的炼油装置防腐成套技术，解决好劣质原油加工过程中的安全问题，保障炼油装置的安全、稳定、长周期运行，对降低炼油企业的原料成本，增加其经济效益是非常有利的，同时也具有重大的社会效益。

  未来石化行业将进入“互联网+”的防腐时代

  谈及石化行业防腐技术的应用现状问题，刘小辉表示，我国石化设备腐蚀与安全技术目前正在追赶国际先进，但还远未能达到国际领先水平，与国际的先进水平相比，我们还存在一定的差距。在材料的应用方面，我们国家的冶炼水平未能达到国际先进，耐蚀特钢的质量有待开发和提升；在防腐药剂方面，我们的有效性不够稳定，特别是高温缓蚀剂；另外涂料的问题就更加突出，伪冒假劣产品充斥市面，施工质量也不高，国人普遍将涂层防腐施工视为“民工活”，俗话说的“三分涂料七分施工”得不到落实，造成了涂层质量不高的局面，实际上，涂层防腐是个技术活；我们的腐蚀监检测技术也正在追赶国际先进水平，但我们在腐蚀大数据应用于研究方面存在差距，特别是石化行业的腐蚀大数据应用才刚开始。

  对于未来保障石化行业安全运行的防腐措施应该何去何从？刘小辉表示，关键在两点：一是防腐硬技术须进一步加强，努力缩小与发达国家的差距，自主研发防腐产品，如腐蚀监测产品、防腐药剂产品、涂料、耐蚀材料以及表面改性技术产品等。另一方面发展智能化防腐技术，构建大数据分析平台，利用互联网+防腐技术，使得我们能时时把控腐蚀，防止因腐蚀导致的突发安全事件或事故发生。

  后记：在这个倡导“绿色、环保、低碳、节能”的大时代，我们应该积极响应国家号召，为开创石化行业新格局贡献一份力！

  人物简介
 

  刘小辉，1958年10月出生，祖籍广东，毕业于中国石油大学（华东）化工设备与机械专业，教授级高级工程师（中国注册安全工程师），享受中国国务院颁发的政府特殊津贴，受聘中国石油大学（华东）研究生导师、广东石油化工学院客座教授，中国石油化工集团公司高级专家，中国石化青岛安全工程研究院首席专家，中国腐蚀与防护学会第九届常务理事，中国腐蚀与防护学会石油化工腐蚀与安全专业委员会主任委员，中国机械工程学会压力容器分会第八届委员会委员，中国腐蚀与防护学报编委，国家科学技术奖励评审专家。

  长期从事石化设备腐蚀与安全研究工作，在中国石化系统已工作了三十多年，现任中国石化青岛安全工程研究院副总工程师、首席专家。近年先后主持及主要参与完成了中国石化集团公司三十多项科技攻关项目，主持开发了基于风险的劣质原油加工装置防腐技术、完整性管理技术、炼油装置腐蚀适应性评估、设防值评估、炼油装置大修腐蚀专项检查技术、加工高硫原油防腐蚀预案研究和高酸原油加工成套防腐技术研究、加工机会原油设备选材研究等。主持建立的设备安全学科目前已发展为院的重点学科。获得部委级科技进步成果奖12项。其中一等奖1项，二等奖5项，三等奖6项。获授权发明专利7项，实用新型专利12项，主持编写著作3本，参与编著3本，近年在国内外发表40多篇论文。 获“中国石化突出贡献专家奖励”、“山东省富民兴鲁劳动奖章”等。

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