化工油气回收设备腐蚀防护技术研究

孟宪毅

（南京港股份有限公司，江苏 南京 210000）

摘  要：为解决某炼油厂油气回收系统因氧离子、硫化氢等腐蚀性介质引发的严重腐蚀问题，深入开展了腐蚀机理分析以及防护技术优化工作，并基于环境因素与材料缺陷的协同作用分析，提出多维度防护方案，即采用2205双相不锈钢替代原材，关键部位应用钛合金/镍基合金，配合环氧富锌+聚氨酯重防腐涂层及熔融结合环氧粉末内衬技术。同时，构建了牺牲阳极与强制电流复合阴极保护系统，并优化了缓蚀剂注入参数。应用腐蚀防护技术之后，设备腐蚀速率下降76%，月均泄漏故障减少83%，全生命周期成本降低42%，为提升化工装置安全性，提高化工生产经济效益具有一定的帮助作用。

关键词：油气回收设备；防腐工艺；防腐材料

化工行业油气回收系统作为减少挥发性有机物（VOCs）排放的核心装置，其运行稳定性对企业经济效益及环境安全直接相关。油气回收设备在油气混合介质、动态工况等复杂环境下长期运行，容易出现点蚀、缝隙腐蚀及应力开裂等问题，传统的“防腐涂层+碳钢材质”的防护措施存在一定的局限性。在这种背景下，以某炼油厂油气回收系统为研究对象，通过对环境、材料、工艺3个维度的深人分析，提出双相不锈钢替代、复合材料应用及电化学防护协同的综合防护体系，以期全面提升化工油气回收设备防腐水平。

1 项目概况

某大型炼油厂油气回收系统自投运以来，由于长期接触油气混合介质与动态工况，设备腐蚀问题日益严重。在2022年的巡检中，首次发现冷凝水罐底部存在密集点蚀，随后通过超声检测确认换热器管束出现缝隙腐蚀，压缩机进出口管道更因应力集中形成多处开裂。经过深人分析发现，油气混合介质中氢离子与硫化氢的协同作用，叠加压力波动引发的相变冷凝，形成了独特的腐蚀环境，并且传统防护措施在动态密封部位以及异种金属连接处频繁失效，亟需制定具有针对性的解决方案。

2  腐蚀原因识别

2.1 环境因素分析

该项目中出现的腐蚀问题，根源在于介质成分的强腐蚀性。油气混合介质中氣离子浓度高达500mg/L，在有机酸的协同作用下形成多相腐蚀环境。在具体实践中，剧烈的温度波动以及跨度极大的压力循环加速了腐蚀进程，在热应力的作用下，金属晶格发生畸变，促进氣离子渗透。同时，由于压力变化引发的相变冷凝则在设备底部形成局部浓缩区，腐蚀速率较均匀腐蚀高3~5倍，冷凝水与油气的周期性交替作用，使设备表面交替经历干湿循环，既削弱了钝化膜的稳定性，又为微生物附着创造了条件。这种动态环境下的腐蚀机制，比静态工况更为复杂，导致传统防护措施难以奏效。

2.2 材料匹配性评估

原设备采用“碳钢+304不锈钢”的组合，材料选择存在明显缺陷。碳钢在含氣离子环境中易发生点蚀，其临界点蚀温度仅20℃，远低于系统运行温度。而304不锈钢虽然具有耐酸性，却因为晶间腐蚀敏感性，在冷凝水富集区出现沿晶界扩展的蚀孔。在碳钢法兰、不锈钢管道等不同金属接触部位，存在着0.25V左右的电位差，在电解质溶液存在下形成局部微电池，加速了电偶腐蚀，这种材料性能与工况需求的不匹配，最终导致防护失效，设备腐蚀速率突破行业标准限值。

……