石油化工腐蝕環(huán)境電力設計規(guī)范編制解析

李英偉

（中國石化南京工程有限公司，江蘇南京211100）

石油化工腐蝕環(huán)境電力設計規(guī)范編制解析

李英偉

（中國石化南京工程有限公司，江蘇南京211100）

《石油化工腐蝕環(huán)境電力設計規(guī)范》編制完成后，受到許多工程技術人員的關注。針對相關從業(yè)人員對該規(guī)范提出的諸多詢問，文中從編著者的角度對該規(guī)范進行了解析，給出了明晰、透徹及原理性的解釋。

石油化工；設計規(guī)范；腐蝕環(huán)境；電力設計

在《石油化工腐蝕環(huán)境電力設計規(guī)范》（簡稱《新規(guī)范》）編制前，國內已經(jīng)有一部《化工企業(yè)腐蝕環(huán)境電力設計規(guī)程》（簡稱《舊規(guī)范》）。后者是中石化南京工程有限公司（原中國石化集團南京化工設計院）于1986年開始編著并于2000年實施的，主要應用于化工企業(yè)，尤其是無機化工企業(yè)腐蝕環(huán)境的電力設計。國內在石油化工腐蝕環(huán)境電力設計上，并沒有一個針對性強的設計標準和具有說服力的通行做法。因此，對于日益規(guī)?；l(fā)展的石油化工行業(yè)，編制一部專用的規(guī)范就非常必要。

2013年，工業(yè)和信息化部正式批準了《新規(guī)范》的編制工作，由中石化南京工程有限公司牽頭，多家工程公司及科技單位共同參與。2016年8月，經(jīng)石油化工系統(tǒng)幾十位專家的嚴格評審，《新規(guī)范》報批稿終于正式提交。

該規(guī)范在編制過程中，在《舊規(guī)范》中已經(jīng)為大家熟悉和普遍采用的規(guī)定，《新規(guī)范》進行了沿用；在石油化工行業(yè)中被實踐證明切實可行的技術和方法，《新規(guī)范》進行了補充；增加了石油化工行業(yè)介質對常用電氣材料的腐蝕性界定［1］。

1 適用范圍

《新規(guī)范》針對石油及化工企業(yè)、煤化工企業(yè)腐蝕環(huán)境的腐蝕性介質在生產(chǎn)、加工處理、儲運過程中，按其釋放的嚴酷度和企業(yè)所在地區(qū)的相對濕度，進行腐蝕環(huán)境類別的劃分，提出合理、適用的防腐蝕措施，以指導電氣專業(yè)的設計、采購及安裝。《新規(guī)范》中的防腐蝕措施，是指對電氣設施材質的選擇或材質表面的處理措施，并不包含如陰極保護類的防腐蝕措施。

《新規(guī)范》的編制初衷是為適用石油化工企業(yè)、化工企業(yè)新建、擴建或改建工程腐蝕環(huán)境的電力設計，而隨著編制的深入，與石油化工行業(yè)毗鄰的煤化工行業(yè)也進入了編制者的視線。煤化工做為新興的行業(yè)，與石油化工行業(yè)具有非常多的共性特點，并且大部分設計工作都由石油化工系統(tǒng)的設計單位來完成，因此將煤化工行業(yè)加入適用范圍［2］。

2 化學腐蝕性物質的釋放嚴酷度分級

《新規(guī)范》中化學腐蝕性物質的釋放嚴酷度是按單位體積濃度分級的，與《舊規(guī)范》相同，也是分為3級。在附錄A“化學腐蝕性物質釋放嚴酷度分級”中分別規(guī)定了土壤、氣體、霧、液體及粉塵等不同類別物質的嚴酷度分級。

土壤類化學腐蝕性物質釋放嚴酷度分級延續(xù)了《舊規(guī)范》中的定義，沒有進行修改。

氣體類化學腐蝕性物質釋放嚴酷度分級，為了與現(xiàn)行的國家標準相對應，加注了《大氣環(huán)境腐蝕性分類》中關于腐蝕環(huán)境類型的分類數(shù)據(jù)［3］。

霧、液體及粉塵類化學腐蝕性物質釋放嚴酷度分級對《舊規(guī)范》定義中的局部失誤進行了更正，大部分與《舊規(guī)范》中的規(guī)定相同。

3 腐蝕環(huán)境分類

化學腐蝕性物質的釋放嚴酷度分級是以單位體積濃度為基準進行定量分級，腐蝕環(huán)境的分類更強調的是定性的分類，提出了基于不同釋放嚴酷度及對應于不同濕度環(huán)境下，如何得出腐蝕環(huán)境類別的方法。腐蝕環(huán)境分類的基本依據(jù)沿用了《舊規(guī)范》的條款，但對條文解釋中的“濕空氣焓濕圖”進行了更新，對換算方法進行了重新說明。

同樣釋放嚴酷度的氣體，當處于不同的濕度環(huán)境下時，其對環(huán)境內設備的腐蝕程度也是有變化的，即：隨著相對濕度的升高，腐蝕程度也相應升高。

“腐蝕環(huán)境劃分的主要依據(jù)”是基于25℃時的相對濕度進行劃分的。在劃分腐蝕環(huán)境類別時，如果地區(qū)或局部環(huán)境（小氣候區(qū)域）最濕月的月平均最低溫度低于25℃時，該月平均最高濕度應按“濕空氣焓濕圖”換算到25℃時的相對濕度。條文解釋中提供了“濕空氣焓濕圖”和實際的換算方法。

4 最小防腐蝕間距的確定方法

《新規(guī)范》參考了《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的劃分原則，以15 m和30 m作為最基本的確定原則，當腐蝕性過強時，宜適當擴大范圍，類似于《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》中的附加二區(qū)的劃分原則。該原則既簡化了腐蝕性范圍的確定，又對腐蝕性范圍進行了量化處理，其可操作性得到了石油化工系統(tǒng)專家們的一致認可。但該原則僅僅是基于腐蝕性介質釋放到空氣中的范圍劃分，對于釋放到地下時仍然是無法確定的，是該規(guī)范編制中的遺憾。

5 變配電站的設計

變配電站的選址不宜設在多塵或有腐蝕性物質的場所，有的工廠有多個風向，工廠變配電站的布置應當避開盛行風向。

變電站電氣間地坪標高的規(guī)定，參考了《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》對重于空氣介質附加2區(qū)的設計原則，即：戶內地坪標高比戶外高出0.6 m。在實際應用中，可能由于環(huán)境濕度的原因，一些輕于空氣的腐蝕性氣體與水汽結合變成重于空氣的介質，應引起重視，常見的氣體如氨氣就是這樣的。

當防腐間距小時，《新規(guī)范》規(guī)定了推薦的方式，以減小腐蝕性介質對電氣設備的腐蝕。比如：戶內布置、選用防腐產(chǎn)品、變配電所建筑物不宜設計為“П”形等，實踐證明這些方法都是行之有效的，在設計時可因地制宜的選用。選用戶內布置，應同時控制戶內的溫度及相對濕度，僅采用通風措施不足以減輕腐蝕性介質對電氣設備的腐蝕［4］。

6 電氣設備

開關柜等配電設備以布置在室內為宜。腐蝕環(huán)境內成套設備配套的電氣控制柜，當不具備相應的防腐措施時，布置在室內也是公認推薦的做法。

對于小型設備，比如現(xiàn)場操作柱、現(xiàn)場控制箱、檢修插座等，雖然布置在現(xiàn)場是不容置疑的，但具備相應的防腐措施仍然是不可或缺的。

電動橋式起重機、電動梁式起重機及電動葫蘆的供電回路，在普通環(huán)境內是可以采用滑觸線配電的，但在腐蝕環(huán)境下，《新規(guī)范》要求采用電纜配電，且推薦選用重型軟電纜配電。電纜較滑觸線來說耐腐蝕性要好很多，而重型軟電纜對于移動型設備來講，更能保證配電的安全及可靠性。

對于含氟腐蝕性環(huán)境內的電氣設備，氟化氫對于含二氧化硅的玻璃制品的腐蝕，是非常嚴重的，這一點也是我們需要預防的。聚碳酸酯的耐氟化氫特性，使得這種材料普遍應用到此類環(huán)境。

7 電氣線路及電纜橋架

20世紀70年代采取鋁代銅方式，主要考慮到國民經(jīng)濟的承載力問題，但隨著鋁芯電纜的大量采用，帶來的一系列諸如連接點電蝕、抗拉強度等問題逐步體現(xiàn)了出來，造成建成工廠配電線路的故障率升高、運行安全性大幅降低等問題。因此，進入20世紀90年代，電氣行業(yè)開始大規(guī)模摒棄鋁芯而采用銅芯電纜。實際上在涉外項目中，只要條件允許，在電纜芯線的材質方面并無特別的禁止。合理選用電纜芯線材質，可以在滿足安全需要的基礎上為工程節(jié)省大量投資。雖然在《新規(guī)范》附錄“常用金屬材質的耐腐蝕性能”表中，一些介質對銅和鋁具有腐蝕作用，但由于電纜包覆在護套和絕緣質內，外部腐蝕性介質對于芯線的直接腐蝕幾率并不大，只要處理好首、末端裸露部分，應該是沒有問題的。

常用的電纜均采用聚氯乙烯作為外護套，但在一些特殊的環(huán)境下，聚氯乙烯是不宜采用或者說應該限制采用的。對于敷設于地下或水下的中、高壓交聯(lián)聚乙烯電纜應具有縱向阻水構造，這一點應該引起重視，許多現(xiàn)實的配電故障，尤其是不宜察覺的單相短路故障，這類原因占的比例相當高。

在施工過程中，電纜橋架及附件的現(xiàn)場制做是相當普遍的，但對于防腐蝕要求較高的場所，《新規(guī)范》建議“工廠制做”，尤其是金屬構件。實踐證明，現(xiàn)場加工后的防腐蝕處理，一般是無法滿足防腐蝕要求的，更何況由于監(jiān)管措施不到位等原因了。

腐蝕性介質對電纜橋架附件的腐蝕往往會造成重大安全隱患，最常見的就是蓋板固定件的腐蝕。因此，《新規(guī)范》專設一款針對戶外橋架蓋板固定方式的要求。

8 電氣照明

腐蝕介質除了腐蝕電氣設備外，也能腐蝕金屬構筑物?！缎乱?guī)范》對照明燈具的固定方式進行了特別的要求。實際應用中，當燈具以立桿的形式固定于金屬欄桿上時，我們應該特別關注欄桿及立桿固定卡箍的耐腐蝕性，同時適當加大立桿的截面積。這樣要求的主要目的是減少由于腐蝕造成的燈具脫落的危險。

關于電氣照明燈具，最初有規(guī)定不建議在腐蝕環(huán)境的高空選用大迎風面燈具的，主要考慮到這類燈具在空曠場所受風力較大，容易在固定件腐蝕時脫落，但在專家審議過程中刪除了該條款。實際工作中，應盡量避免該類燈具的選用。

9 防雷、防靜電及接地

防雷、防靜電及接地裝置的材料及使用必須依據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》。并根據(jù)石油化工行業(yè)習慣，增加了鋅包鋼材料的使用條件。由于該直接摘自國標，因此，未對耐腐蝕條件進行修改。在實際應用時就會發(fā)現(xiàn)，腐蝕性介質不僅僅只有規(guī)范中列出的硫、堿、氯等介質，應該比對《石化防腐規(guī)》中常用金屬材質的耐腐蝕性能表，來選擇合適的材質。

接地材料大部分是接觸氣相的腐蝕性介質，腐蝕性介質的濃度以及與接地材料間的接觸程度，應該要遠遠小于液態(tài)介質，這種情況下的腐蝕性較小。在實際工作中，地下敷設的接地裝置，應嚴格按《新規(guī)范》中常用金屬材質的耐腐蝕性能表選擇接地材質。

對于電氣及儀表設備的接地線，《新規(guī)范》并未拒絕傳統(tǒng)材質，比如熱鍍鋅扁鋼等，但建議當選用黃/綠導線作為電氣及儀表設備接地線時，選用軟導體。實際上，這時的黃/綠導線，在大多數(shù)企業(yè)中并無軟導體的限制，在涉外企業(yè)強調的僅僅是采用二類導體［5］。

10 結束語

《新規(guī)范》作為一部新編的行業(yè)設計規(guī)范，雖然可能在編制過程中存在一些疏漏或瑕疵，但對于指導石油化工企業(yè)腐蝕環(huán)境的電力設計，仍不失為一部權威的指導性文件。在實際的工作中，不斷發(fā)掘出有益措施，進一步完善《新規(guī)范》，減小腐蝕對石油化工企業(yè)電力設施的影響。

［1］吳孟周.石油化工企業(yè)環(huán)境保護設計規(guī)范［J］.石油化工環(huán)境保護，1995（4）：61-63.

［2］盛剛，朱文勝，張偉，等.石化裝置腐蝕環(huán)境中有機非金屬管材的應用［J］.管道技術與設備，2007（5）：35-37.

［3］趙德君.濕硫化氫應力腐蝕環(huán)境的設計分析［J］.石油化工建設，2013，35（6）：85-86.

［4］李浩.腐蝕性化工生產(chǎn)裝置的電氣設計應用綜述［J］.化學工程與裝備，2012（8）：163-166.

［5］張慷煥.化工企業(yè)腐蝕環(huán)境電氣設計分析［J］.電子技術與軟件工程，2016（2）：238-239.

Analysis of compilation of Code of Electrical Design for Petrochemical Industry in Corrosive Environment

Li Yingwei
（Sinopec Nanjing Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China）

After compilation of the Code of Electrical Design for Petrochemical Industry in Corrosive Environment was finished,it attracted attention of many engineering technicians.Aiming at numerous inquiries from relevant personnel on this Code,this paper,from the point of view of the compilers,made analysis to this Code,and gave clear,through and theoretical explanation.

petrochemical industry;design code;corrosive environment;electric power design

TG179

B

1671-4962（2017）05-0038-03

2017-08-15

李英偉，男，高級工程師，1985年畢業(yè)于鄭州工學院工業(yè)電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)從事石油化工電氣設計工作。