隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛，石油石化行業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。石油化工鋼質(zhì)設(shè)備防腐一直是我國石油化工產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題，從原油、成品油、天然氣等石化產(chǎn)品的開采、運(yùn)輸、儲存中轉(zhuǎn)、管道運(yùn)輸、煉油生產(chǎn)到成品油的儲存，都需要儲罐、管道、生產(chǎn)線等鋼結(jié)構(gòu)裝置，這些裝置工作在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境之中，因腐蝕造成的直接、間接損失巨大，采取必要、科學(xué)的防腐措施迫在眉睫。
目前石化行業(yè)面臨著戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和升級，創(chuàng)新仍是不變的主題，為了普及石化行業(yè)的科技防腐意識，讓更多的人了解腐蝕、關(guān)注腐蝕、參與防控。中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)記者特采訪了中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院防腐保溫研究所韓文禮所長。
韓文禮，中國石油集團(tuán)高級技術(shù)專家，現(xiàn)任中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院院長助理，防腐保溫研究所所長，教授級高工，主要從事石油行業(yè)儲罐、管線防腐蝕技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用。工作三十多年來，先后主持和組織完成了國家、中石油集團(tuán)公司20余項(xiàng)重點(diǎn)課題的研究工作，多項(xiàng)技術(shù)成果填補(bǔ)國內(nèi)和集團(tuán)公司空白。韓所長就油田注水、污水、原油系統(tǒng)的儲罐、管線的腐蝕問題及防腐技術(shù)、防腐意義等相關(guān)方面做了一系列的解讀。
韓文禮所長
以全新的高度看待腐蝕 爭當(dāng)防腐衛(wèi)士
2016年4月12日，中國石化聯(lián)合會正式發(fā)布《石油和化學(xué)工業(yè)“十三五”發(fā)展指南》，發(fā)展思路可簡要規(guī)納為，兩大主要任務(wù)：穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)。兩大主攻方向：提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。兩大發(fā)展動力：創(chuàng)新驅(qū)動、深化改革。兩大戰(zhàn)略重點(diǎn)：綠色可持續(xù)發(fā)展、擴(kuò)大國際合作。該指南的發(fā)布對石油和化工行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)給國家建設(shè)中的相關(guān)領(lǐng)域帶來了重大機(jī)遇。
然而在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，材料的腐蝕無處不在，危害較大。韓所長表示這是所有從事腐蝕研究和防腐工作人員的共識，也是一個(gè)客觀情況，伴隨著石油工業(yè)、海洋工業(yè)、航空航天事業(yè)的發(fā)展，金屬材料的服役環(huán)境越來越苛刻，對金屬材料的性能要求也越來越高。如何提高金屬材料的耐蝕性，如何對在惡劣環(huán)境中服役的材料實(shí)施有效地腐蝕控制，這已經(jīng)不僅僅是一個(gè)延長材料使用年限、降低生產(chǎn)運(yùn)行成本的問題，而是一個(gè)關(guān)系到安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、人民群眾生命安全和健康的大問題。雖然這些年政府和企業(yè)在腐蝕控制方面花費(fèi)了大力氣，但是我國一些埋地管道因腐蝕造成的泄漏污染、爆炸傷人等事故還時(shí)有發(fā)生。因此今天應(yīng)該站在一個(gè)全新的高度上來看待腐蝕的危害和腐蝕控制的意義。
首先要讓人們了解腐蝕，意識到其危害的嚴(yán)重性是實(shí)施有效控制的關(guān)鍵意義所在。比如我們的馬路下面埋著大量的自來水管線、天然氣管線，這些管線能否安全運(yùn)行和我們每個(gè)人都是息息相關(guān)的，只有認(rèn)識到了危害才能引起人們的關(guān)注和警覺，高壓線的危險(xiǎn)幾乎人人都知道，而對于高壓管線特別是埋地高壓管線的危險(xiǎn)恐怕就沒有多少人關(guān)注了。至于如何讓更多的人了解腐蝕、關(guān)注腐蝕是個(gè)途徑問題，主要依靠媒體，如電視、報(bào)紙可以增加一些公益廣告，也可以利用科普、卡通連環(huán)畫讓人們有一些意識，或者在每年搞科技周的時(shí)候制作一些展板。
讓更多的人參與防腐是個(gè)專業(yè)的問題，也不可能要求每個(gè)人都能參與。只要有更多的人了解腐蝕、關(guān)注腐蝕、形成了防控意識，這就是很大的成功和進(jìn)步。
最后，希望相關(guān)院校保留或增加腐蝕相關(guān)專業(yè)，腐蝕專業(yè)涉及多學(xué)科，設(shè)該專業(yè)意義較大。
以創(chuàng)新為主題 讓防腐涂料富有生命力
韓所長表示他1982年自北京鋼鐵學(xué)院畢業(yè)后就一直從事石油管道、儲罐方面防腐蝕涂料的研發(fā)和推廣，同時(shí)也包括了金屬結(jié)構(gòu)涂料。他經(jīng)歷了一個(gè)重防腐涂料品種由低端往高端發(fā)展的過程，當(dāng)時(shí)幾乎每個(gè)省市自治區(qū)都有一個(gè)大型的油漆廠，不同油漆廠的產(chǎn)品種類和性能各有側(cè)重，但是作為面向石油、石化的一些特殊環(huán)境的涂料品種還很少。
他當(dāng)時(shí)主要是開發(fā)油田污水罐內(nèi)防腐涂料，我們國家在當(dāng)時(shí)不論是樹脂還是助劑品種都甚少，研究的涂料雖然防腐蝕性能還能過關(guān)，但是從外觀、細(xì)度、防沉降性能、施工性能等方面與國外產(chǎn)品相比，相差甚遠(yuǎn)。
隨著改革開放，國外的樹脂廠在國內(nèi)合資建廠，顏填料、助劑國內(nèi)增加了很多的代理，對促進(jìn)國內(nèi)涂料的發(fā)展起到了重要作用。
韓所長說他們的課題組在上世紀(jì)八幾年研究的涂料至今在市場上仍被投入使用，是件值得自豪的事情，當(dāng)然這也是經(jīng)過了不斷地完善和改進(jìn)，不斷創(chuàng)新，涂料的配方也在不斷地調(diào)整提高，才會有這樣強(qiáng)的生命力！
談及這么多年的科研感受，韓所長感慨道，就一個(gè)涂料產(chǎn)品來說，其性能的好壞也體現(xiàn)著綜合國力的水平，一個(gè)涂料就涉及到了化工原料的質(zhì)量、生產(chǎn)加工水平、檢測分析水平等。現(xiàn)在研究涂料用上了很多先進(jìn)的手段，包括利用電化學(xué)儀器研究涂層的抗?jié)B透性，相比當(dāng)初的介質(zhì)浸泡、加溫水煮等常規(guī)手段大有進(jìn)步。總之一句話技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
優(yōu)化監(jiān)管體系 嚴(yán)控腐蝕危機(jī)
在埋地管道外防腐方面，我們國家從陜京線開始3PE就得到了大面積應(yīng)用，應(yīng)用效果總體還是不錯(cuò)的，但在使用中也發(fā)現(xiàn)補(bǔ)口位置容易出現(xiàn)一些問題。出現(xiàn)這些問題的原因既有技術(shù)層面的，也有管理層面的。但管理層面包括的內(nèi)容比技術(shù)層面要復(fù)雜得多，比如定額、招標(biāo)的中標(biāo)原則、施工過程管理、驗(yàn)收等。
韓所長表示他歷來不主張一種技術(shù)、一種材料包打天下，即使有完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，人的因素也非常重要，我們的管理人員、專業(yè)人員在理念上也要不斷更新。目前3PE應(yīng)該是一個(gè)較好的防腐結(jié)構(gòu)，但對環(huán)氧粉末我們也要給予足夠重視，環(huán)氧粉末在北美應(yīng)用就很成功。
儲罐涂料是個(gè)復(fù)雜體系，分為內(nèi)防和外防，內(nèi)防要視介質(zhì)而定，外防要視環(huán)境而定。僅就石油石化來說就可以分為原油罐、污水罐、清水罐、中間產(chǎn)品罐等，儲罐所處環(huán)境不同、介質(zhì)不同防腐體系就不一樣。
韓所長覺得在決定儲罐管道防腐是否成功方面，管理層面占比重比技術(shù)本身要大得多。成也在人，敗也在人。“低價(jià)中標(biāo)、偷工減料”“貓鼠一家”是當(dāng)前防腐工程的大忌。
對癥下藥 讓飛濺區(qū)鋼質(zhì)設(shè)備“百腐不侵”
由于海洋腐蝕環(huán)境苛刻，海洋中的風(fēng)、浪、流、潮汐等水體循環(huán)運(yùn)動使得石油化工的鋼質(zhì)設(shè)備承受交變載荷的作用而加重腐蝕。在設(shè)備所處的海洋腐蝕環(huán)境中，飛濺區(qū)由于所處位置的特殊，腐蝕為最嚴(yán)重。
談及鋼結(jié)構(gòu)物在飛濺區(qū)中關(guān)鍵的腐蝕控制技術(shù)，韓所長表示海洋鋼結(jié)構(gòu)飛濺區(qū)的主要腐蝕控制技術(shù)還是涂層和覆蓋層，陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用也有一些探索。
美國一專利提出了如下的辦法來解決飛濺區(qū)陰極保護(hù)應(yīng)用問題：在鋼結(jié)構(gòu)表面用外套包覆鋸屑、膨潤土之類吸水物質(zhì)，在這些吸水材料的內(nèi)部埋裝鎂合金之類的犧牲陽極，從而使鋼結(jié)構(gòu)獲得充分保護(hù)。國內(nèi)也提出了一種類似的犧牲陽極防護(hù)方法。以上辦法還未見在具體工程中應(yīng)用的報(bào)道，離大面積的推廣應(yīng)用還有一定的距離。
從現(xiàn)在飛濺區(qū)的腐蝕防護(hù)措施看，韓所長認(rèn)為涂層可分為有機(jī)涂層和金屬涂層，覆蓋層可分為包覆金屬或合金護(hù)套、包覆混凝土/玻璃鋼、包覆橡膠護(hù)套、和多層防護(hù)系統(tǒng)。具體可采用以下六種控制方法。
金屬熱噴涂保護(hù)：金屬熱噴涂鋁、鋅及其合金是飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)的有效方法。金屬熱噴涂層體系金屬熱噴涂層在海洋環(huán)境中具有較為突出的防腐蝕性能，可屏蔽水、空氣等腐蝕介質(zhì)對鋼鐵的腐蝕，可充當(dāng)犧牲陽極。另外，涂層中金屬微粒表面形成的致密氧化膜，也起到了防腐蝕的作用。熱噴涂鋁涂層在近海的最大應(yīng)用工程是Heidrun張力支拉平臺，該平臺設(shè)計(jì)壽命50年。按照規(guī)定在升降機(jī)、系鏈、甲板下側(cè)和許多需要高可靠性、低維修和長壽命的設(shè)施上熱噴涂鋁層。施加長效優(yōu)質(zhì)封閉涂料，防腐效果是十分明顯的。
包覆金屬或合金護(hù)套：首先由美國國際鎳公司研制成功的400號蒙乃爾合金作為外海鋼結(jié)構(gòu)飛濺區(qū)的防蝕護(hù)板目前在世界各地海洋鋼結(jié)構(gòu)物上應(yīng)用。據(jù)美國國際鎳公司報(bào)道用它作為外海采油平臺飛濺區(qū)的護(hù)板已持續(xù)使用20年以上尚未損壞。鋼在墨西灣洋采油平臺飛濺區(qū)的腐蝕速度高達(dá)l.38mm/a，在阿拉斯加柯克灣還要大一倍，但用厚1.27~1.5 mm的400號蒙乃爾合金包覆后，已成功地使用20年以上。但由于這種合金材料價(jià)格較貴，易形成電偶腐蝕，不耐沖擊和機(jī)械磨刮，如周圍不設(shè)保護(hù)裝置，則易被停靠工作平臺的船舶撞擊損壞，因全面推廣應(yīng)用仍受到一定限制。
包覆混凝土/玻璃鋼：這種防蝕方法雖較陳舊，但由于它在飛濺區(qū)和潮差區(qū)具有良好保護(hù)效果，故至今還有不少國家采用。我國在這方面也有一定經(jīng)驗(yàn)。有研究報(bào)告指出，厚2cm的混凝土覆蓋層在飛濺區(qū)有很好的防蝕效果。
包覆橡膠護(hù)套：德國介紹過一種防止碼頭鋼管樁海水腐蝕的椽膠護(hù)套。采用這種護(hù)套時(shí)應(yīng)先抽掉護(hù)套與樁表面間隙的殘余空氣，再在護(hù)套兩端用環(huán)氧樹脂密封，以達(dá)到隔水和絕氧的目的。
有機(jī)涂層防護(hù)：鋼結(jié)構(gòu)飛濺區(qū)采用重防腐涂層防護(hù)，是國內(nèi)外普遍采用的做法，在飛濺區(qū)比較常用的涂層結(jié)構(gòu)是環(huán)氧底漆+厚膜型環(huán)氧玻璃鱗片涂層、無機(jī)富鋅+高性能環(huán)氧涂層等。 經(jīng)多年的使用情況看，重防腐涂層防護(hù)也暴露出一定的問題，一是重防腐涂層抗沖擊能力較差，新建或維修后短期內(nèi)（1－2年左右）就需要進(jìn)行維護(hù)；二是現(xiàn)場修復(fù)問題，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有可以水下施工的重防腐涂料，但從現(xiàn)場應(yīng)用的效果看，現(xiàn)場修復(fù)難以保證施工質(zhì)量，達(dá)不到預(yù)期的效果。
多層防護(hù)系統(tǒng)：所謂多層防護(hù)系統(tǒng)就是指防護(hù)體系由若干層防護(hù)結(jié)構(gòu)或材料組成，它們整體構(gòu)成飛濺區(qū)的腐蝕防護(hù)系統(tǒng)，也有人稱之為多層包覆修復(fù)體系，如礦脂油+礦脂帶+聚乙烯，礦脂油+礦脂帶+玻璃鋼。經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，多層包覆系統(tǒng)是一種在飛濺區(qū)行之有效的防腐蝕方法。但是多層包覆系統(tǒng)應(yīng)用在帶有K、T、Y節(jié)點(diǎn)的異型結(jié)構(gòu)上存在一定的困難，需要進(jìn)一步研究解決。
后記：安全、環(huán)保、創(chuàng)新、高效是現(xiàn)在及將來石油石化行業(yè)發(fā)展的主題曲，“水能載舟，亦能覆舟”，做好科普宣傳，抓管理、重創(chuàng)新，把石化行業(yè)設(shè)備腐蝕控制做到極致，為石油石化行業(yè)的安全、高效運(yùn)行盡一份力是每個(gè)該行業(yè)工作者的義務(wù)和責(zé)任！
人物簡介：韓文禮，生于1961年12月生。1982年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院，現(xiàn)任中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院院長助理，防腐保溫研究所所長，教授級高工，中國石油集團(tuán)高級技術(shù)專家。主要從事石油行業(yè)儲罐、管線防腐蝕技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用。
工作三十多年來，先后主持和組織完成了國家、中石油集團(tuán)公司20余項(xiàng)重點(diǎn)課題的研究工作，多項(xiàng)技術(shù)成果填補(bǔ)國內(nèi)和集團(tuán)公司空白。近年來獲得省部級科技進(jìn)步三等獎以上5項(xiàng)、中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)、二等獎2項(xiàng)、局級科技進(jìn)步創(chuàng)新獎5項(xiàng)。獲得授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)。主編SY/T 0320-2010 鋼質(zhì)儲罐外防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，中石油集團(tuán)企標(biāo)1項(xiàng)。發(fā)表論文多篇。
2015年被中國工程院環(huán)境與輕紡工程學(xué)部聘為“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目組專家。中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會第九屆理事會理事、中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會防腐蝕施工與技術(shù)專業(yè)委員會第五屆副主任委員、《石油石化管線與技術(shù)》雜志編委、天津市防腐應(yīng)用技術(shù)協(xié)會理事、《石油工程建設(shè)》雜志編委、《管線與技術(shù)》雜志編委副主任。
