腐蚀普遍存在于国民经济建设的方方面面,对石油化工生产尤其是安全的重要性不言而喻。除了造成经济损失外,腐蚀也是许多石化安全环保事故的元凶。当前,中国腐蚀控制工程业在全球处于怎样的地位?能否适应现代化国家建设的需求?未来行业发展的重点有哪些?近日,本刊记者采访了中国工业防腐蚀技术协会名誉会长任振铎。
腐蚀——隐藏的“杀手”
【ccn】通常情况下,腐蚀是如何产生的?会给人类社会带来哪些危害?
【任振铎】腐蚀对全世界1381个行业的经济以隐蔽性、渐进性的过程进行蚕食、破坏,直至造成突发性的人身健康和生命财产安全、环境污染等重大事故的发生。产生腐蚀的源头有两条:一是氧化反应;二是工况环境条件。而对1381个行业造成损失的腐蚀本身原理都是一样的,即氧化反应。
20世纪70年代全世界各国经统计达成共识:腐蚀每年对国民经济造成的损失约占当年gdp的3%~5%。世界银行统计公布2019年全世界gdp总量约为87.8万亿美元,(折合566.8万亿元),按此计算,2019年全世界腐蚀造成约2.47万亿~4.06万亿美元(折合约为17万亿~28万亿元)的损失,按中国2010年当时的万元gdp消耗1吨标准煤的计算依据,2019年腐蚀造成17万亿~28万亿吨标准煤的损耗。
除了经济损失之外,由腐蚀引发的安全事故也时有发生。例如震惊世界的日本“3.11”核泄漏、中国的“11.22”黄岛管道爆炸均为典型腐蚀缘故所造成的恶性灾难。国务院调查组发布的“11.22”黄岛事故调查报告显示,由于与排水暗渠交叉段的输油管道所处区域土壤盐碱和地下水氯化物含量高,同时排水暗渠内随潮汐变化海水倒灌,输油管道长期处于干湿交替的海水及盐雾腐蚀环境,加之管道受到道路承重和振动等因素影响,导致管道加速腐蚀、减薄、破裂,最终造成原油泄漏。
即便如此,这些事故并未引起国家相关部门的重视,在发达国家应用较为广泛的腐蚀控制手段,如阴极保护,仍未在国内得到普及和重视,更没有法律的保障。
【ccn】“十三五”期间,我国腐蚀控制的情况是否有所改观?
【任振铎】有些变化是值得欣慰的:
减少腐蚀要从腐蚀源入手,最近几年,中国积极推广脱硫装置,从腐蚀源头上对so2进行控制。燃煤发电中,1吨标准煤发3000多度电,过去要排放24千克的so2,现在降为8.5千克。依此计算,2019年即会将原来排放的408亿~672亿千克so2降为144.5亿~238亿千克。
之前,化工厂通常要一年一大修,后来大修周期逐渐变长,变为两年、五年,甚至不用大修。这有很大一部分原因是由于设备的腐蚀得到了很好的控制。比如工厂里有100多台设备,经过检测分析之后,发现有几台设备腐蚀比较严重,那么只需把这些设备的腐蚀控制好,不必将整体设备拆解大修了。
腐蚀控制的系统化需进一步提高
【ccn】目前中国腐蚀控制技术在国际上处于怎样的水平?能否满足建设现代化国家的需求?
【任振铎】总体来看,全世界的腐蚀控制专业技术都不错,美国技术较为先进,国内在这方面还有一定的差距。因为不同环节的腐蚀控制是不同领域的专家在研究,虽然这些专家精通本专业领域,但是无法把控全局。国内腐蚀控制细分领域里的专业标准、专业技术已经能够满足国民经济发展的需求,而且存在重复过剩的现象。
【ccn】造成这一问题的原因是什么?有何解决办法?
【任振铎】事实上,腐蚀是国民经济运行过程中,看不见的潜移默化的间接性的破坏因素。而目前这个隐藏的问题还未得到完全解决。当然,在不同的细分领域,专家已经做出很多成绩,但还未将其系统化,在不少环节还存在漏洞,甚至缺控失控。这并不是技术本身的问题,而是标准的问题。所以我们要认识并且逐渐解决这个问题。建议国家从法律及国家政策层面来贯彻这件事。
归根结底,腐蚀及其引发的安全事故,主要是由于相关人员没有认识到腐蚀控制是一项全面的系统性工程,全行业没有统一的标准。正因为如,我们郑重地提出了腐蚀控制工程全生命周期的理论、应用及其标准化的理念。从标准入手,国际标准化组织(iso)经严格审查并通过磋商沟通后决定启动全世界投票程序;经172个成员国3个月、技术管理局(tmb)15个成员国1个月先后投票同意,最后又经tmb全体会议讨论,批准成立了国际腐蚀控制工程全生命周期标准化技术委员会,授权中国担任秘书国,中国工业防腐蚀技术协会承担秘书处,牵头制定国际标准。2020年12月,iso经成员国投票通过批准,正式向全世界发布了iso 23123《腐蚀控制工程全生命周期通用要求》、iso 23222《腐蚀控制工程全生命周期风险评价》及iso 23221《管道腐蚀控制工程全生命周期通用要求》三项国际标准。
标准引领全生命周期腐蚀控制
【ccn】制定这批国际标准的意义何在?
【任振铎】这批国际标准立足于全球腐蚀控制工程全生命周期领域全局的高度,集当前全世界腐蚀控制领域中所有相关的专业学科、技术、管理、标准等研究和实践成果,以腐蚀控制工程全生命周期为对象,针对相应的腐蚀源,并在确保人身健康和生命财产安全、国家安全和生态环境安全的经济运行前提下,谋求经济、长周期和绿色环保的最佳效益为目标的所有相关因素,开展其因素内、因素间以及全局间相应成果的资源优化配置,通过统筹、协调性的总揽,制订出的一套完整的,具有整体性、系统性、相互协调优化性、全面综合程序性的国际腐蚀控制工程全生命周期的标准体系。标准的制定为围绕总主导标准的配套标准及其中间层、底层等领域的分主导标准,及其相应、相需的配套标准的制定提供了参考模板,且奠定了基础。
【ccn】国内的技术能否满足标准的执行?下一步在促进标准贯彻、行业健康发展方面有哪些计划?
【任振铎】现在还不能。因此我们正在制定专业技术监理标准等一系列配套标准。腐蚀控制的监理与其他监理不同。因为腐蚀不是独立存在的,是依附于其他主体工程,存在于主体工程的点、线、面、体。在一个点上,可能环境湿度、温度等工况条件不同;在线、面、体上,腐蚀源又不相同。腐蚀存在于设计、制造、使用在内的各个阶段,需要不同的人群操作。根据这样的情况进行监督,就需要因情施策,一步一步建立起一个完整的标准。
此外,我们正在将国际标准转化为国内标准,初步拟在核电、海上风电等领域进行贯彻试点,为变为国家强制性标准奠定基础并做好前期工作。今年11月,我们还将联合中国化工信息中心在深圳举办国际腐蚀控制工程全生命周期首届大型展览会暨高层国际专家论坛,为我国“十四五”“2035”到本世纪中叶全面实现现代化,依据相应国际标准进行优化配置,开辟供应链、产业链的腐蚀控制工程全生命周期资源,筑起相应、可靠、高质量发展的腐蚀控制工程全生命周期铜墙铁壁和绿色屏障!
国际上有关腐蚀控制方面的法律和政策
1)美国1968年颁布的管道安全法,对管道防腐蚀有过明文规定,即在1971年6月30日以前的管道限期补加阴极保护,1971年7月1日以后建设的管道必须施加阴极保护。1988年美国的环保法对地下储油罐提出了相关规定,要求所有的地下储罐限期在1998年12月底前必须施加阴极保护,否则将受到处罚。另外,美国法典u.s.code-2011-title 42,chapter 82,subchapter ix 中地下储罐的法规(regulation of underground storage tanks)还明确规定了地下储罐和管道的阴极保护系统须由专家设计并现场指导、检查安装。
2)德国很早进行了国家立法强制实施阴极保护,而且规定的非常严格和精细。从法律层面必须依不同地质工况条件制定,并经专家评定认可的科学设计方案;必须由培训合格的专业人员从事施工安装作业;竣工后必须经专家检查验收并连续3年跟踪评估合格后方能投入正常生产运转;生产运转的操作人员同样要经过培训合格方能上岗,履行岗位职责;必须依据不同工况条件按相应的定期检查方案实施定期的检查,检查出的问题采取相应的针对性措施定期进行解决;发现操作监控仪表不正常现象及时报告,进行检查,及时采取措施解决,预防不安全事故的发生。
3)日本从1972年就设立了类似法规,规定地下管线及贮罐必须采用阴极保护与涂层的联合防腐。
4)欧盟的《工业排放指令》、英国的《环境许可条例》、荷兰的《环境管理法》和《工矿企业土壤污染防治指南》等均对地下储罐及设施施加阴极保护和腐蚀控制实施强制要求。
5)荷兰根据《环境管理法》制定了《netherlands soil protection guideline for industrial activities (nrb) soil 》(nrb 2012)(工矿企业土壤污染防治指南),要求可能污染土壤的设施(如地下储罐)应当设计和建设防渗漏设施和渗漏检测装置,并对土壤污染风险点定期排查,发现隐患及时排除。
6)英国根据《环境许可条例》分行业制定了一系列指南,如《环境许可指南—有色金属及碳及石墨加工》《环境许可指南—大宗有机化学品制造》《环境许可指南—金属和塑料表面处理》,规定了类似的要求。
7)澳大利亚从1979年就规定了地下储罐等防止腐蚀、泄漏的规范:《地下石油储罐设计、安装和操作规范》。