首页
最囍.
影响力0.00
经验值0.00
粉丝13
工艺工程师
锌酸浸渣浮选银的可能性? 我没学过选矿,请教一个选矿问题。 某锌酸浸渣含银大约260克/吨银 物相大致为: 10% 单质银 35% 硫化银 55% 硫酸银 硝酸银 氯化银 等 请问各位行家,这种矿大致怎么选,能选至多少克/吨,回收率大概能达到多少? 55% 硫酸银 硝酸银 氯化银 是否需要加入硫化钠活化? 以丁基胺黑药为捕收剂, 2#油 为起泡剂,是否可行?查看更多 9个回答 . 1人已关注
关于混合芳烃存储问题? 我们单位是储运部门,罐中的混合芳烃作样都正常,颜色也正常,可是每次装车前管线中的混芳都是黄色的,需要往原料罐中打一阵回流才能装车,为什么?查看更多 0个回答 . 5人已关注
谁有壳牌煤制甲醇工艺介绍? 谁有壳牌煤制 甲醇 工艺介绍? 或能有壳牌气化,三炉变换,低温甲醇洗,一塔合成,三塔精馏,让这五个工段相互连贯的介绍? 或采用这五个工段配置的是哪家公司?查看更多 1个回答 . 4人已关注
煤粉机分离器冲刷磨损修复案例欣赏? 煤粉机分离器壳体冲刷是常见的设备故障,随着科技的发展,越来越多修复该故障的技术与产品,但是口本较好的是索雷碳纳米材料技术。本文简单介绍索雷工业碳纳米材料修复煤粉机分离器壳体冲刷磨损的技术及步骤。 煤粉机分离器冲刷磨损修复技术对比 更换新部件:更换煤粉机的备件,但是备件价值仍然十分高昂。 耐磨焊条 堆焊:采用耐磨焊条堆焊技术,通过实际效果来评价也不理想。一是材质的区别;二是补焊的高温损伤及副作用。三是补焊方式的再次使用可行性,材质受过一次热应力影响,再次使用,效果不佳。 索雷碳纳米 聚合物 复合材料技术:索雷碳纳米聚合物修复技术是目前较为成熟和性价比较高的一种维修方案。时间短、费用低、效果好是该技术的几个主要特点。索雷碳纳米金属基聚合物复合材料是一种由 碳纳米管 和纳米无机材料增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子的氧进行键合,提高分子间的键力,从而大幅提高材料的综合性能,可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性能可以服务于金属部件的磨损再造。为用户在设备防护、修复再造等领域提供更安全保障和更长使用寿命的同时,也实现了设备管理和维修维护工作的升级和进步。 煤粉机分离器冲刷磨损修复案例 2015年12月,企业检修LM磨粉机时,发现其选粉机分离器壳体受煤粉冲刷磨损导致壳体磨损严重,整体磨损1-5mm并且局部有洞穿现象。为保障正常生产,企业在设备外部补焊钢板保证部件整体强度的同时,通过利用索雷SD7400材料进行内部保护,就此问题索雷公司派出技术工程师,进行了现场指导修复工作。 查看更多 0个回答 . 5人已关注
硫酸如何贮存? 根据 硫酸 MSDS其贮存条件:储存于阴凉、通风的库房。库温不超过35℃,相对湿度不超过85%。保持容器密封。应与易(可)燃物、 还原剂 、碱类、 碱金属 、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。但安监要求贮存硫酸的罐还需放在密闭的房子里面,这样的要求合理吗?查看更多 7个回答 . 2人已关注
这种渣用什么工艺提里面铜、钴比较合理?请各位大虾指点? 含S:2-4% 含Fe:45-55% 含Cu:1-10% 含Co:0.7-1.5% 含SiO 2 18-30% 含Ni、Zn、Sb、Pb微量。请各位指点指点 谢谢 查看更多 6个回答 . 4人已关注
变化气的温度与水含量的关系? 变化气的温度与水含量的关系讨论一下了 查看更多 0个回答 . 4人已关注
请问氨罐区的冰包机是1套还是2套? 请问氨罐区的冰包机是1套还是2套?查看更多 1个回答 . 4人已关注
设备法兰衬环的焊接顺序? file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps1B6.tmp.jpg请问:在上图中是先焊接筒体与设备法兰,还是先焊接衬环? 查看更多 2个回答 . 4人已关注
催化裂化如何烧炉子? 请问各位,催化裂化如何烧炉子?查看更多 7个回答 . 2人已关注
低浓度锂回收? 大家探讨下低浓度锂(2-3g/L)的回收,采用什么方法比较经济可行,排除蒸发浓缩后 碳酸钠 沉淀查看更多 8个回答 . 1人已关注
冷箱内支架问题? 冷箱内支架问题,是否作保冷的?支架的材质和低温的管道一样吗?还是普通材料?查看更多 5个回答 . 3人已关注
2016 05 19 本图中的设备是什么?答 ...? 【每日一图】2016 05 19 本图中的设备是什么?答对有财富奖励呦! 石化活动推广: 石化区“我在节能 你在哪里”大型活动开展通知 https://bbs.hcbbs.com/thread-1579199-1-1.html 本次活动设立文字类和图片类两种奖项 参与主题超过200个时 加设特等奖1名 600 盖德 币(超过300主题 特奖增到1000 盖德 币 500主题1500 盖德 币) 一等奖:3名 盖德 纪念水杯 二等奖:5名均奖励120 盖德 币 优秀奖:若干名各奖励财富200 1.关于[ 石油化工 专区]细分划版块有奖征集帖 https://bbs.hcbbs.com/thread-1568416-1-1.html (出处: 盖德 化工论坛) 2.【石化周报】2016-3-12第九期(石化近期活动汇总) https://bbs.hcbbs.com/thread-1568615-1-1.html (出处: 盖德 化工论坛) 3. " 盖德 感恩季“【石油化工专区】分场活动汇总处 https://bbs.hcbbs.com/thread-1533218-1-1.html (出处: 盖德 化工论坛) 4. 【石油化工专区】专业“基础知识”帖开展汇总(大论坛支持 惊喜来袭 大奖等你来拿) https://bbs.hcbbs.com/thread-1557057-1-1.html (出处: 盖德 化工论坛) 查看更多 0个回答 . 5人已关注
铝制型材的标准尺寸? 钢制的型材,比如管子,各类型钢都有对应的尺寸标准可以参考,钢制的DN100外径B系列就是108,那么铝制的管子有没有类似的对照标准,还有铝制的型材尺寸标准有没有?比如槽铝角铝工字铝等标准的规格?查看更多 4个回答 . 1人已关注
汽柴油加氢装置催化剂高温还原问题? 加氢装置开工时都会进行预硫化,以提高 催化剂 活性,如果在高温和 氢气 条件下,催化剂就会从硫化态还原,各位专家在在管理中,正常生产时循环氢中硫化氢浓度维持多少可以防止其还原,氢纯度是多少?预硫化后温度都降到多少,维持循环氢硫化氢浓度多少?如何操作?查看更多 1个回答 . 3人已关注
转子动力学培训? 有谁知道近期哪儿有转子动力学相关的培训啊?查看更多 1个回答 . 2人已关注
调节阀上标为:FL/DC和FL/DO 是什么意思啊? 在网上查过资料 FL C——供气中断时 调节阀 位置不变(保位),小信号时阀关; FLO——供气中断时调节阀位置不变(保位),小信号时阀开。 FL/SC: Fail Locked/Spring Close 失气保位/弹簧关 FL/SO: Fail Locked/Spring Open 失气保位/弹簧开 那么FL/DC和FL/DO 是什么意思啊查看更多 7个回答 . 1人已关注
清罐的一般程序? 你这是用本罐油来清洗本罐?查看更多 6个回答 . 5人已关注
加氢反应器风门关闭。? 加氢反应器 风门经常关闭,怎么预防改造。查看更多 0个回答 . 1人已关注
电子书材料~石化炼厂防腐与防护(第六章)? 第六章 石油化工生产过程中常见的腐蚀案例分析 石油化工厂中,炼油厂的腐蚀是一个严重问题,腐蚀机理的种类、腐蚀损伤的严重性、和对安全生产的影响都远胜于其他工厂。了解腐蚀机理,掌握防腐蚀的技术,正确选择材料和设备检验是设备管理者的责任。本教材选取最新的美国石油学会(API)资料和日本石油学会资料,结合本人的经验编写以供炼油厂设备管理人员学习。由于时间仓促,其中的图表和案例不能完全列入,还有可能不少错误,望谅解。 第一节 腐蚀减薄 一、盐酸(HCL)腐蚀 HCl腐蚀问题比较严重的主要炼油装置有:原油蒸馏、加氢处理和催化重整等装置。通常称H20+HCL+H2S的腐蚀环境。原油蒸馏装置内,氯化镁和氯化钙盐水解形成HCl,并导致塔顶系统出现稀的HCl。在加氢处理装置,由于进料中的有机氯化物的加氢作用形成HCl,或者HCl与烃原料或氢一道进入装置,并与水份一起冷凝进入流出物中。在催化重整装置内,氯化物可以从催化剂上剥离并与氢气结合,导致流出液管道或者再生系统的HCl腐蚀。 腐蚀性盐酸的浓度范围非常宽,对于许多常见的材料都具有腐蚀性,并且通常表现为局部腐蚀,特别是在涉及到不均匀浓度或者“变化”浓度时,或含有氨或胺盐的氯化物产生沉降的时候。奥氏体不锈钢通常将受到点蚀,并可能产生缝隙腐蚀和/或氯化物应力腐蚀开裂。如果存在氧化剂,或者合金没有经过固溶退火热处理,那么部分镍基合金可能加速腐蚀。 典型事例 蒸馏装置常压塔顶冷凝器如果采用炭钢材料,管束寿命2-3年。腐蚀原因是HCL在冷凝管上的露点腐蚀。腐蚀形态:均匀腐蚀和点腐蚀。 原油中的无机盐在蒸馏装置加热过程遇水分解成HCL,与硫化氢一起上升到塔顶,由于HCL溶解于的能力比氨强,因此遇蒸气冷凝水后,先于氨形成了pH值达1-1.3的强酸腐蚀环境。原油中存在天然或采油加入的有机氯在加温过程会分解出HCL,加氢过程的氢与原料中的有机氯反应也会生成HCL。HCL起着清洗FeS保护膜的作用,这样反复生成, 清洗加快了腐蚀过程。加强一脱四可有效的防止塔顶低温部位的腐蚀。 例:塔顶冷凝器管材的选择 常压塔顶冷凝系统冷却水,平均氯离子含量89PPM。冷凝器的循环水温度330C,管壁温度在38-660C之间, 冷凝器管的腐蚀裕量取1.25毫米(5MPY)。查表1得pH2.5,查表2-5估算腐蚀率(MPY)结果如下: 估算腐蚀率 材料 <380C 38- 660C 66-930C >930C 备注 碳钢 100 300 400 560 300 80 140 200 250 825或20 1 3 40 200 可选 625 1 2 15 75 可选 C-276 1 2 8 30 可选 B-2 4 4 8 16 可选 400 4 12 120 999 上叙结果选择825,20,C-276或B-2材料,其中20与825材料较经济。 选材: 国外标准一般选用蒙纳尔合金(400)和钛。钛强度高,比重小,相对价格经济,国内很多炼油厂选用。双相钢2205在国内也有采用,效果也很好。采用表面处理技术成功的例子极少,因为表面处理过程不可避免产生气孔,只要有一个气孔就形成大阴极小阳极的电化学腐蚀穿孔。 选材导则推荐炭钢,双相钢(2205),钛和蒙纳尔合金。采用那一种要考虑工艺防腐的质量和经济条件,国外有些工厂选用炭钢,加强工艺防腐(其中注碱中和HCL),管束寿命6年。国内原油含有机氯组分有不断增加趋势,中东原油也有发现。有机氯在蒸馏分馏系统加热分解形成的HCL增加了无机盐分解生成的HCL量。国内采取一脱三注工艺,由于不注碱,因此在塔顶冷凝部位增加了腐蚀。少量注碱是有必要的。 二、高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀 最常出现硫化物和环烷酸腐蚀的加工装置是常减压原油蒸馏装置,以及二次加工装置的进料系统,如加氢处理、催化裂化和焦化装置。在加氢处理装置中,氢气注入点的下游甚至反应器的上游均未报道过有环烷酸腐蚀,催化裂化和焦化装置热分解了环烷酸,所以这种形式的腐蚀在这些装置的分馏段一般也未报道过,进料未裂化前有腐蚀的除外。当加工含环烷酸的原料时,润滑油抽出系统中环烷酸的浓度很大。值得注意的是:有环烷酸热分解的地方,会有小分子机酸或二氧化碳生成,它们会影响冷凝水的腐蚀性。 国内通常把原料的总硫大于1%为高含硫原油,酸值大于0.5mgKOH/g为含酸原油。 高温硫化物腐蚀通常是一种均匀腐蚀的形式,它发生在约2040C以上的典型温度,它往往和油品中的环烷酸一起产生腐蚀,环烷酸的腐蚀通常是局部的。 硫化物自然存在于大多数原油中,但它们的浓度因原油的不同而不同,它们自然生成的化合物不但受热分解又转化成硫化氢,而且本身可能有腐蚀性。硫化物在加氢装置的氢气和催化剂的作用转化成H2S。正如硫化物的情况一样,环烷酸自然存在于某些原油中。原油蒸馏时,沸点较高的馏分如重质常压汽油、常压渣油和减压汽油中,这些酸有浓缩的趋势。减压渣油中也可能有环烷酸,但往往许多腐蚀性更强的馏分将被切割进侧线馏分中。沸点低的物料环烷酸含量也低,通常酸含量低时,腐蚀表现为点蚀,而酸含量高时,表现为沟槽状腐蚀,流速高时腐蚀加剧。环烷酸可以破坏金属材料上的防护膜(硫化物或氧化物),致使硫化腐蚀速率加快,它也可以对金属直接腐蚀。下列概述了腐蚀中的关键变量: (A)在高温硫腐蚀环境中,材料如碳钢和低合金钢形成了硫化物腐蚀产物,保护范围与所提及的环境因素有关。当温度和/或硫含量足够高时,该腐蚀产物会对材料的保护逐渐削减,使得腐蚀加速。 (B)在碳钢中添加适量的铬会使材料加强抗腐蚀能力。含5%、7%和9%铬的合金在这些环境中往往足以保证材料的耐腐蚀性能。一般情况下,含铬量低的合金(如1-1/4 Cr和2-1/4 Cr)没有证明比碳钢耐腐蚀,不锈钢如12%Cr(410、410S、405 SS)和304 SS型可以用在较高的含硫量和温度的情况。 (C)硫化腐蚀与物料中存在的硫含量有关,硫含量简单表示为wt% S,一般情况下,腐蚀随硫含量的增大而加剧。 (D)高温硫腐蚀发生在约2040C以上,公认的环烷酸腐蚀发生在204-3710C温度范围内,但也有文章报道环烷酸在这个温度范围之外发生腐蚀。超过4000C,环烷酸不是分解就是蒸馏进汽相;硫化腐蚀同时出现在液相和汽相,而环烷酸腐蚀仅发生在液相部位。 (E)大多数易受环烷酸腐蚀影响的材料是碳钢,铁-铬(5~12% Cr)合金通常作为耐蚀材料,12% Cr比碳钢更能耐腐蚀。酸含量低时,304 SS型不锈钢发挥了一定的抗环烷酸腐蚀能力,但酸浓度大时,常采用含钼的奥氏体不锈钢(316型和317 SS型)抗酸腐蚀。已经发现含2.5% Mo的316型不锈钢抗环烷酸腐蚀能力最好。 (F)“中和指数”或“总酸值”(TAN)是最常见的表示环烷酸量的方式,组成环烷酸系的各种酸有着明显不同的腐蚀性,TAN由ASTM标准滴定方法测定,以mgKOH/g为单位报告结果,mgKOH/g是中和1g油样的酸所需的KOH量。当同时用到色度滴定法和电位滴定法时,ASTM D 664所用的电位法更普及,应该注意:中和滴定中和的是所有存在的酸,而不仅仅是环烷酸。例如,硫化氢溶液会代表样品的TAN。从腐蚀的观点,烃类的TAN评价比整个原油的TAN评价更有价值,烃类的TAN是确定环烷酸腐蚀敏感性的重要参数。 (G)腐蚀的另一个重要因素是物料的流速,尤其当环烷酸存在时。流速的提高因加速去除保护性硫化物而使腐蚀性增强,这种影响在速度很高的液-汽混合相系统中最明显。流速超过30米/秒,腐蚀速率增加5倍。 (H)在硫含量极低的时候,甚至在TAN低时,由于起保护性的硫化物可能还没有快速形成,所以使环烷酸腐蚀也许更严重。 典型事例: 蒸馏装置在3000C以上,流速较高和喘流的场合腐蚀严重。 选材: 按经修正的McMonomy曲线(见附录A)和SH/T3096-2001 加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则。和SH/T 3129-2002 “加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则“ 三、高温H2S/H2腐蚀 H2S/H2腐蚀通常发生在加氢装置,例如加氢脱硫装置和加氢裂化装置。高温H2S/H2腐蚀通常是一种均匀腐蚀的形式,它发生在约2040C以上的典型温度下,这种硫腐蚀形式有别于高温硫和环烷酸腐蚀。一旦含硫化合物与H2发生催化反应转化成硫化氢。有H2时,不会大范围出现含硫化合物→H2S的典型转化,甚至温度高也一样,除非有催化剂存在。其腐蚀速率是材料结构、温度、加工物料的种类和H2S浓度的函数。 在H2S/H2环境中,少量的铬(例如5~9 %Cr)只能适度地提高钢的耐腐蚀能力,若要明显地改善钢的耐腐蚀能力,Cr含量至少需要12 %。如果再加入Cr和Ni,则可从实质上改善钢的耐腐蚀能力。 典型事例: 某炼油厂渣油加氢装置分馏炉,操作应力3.0MPA,操作温度3800C,炉管材料CR5MO。热高分底的生成油和氢、硫化氢经加热炉加热后到分馏塔。运转三年后,由于炉管壁减薄而破裂着火。事后查腐蚀曲线证实应选18-8材料,原CR5MO不耐氢和硫化氢的腐蚀。 选材: 用Couper和Gorman提出的相互关系判断无烃环境以及含烃环境的腐蚀速率从(见附录C)和SH/T3096-2001 加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则和SH/T3129-2002 “加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则“。 四、氢氟酸(HF)腐蚀 浓氢氟酸通常用于以酸作为催化剂的烷基化装置。烷烃(通常是异丁烷)和烯烃(丁烯、丙烯、戊烯)会在以酸作为催化剂的环境下发生烷基化反应。氢氟酸的溶液和蒸汽均对人体健康有严重的危害。一旦溢出,则会形成浓的、低层的、剧毒的云层。因此使用氢氟酸时应特别的小心。 氢氟酸的腐蚀主要与氢氟酸的浓度和温度有关。其它因素如流速、紊流、含氧量、杂质等均对腐蚀产生较大的影响。一些材料会在其表面形成氟化物保护膜,一旦失去这层保护膜,特别是在高速流动或紊流状态下,很可能腐蚀会加速。 当氢氟酸的浓度超过80%,其腐蚀认为与无水氢氟酸(AHF,<200ppm H2O)是相同效果的,低于80%的氢氟酸被认为是含水氢氟酸。 烷基化装置中所使用的氢氟酸的浓度为96~99%,温度在660C。通常情况下设备管线采用碳钢,但部分温度在66-1490C的场合下往往采用400合金。 除了因电镀层造成的局部腐蚀外,氢氟酸的腐蚀通常表现为均匀腐蚀。氢氟酸也会造成氢致开裂和鼓泡。这种失效模式被认为是应力腐蚀开裂模式。 典型事例: 氢氟酸的腐蚀在高温和高流速下是加剧的。稀氢氟酸的严重腐蚀部位主要是设备管线的低点放空及存水弯,这些部位是系统排空后易产生残留液的地方。 略 选材: 无论在稀的或浓的氢氟酸溶液中,合金钢的腐蚀速率均高于低碳钢的腐蚀速率,故在氢氟酸系统不推荐使用合金钢。氢氟酸系统中有时也会采用一些高合金钢,但在其腐蚀速率无法确定时,应参照有关文献及制造厂的说明。碳钢焊件、400合金及其它耐蚀合金的电镀处理应相当慎重,碳钢设备会因为电偶作用而造成腐蚀加速或局部腐蚀。有文献报道称当碳钢中含有杂质时(特别是Cu、Ni、Cr)会造成碳钢在氢氟酸系统中的腐蚀率升高。 五、酸性水的腐蚀 酸水腐蚀是各种最常见炼油加工装置的关注的问题,尤其是加氢处理、加氢裂化、焦化、催化裂化、轻馏份、胺处理、酸水分离等。 酸水腐蚀广义上定义为含水H2S和氨造成的腐蚀,并且通常是在高于中性PH值。这种腐蚀由含水的二硫化铵(NH4HS)引起,二硫化铵也称为氢硫化铵。影响酸水腐蚀率的主要是NH4HS水溶液浓度和流速。其次是PH值、水中的氰化物和氧含量。 硫化氢一般通过硫的化合物的热分解或催化转换化形成。同样,氨是原料的有机氮的转化形成。少量的氨也可能在加氢反应中形成。 在原油蒸馏中酸水腐蚀根据冷凝过程,水的pH值可能中性以下, HCl通常是是原油蒸馏、石脑油加氢处理和催化重整冷凝水的控制腐蚀机理。除以上装置,几乎炼油厂其他装置的酸性水都含有H2S和氨,呈碱性。 Piehl 针对NACE T-8委员会在1976年关于反应流出物空冷器中的腐蚀以及相关的42套加氢裂化器和加氢处理器中管路腐蚀的调查所进行的论述。分析结果表明当NH4HS浓度不大于2%,流体速率不大于20ft/sec(英尺/秒)时,酸性水的腐蚀轻微到忽略不计。 1996年 NACE通过对46套正式加氢装置的腐蚀问题进行调查,得到了一些基础数据。被调查者提供了70年的操作经验,这些基础数据涉及到设计、材料、工作环境和腐蚀经验等方面。而且,调查结果显示,目前通常采用的防腐参数一直是适宜的。调查结果主要突出了完全对称型设备布置及其集合管排列的重要性。在一些腐蚀严重的环境中,采用合金钢管束可以有效减少NH4HS腐蚀。 空冷操作条件下,如果注水不够,形成的NH4HS和NH4CL垢物会有电化学腐蚀。管下部腐蚀坑和穿孔。 典型事例: 加氢裂化装置反应流出物高压空冷器管束,空冷翅片管流体入口端的冲刷和弯头冲刷腐蚀是各国研究人员所关心。 理论上,按上叙设计炭钢材料可以避免腐蚀。实际损坏事例中,由于意外原因也不少。如,镇海炼油厂加氢裂化空冷穿孔是因为管头不锈钢衬套贴合差,尾端翘起的附近冲刷腐蚀。茂名炼油厂加氢裂化空冷穿孔是由于原料含硫高,注水不够,空冷管内结聚大量垢物,在垢物附近冲刷腐蚀穿孔。齐鲁公司加氢裂化装置由于原料恶化,注水不足,在集聚的垢下形成电化学腐蚀穿孔。 选材: 目前,工程设计空冷器管子选材的准则是依据Kp值的大小进行的: Kp=[H2S]×[NH3] 式中:Kp值指物流的腐蚀系数; [H2S]指物流中H2 S的浓度,mol%; [NH3]指物流中NH3的浓度,mol%; a. Kp≤0.07%材料为碳钢。 b. b.Kp≤0.1%~0.5%材料为碳钢;流速适应范围为4.6~6.09m/s。 c. c.Kp>0.5%,当流速低于1.5~3.05m/s或高于7.62m/s时,选用Monel高合金材料。 国内高压空冷器的管束均为碳钢,由于原料性质改变,腐蚀介质H2S、NH3 、NH4 HS含量大幅度提高,加速管束腐蚀,腐蚀速率0.5~0.6mm/a,能否适应高硫原油,答案不一定是否定的,因为反应馏出物空冷器的腐蚀特征是,由流体中的H2S和NH3反应生成的NH4 HS腐蚀。因而影响腐蚀的最主要因素是H2S和NH3的浓度。根据美国腐蚀工程师协会1975年对大量此类空冷器调查归纳出的规律认为:空冷器进料中的H2S和NH3的摩尔浓度的乘积定义为Kp值,当Kp<0.5时,且管内流体的流速控制在4.6~6.1m/s范围内,碳钢管子是可以使用的。所以,对于进口的原油来说,虽然硫含量较高,但形成NH3的氮含量较国内原油少,因此Kp值可能增大,但是不一定超过0.5,如南京炼油厂加氢裂化装置,算得Kp值为0.3,为碳钢应用的卡边区。 最近 NACE委员会提供了一些有关REAC设计和操作的建议。 空冷管束设计 ·采用集合管箱,不要使用回弯头或U形管结构 ·应用完全对称结构,空冷管束数为2n,n为任意整数 ·Kp值较高的情况下,采用合金材料(如825) ·峰值管速最大值为:6m/s(碳钢管)和9m/s(合金管) ·若腐蚀是发生在管束端的冲蚀,则应采用衬管,其材料为300系列不锈钢,衬管下端部应为光滑斜形 管道集合管设计 ·出入口管结构均为完全对称型 ·出入口集合管没有死区 ·从REAC管束来的出口管应具备温度指示 ·Kp值较高时,采用合金材料(如825) ·峰值管速最大值为:6m/s(碳钢管)和9m/s(合金管) 注水 ·注水量应足够使污水中NH4HS浓度低于8wt% ·注水量和注水点应保证注水点处至少有20%的注入水保持为液相 ·多点注水仅用于非对称结构,应有仪表控制和调节各个注水点的注水量 ·注水套管结构比短接管更常用 ·冲洗水的质量(即O2、PH值、铁、Cl-和氰化物含量)应符合要求 操作 ·避免稠环芳香烃沉积 ·停止运行时应保持所有管束具有相同的温度 检查 ·应出台细致的定期检查程序,它是建立在REAC结构细节、运行程度和过去腐蚀经验基础之上的 六、胺腐蚀 胺腐蚀是局部腐蚀的一种形式,常常发生于一些用胺处理气体装置的碳钢设备上。在胺的气体处理装置中如果碳钢未进行焊后热处理,则其对应力腐蚀开裂是极其敏感的。胺的气体处理装置有两种类型,一种是采用物理溶剂,一种是采用化学溶剂。而胺腐蚀主要是由化学溶剂造成的。常用的化学溶剂有MEA(单乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)和MDEA( 甲基二乙醇胺 ),这些胺主要用于去除酸性气中的H2S成分,MEA和DEA亦可以同时去除CO2,而MDEA能选择性的吸收H2S,对CO2(如果存在的话)只是少量吸收。通常如果杂质控制得好的话,MDEA的腐蚀要比MEA和DEA的腐蚀程度轻。 碳钢在胺的气体处理系统中腐蚀存在一些相互关联的影响因素。首先是胺液的浓度、酸性气的溶解度和温度。最常用的胺液浓度为20wt%的MEA、30wt%的DEA和40~50 wt%的MDEA。通常浓度越大,腐蚀率越高。 通常设备的腐蚀是随着温度的升高而加剧的。 另一个重要的因素是胺的降解产物的存在,而且一些降解产物自身也具有腐蚀性。但该系统的主要腐蚀影响因素是有机酸杂质(甲酸、草酸、醋酸盐)。 流速或紊流也是胺腐蚀的影响因素。在没有流速和紊流影响的情况下,胺腐蚀是均匀腐蚀。高的流速或紊流易使酸性气从溶液中析出,特别是在弯头或类似阀门等压力下降的部位造成局部的腐蚀。高的流速和紊流易引起钢表面的硫化物保护层破裂,在此处腐蚀形态表现为点蚀和坑蚀。 典型事例: 酸性水处理装置的胺再生塔底卧式重沸器,上几排18-8材料换热管冲刷穿孔腐蚀。原因是胺液在管内蒸汽加温下吸收的气体析出,流速增加。设计人错误选用常规的冷凝器作为重沸器,管束上部没有蒸发空间,导致壳上部汽液流速过高。同时,蒸汽温度超过操作规程1430C的要求,使胺液达到1250C降解温度,增加了胺液腐蚀性。控制蒸汽温度,选用316材料,改换带有蒸发空间的重沸器后解决了问题。 选材: 碳钢在胺系统中采用得较为广泛,业绩良好。但在温度、胺浓度及胺降解产物均特别高的部位,通常采用奥氏体不锈钢。不锈钢用于重沸器、再生系统、热富胺液换热器和压力突降的阀门及其下游管线设备。12%Cr钢作为洗涤塔内衬里有较成功的经验。铜合金易加快腐蚀和引起应力腐蚀开裂,故应避免使用。 使用碳钢管线设备,富液的流速应限制在1.5米/秒,贫液应限制在6米/秒。 七、高温氧化腐蚀 碳钢在超过4820C,合金钢在更高的温度下会发生高温氧化腐蚀。金属在高温氧化腐蚀中表现为金属的损失。高温氧化的典型过程是,当金属达到高温氧化起始温度时开始氧化,在金属表面形成一层致密的金属氧化皮阻止金属发生进一步氧化。金属中的铬含量的增高有助于阻止氧化皮的剥落。 典型事例: 加热炉炉管,FCC再生器内件都在高温氧环境下。特别是炉膛温度高的蒸馏炉,焦化炉,制氢转化炉,重整炉,加氢炉等。当管内介质结焦时,传热热阻增加,管外壁温度很快上升达到金属氧化温度,壁厚减薄。很容易发生爆管事故,特别是焦化炉。通常,易结焦加热炉炉管上焊表面热电偶,检测温度和升温趋势。用光学温度计或红外温度计离线检测。也可借助分析软件评估寿命。 选材: 材料考虑管内介质腐蚀和管外氧化腐蚀。设计最高管壁温度是选材的依据,考虑结垢系数,高温持久强度,设计寿命,腐蚀率等。设计标准采用API530。焦化炉炉管过去大用CR5MO,现在趋势选 CR9MO。CR5MO渗铝有优良耐高温氧化性能,不少厂有成功的经验。蒸馏炉,加氢炉,制氢炉等由于管内介质腐蚀而选CR5MO或18-8以上材料,同时也满足抗氧化要求。 FCC再生器内件设计选材:温度<750℃ 用304材料,温度≥750℃用316材料。 八、循环水腐蚀: 循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器,长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔,其腐蚀的原因是多种因素造成的。主要有冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀、Cl一和SO42-离子等有害离子引起的腐蚀、微生物引起的腐蚀等。 CaCO3等沉积在换热器传热表面,形成致密的水垢。微生物的滋生和生物粘泥叫做软垢。粘泥积附在换热器管壁上,除了会引起腐蚀外使冷却水的流量减少,从而降低换热器的冷却效率 冷却水系统中金属微生物腐蚀的形态可以是严重的均匀腐蚀,也可以是缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂,但主要是点蚀。主要有两种形式。一是垢下腐蚀,由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,促使金属腐蚀,这是一种缝隙腐蚀。二是细菌腐蚀,在金属表面和沉积物之间一些菌得以生长繁殖,菌的生命活动中伴随着使铁等金属氧化或腐蚀性产物的生成而使金属发生腐蚀。称为细菌腐蚀是由于与腐蚀有关的微生物主要是细菌类,最主要的细菌是直接参与自然界硫、铁循环的微生物,硫氧化细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌等。如硫酸盐还原菌会分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起金属腐蚀。细菌腐蚀的形态可以是均匀腐蚀,也可以是缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂,但主要是点腐蚀。 典型事例: 例如北京某厂因换热器中菌藻大量繁殖,半月之内就使热负荷下降到50%,不得不经常停产冲洗,使产量减少。 M工厂乙二醇装置板式冷却器,每一个月要清洗一次。研究发现,由于工艺物料温度在900C左右使循环水中添加的药剂过热分解,堵塞了流道。改造后,冷却器前增加一组空冷器,降低物料进口温度避免了药剂热分解。 选材: 选用耐蚀材料:金属材料耐微生物腐蚀的性能大致可以排列如下: 钛>不锈钢>黄铜>纯铜>硬铝>碳钢 循环冷却水系统中金属腐蚀的控制方法甚多。常用的主要有以下四种: (1)添加缓蚀剂; (2)提高冷却水的pH值; (3)选用耐蚀材料的换热器; (4)用防腐涂料涂覆。 第二节 应力腐蚀开裂 一、碱腐蚀开裂 碱腐蚀开裂可以定义为金属在NaOH存在的条件下,拉应力和适当温度产生的开裂。裂纹主要产生在晶间。在碳钢中典型地出现如网状的细小的裂纹。碱液浓度、金属温度和拉应力水平确定碱腐蚀开裂的敏感性。有些开裂失效在几天内发生,而更多的需要延长到几年才暴露出来。增加碱液浓度或金属温度可以加速开裂速度。 碳钢在金属温度小于460C时不会出现腐蚀性开裂。在460C 到820C 范围之间,开裂敏感性是碱液浓度的函数。超过820C,开裂敏感性也是碱液浓度的函数。对于所有碱浓度超过5%(WT)的情况开裂具有高度的可能性。尽管开裂敏感性在碱浓度小于5%时非常低,但是存在高温情况时(接近沸腾)会产生局部的浓缩而增加开裂的敏感性。碳钢和低合金钢部件经过焊接或冷弯方法加工成形的会有较高水平的残余应力,对碱腐蚀性裂有较高的敏感性。加工后对部件进行消除应力热处理(如焊后热处理)被证明是一种防止碱腐蚀开裂的方法。对每英寸厚度在大约6210C下保温一小时(最少一小时)的热处理方法被证明是一种对碳钢有效的防止碱腐蚀开裂的消除应力热处理方法。 典型事例: 碱液作为控制PH值的手段加入蒸馏塔时产生的局部浓缩开裂,和当由于垫片泄漏而使螺栓暴露在泄漏的水中而造成的锅炉给水设备和管线的螺栓碱腐蚀开裂。也有不少在环境温度下热力管道或蒸汽系统的内存有碱液时的碱腐蚀开裂报道,例如,在煮炉时操作失误,碱液浓度不断增加,导致碱腐蚀开裂。 不锈钢也有碱腐蚀,M工厂加热炉在煮炉时,由于汽包内汽液分离器垫片损 坏,碱液进入对流过热段的 18-8 管束,在高温烟气下碱液浓缩使管束的焊缝溶合线开裂。 管壳式换热器 作为蒸汽发生器,管板与换热管连接如果没有贴胀,在缝隙处不断浓缩的炉水碱度达到一定浓度,使管板破坏。 选材与措施: 炼油厂通常使用碱中和硫化氢,储罐和管线采用炭钢材料。由于发生碱腐蚀场合主要在设备内温度高和浓缩处,因此,结构设计与对制造有特别要求,同时精心操作可避免腐蚀发生。 二、胺腐蚀开裂 胺腐蚀开裂可以定义为金属在拉应力、链烷醇胺水溶液和一定的温度下产生的开裂。裂纹主要在产生于晶间,碳钢中表现为网状的非常细小的充满腐蚀产物的裂纹。低合金铁素体钢也对胺腐蚀开裂有敏感性。胺腐蚀开裂典型地出现在使用链烷醇胺水溶液从各种气体或氢气中吸收如H2S或CO2等酸性气体的胺处理装置中。胺的种类、浓度、金属温度和拉应力水平被用来评价钢制品对胺腐蚀开裂的敏感性。 胺的种类。调查结果表明胺腐蚀开裂最普遍地出现在MEA和DIPA装置中。有时较少地出现在DEA装置中,更少地出现在MDEA和Sulfinol和DGA装置中。 研究得出结论:开裂在狭窄的电化学能范围内出现,此电化学能非常依赖于胺溶液的组分。碳酸盐是关键的溶液杂质,其他杂质如氯化物、氰化物等,都会影响开裂的敏感性。尽管这些理论是清楚的,但是在用设备和管线的电化学电势不容易测到。在MEA溶液中,开裂的敏感性在15-35%浓度范围内表现较高。对其他胺溶液还没有确定相应的关系式,但值得注意的是一般使用较高浓度胺液的MDEA和硫醇装置中,设备开裂的敏感性比较低。 胺溶液的组分。裂纹一般出现在高碱性的和含有非常少量贫烷醇溶液中。胺腐蚀开裂不出现在新鲜胺液中,也就是那些没有暴露在酸气中的胺液。胺腐蚀开裂不可能出现在含有大量酸气的富胺液中。在富胺液中,其他的开裂形式更加普遍,如:SCC,HIC,SOHIC。 温度。在高温下胺腐蚀开裂敏感性一般较高。关键需要考虑的因素是金属的实际温度而不是正常的操作温度。开裂也曾经发生在设备和管线的常温或较低温度的区域,这些部位由于伴热管或蒸汽泄漏而致使腐蚀介质中存在凝结水 拉应力水平。碳钢和低合金钢制品的冷弯曲或焊接部位对胺腐蚀开裂有敏感性,因为经过这样的制造加工后该部位的残余应力水平很高。消除应力热处理(如焊后热处理)被证明是一种防止这类部位产生胺腐蚀开裂的方法。 选材与措施: 炭钢是常用的材料。对每英寸厚度在大约6210C下保温一小时(最少一小时)的消除应力热处理方法被证明是一种对碳钢有效的防止胺腐蚀开裂方法。选用抗HIC钢。 三、硫化物应力腐蚀开裂(SSC) 硫化物应力腐蚀开裂可定义为金属在拉应力和硫化氢及水存在的综合作用下出现的开裂。SSC是由于在金属表面上进行的硫化腐蚀过程中产生了氢原子而发生的氢应力开裂。SSC通常容易发生在高强度(高硬度)钢的焊接熔合区或在低合金钢的强热影响区处。SCC的敏感性与渗透到钢材内的氢的量有关,这主要与PH值和水中的H2S含量这两个环境因素有关。通常,人们发现钢中的氢溶解量在PH值接近中性的溶液中最低,而在PH值较低和较高的溶液中较高。在较低PH值中的腐蚀原因是因为H2S,反之在高PH值中腐蚀是因为高浓度的二硫化物离子。若高PH值溶液中存在氰化物能够加剧氢渗透到钢材中。目前已知钢材对SCC的敏感性随H2S含量(例如H2S在气相中的分压,或液相中的H2S含量)的增加而增大。H2S含量为1ppm这样小浓度的水中也发现对SCC有敏感性。 SCC的敏感性主要与材料两种物理参数有关——硬度和应力水平。随着硬度的增加钢对SCC的敏感性也增加。通常对用于湿硫化氢环境的 碳钢压力容器 和管道不考虑SCC,因为它们具有较低的硬度(强度)。然而,焊接后的焊缝熔合区和热影响区具有高的残余应力。高的残余拉应力与焊缝结合增加了钢对SCC的敏感性。 典型事例: 炼油厂大量存在硫化物应力腐蚀开裂现象。 选材与措施: 焊后热处理能够有效地减少残余应力,焊缝熔合区和热影响区的回火处理也有同样的效果。对每英寸厚度在大约6210C下保温最少一小时的热处理方法,被证明是一种对碳钢有效的防止腐蚀性开裂的消除应力方法。对低合金钢有时需要更高的温度。控制硬度和减少残余应力是防止SCC的方法,在NACE RP 0472中有详细描叙。 四、硫化氢条件下的氢致开裂和应力取向氢致开裂(HIC/SOHIC-H2S ) 氢致开裂可以定义为金属内部不同平面上或金属表面的邻近的氢鼓泡的相互连接而逐步形成的内部开裂。形成HIC不需要有外部作用压力。开裂的驱动力是由于氢鼓泡内部压力的累积而在氢鼓泡周围形成的高压。在这些高压区之间不同的平面上的鼓泡相互连接,从而导致钢材内部裂纹的产生和发展。 鼓泡内压力的累积与钢材中氢的固溶量有关。钢中氢的来源是钢与湿硫化氢反应产生的。在这个反应中必需有水的存在,氢的固溶量与两个环境参数有关——PH值和水中的H2S含量。人们发现钢中氢的固溶量在PH值接近中性的溶液中最低,而在PH值较低和较高的溶液中增加。在较低PH值中的腐蚀原因是因为H2S,反之在高PH值中腐蚀是因为高浓度的二硫化物离子。在高PH值溶液中存在氰化物能够加剧氢渗透到钢材中。目前已知氢渗透随H2S含量(例如H2S在气相中的分压,或液相中的H2S含量)的增加而增大。含有50 ppm H2S这样小浓度的水也发现足以引起HIC。 氢鼓泡是钢中的一些平坦的、充满氢的、不连续的孔洞(如:气孔、夹杂、分层、硫化物夹杂)。鼓泡经常产生在轧制厚钢板中,特别是那些由于硫化物夹杂被拉伸后而产生的带状微观结构。由于氢鼓泡而引起的对HIC的敏感性主要与厚钢板的质量有关,也就是钢板中夹杂物不连续的数量、面积、和形状。对此,钢中的硫含量是关键的材料参数。降低钢的硫含量可以减轻钢对氢鼓泡和对HIC的敏感性。加入钙来控制硫化物形式一般来说是有利的。 SOHIC可定义为大量的小的鼓泡由于氢致开裂在局部的高拉应力作用下在钢板厚度方向上的联合。SOHIC是HIC的一个特别形式,经常出现在母材的焊缝和热影响区附近,因为在压力作用(来自内部的压力)和焊后残余应力的联合作用下,在此处产生了最大的应力。由于HIC厚钢板的质量是对SOHIC敏感性的关键参数。另外,通过PWHT可以减轻SOHIC的产生和强度,但不能消除它。应力作用的水平也影响着SOHIC的发生和强度。HIC/SOHIC板材制品中出现得较为突出,但曾经有少数报道在管材中也有类似现象,通常在那些输送氢的较为苛刻的环境中。 典型事例: 炼油厂大量存在硫化物应力腐蚀开裂现象。略 选材与措施: 温度在200℃以下,有水相存在环境,经济选材是炭钢,根据SH/T 3096-2001”加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则“和SH/T 3129-2002 “加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则“,选抗HIC钢。设备焊缝应力消除和连接螺栓硬度低HB可降低应力腐蚀裂纹敏感性。采用复合钢或非金属表明涂层也是通常采用的方法。 五、碳酸盐腐蚀开裂. 碳酸盐腐蚀开裂是在显碱性的含有中高浓度碳酸盐的酸水、拉应力和腐蚀性介质的共同作用下导致开裂。裂纹主要产生在晶间,较典型地出现在焊接制造的碳钢制品中,裂纹呈非常细的网状分布,而且裂纹中充满氧化物。碳酸盐腐蚀开裂典型地沿着平行焊缝的母材中传播,但有时也发生在焊缝融合区或热影响区。在钢材表面观察到的裂纹形状经常被描述成蛛网状小裂纹,经常在焊接缺陷产生的局部应力作用下(处)开始出现或互相连接。 假设有酸水存在,有三个关键参数用来评估设备对碳酸盐腐蚀的敏感性 H值、酸水中碳酸盐浓度和拉应力水平。 研究得出结论,裂纹出现在一个狭窄的电化学能范围内,此电化学电势依赖于酸水的组成。在呈碱性的酸水中存在中高浓度的碳酸盐常常产生一个对钢材来说很容易出现碳酸盐腐蚀开裂的电化学能范围。研究发现另外一个在酸水中常见的杂质——氰化物,能影响开裂的敏感性。尽管这一机理是已知的,但是在用设备和管线的电化学电势可能不容易检测到,因此,PH值和酸水中碳酸盐的浓度被确定为影响对碳酸盐腐蚀开裂敏感性的关键参数。开裂的敏感性随PH值和碳酸盐浓度的增加而增加。 至于拉应力水平。对采用焊接或弯曲的方法制造的设备存在较高的残余应力,因而对碳酸盐应力腐蚀有敏感性。焊后消除应力热处理(如焊后热处理)被证明是一种防止碳酸盐腐蚀开裂的方法。 典型事例: 碳酸盐腐蚀开裂普遍出现在催化裂化装置分馏塔的上部冷凝回流系统、下游的富气压缩系统和酸水系统中. 选材与措施: 焊后消除应力热处理(如焊后热处理)被证明是一种防止碳酸盐腐蚀开裂的方法。对每英寸厚度在大约6210C下保温一小时(最少一小时)的热处理方法被证明是一种对碳钢有效的防止碳酸盐腐蚀开裂的消除应力热处理方法。 六、连多硫酸腐蚀开裂(PTA) 连多硫酸(PTA)和亚硫酸是石油加工工艺考虑的一个主要因素,尤其是在催化裂化、脱硫、加氢裂化、催化重整装置。这些络酸在当含有硫杂质的设备和管线在停工时暴露在空气和潮湿中形成。在这个酸性环境下,一些敏感材料(炭含量10%以下的奥氏体材料)在敏化(370-815℃长期操作)或类似敏化的焊接处理后,和低炭和钛或铌元素稳定的奥氏体不锈钢长期处于敏化区都会导致材料迅速地晶间腐蚀和开裂。按NACE RP 0170推荐规程,,减少或消除PTA的方法包括停机和暴露于空气后立即用碱或纯碱溶液冲洗设备以中和硫化物,或在停机期间用干氮气吹扫以防止暴露于空气中。 PTA和亚硫酸会导致敏感的奥氏体不锈钢和镍基合金发生应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹总是为晶间型,且萌生和扩展时要求相对低的拉伸应力。焊接态普通或高碳不锈钢如304/304H和316/316H,在焊缝热影响区对SCC特别敏感。低碳钢(<0.03%C在低于4270C下不敏感。化学特性稳定的不锈钢牌号如321和347对PTA较不敏感,特别是它们经热稳定处理时。合金和化学特性稳定或热稳定处理的材料对PTA的敏感性可以在根据ASTM G35通过实验室腐蚀实验来确定。 工业经验表明,奥氏体低炭不锈钢和经过元素稳定的焊接金属复盖层及锻制内构件,在反应器操作温度小于450℃下是很耐PTA腐蚀。 典型事例: 在催化裂化、脱硫、加氢裂化、催化重整装置。当含有硫杂质的设备和管线在停工时暴露在空气和潮湿中形成。 某炼厂柴油加氢反应器出口压力表导管,使用1Cr18Ni9Ti(SuS321)φ19×2钢管,反应器温度为380℃,压力为 68Kg/cm2,氢分压占 80~90%,H2S浓度约 1%,使用约8年。停工检修后重新开工氮气试压过程中,发现有氮气泻漏,出现了裂纹。裂纹出现在管内壁的拉应力区,呈径向分布宏观肉眼可见,基本已穿透管壁。裂纹从管内壁孔蚀处引发,基本上沿径向呈辐射状分布.裂纹几乎穿透整个管壁。裂纹周围无异物。裂纹开始无分枝,扩展靠近外壁处出现分枝,整个裂纹呈树技状,在高倍金相显微镜(500X)下,观察到该材料的金相组织为奥氏体和弥散状碳化物。奥氏体晶粒内有孪晶存在。裂纹基本上为穿晶扩展,呈枯树枝状,仅在裂纹末捎部位上有沿晶界倾向,属典型的应力腐蚀破裂。 分析结果可见,裂纹起源于受拉应力的表面,裂纹发源处有蚀孔存在。这是由于压力表管壁径向两侧在安装(丝扣拧紧和随后的焊接)过程中,冷加工应力和焊接残余应力的叠加造成的结果。 环境中的连多硫酸,是因为高温H2S-H2介质与材质与材质2.25Cr1Mo反应器壳体反应生成FeS,在历次停工检修时,和空气(即O2)和水汽接触反应成H2SXO6(X=2~5),开工后H2SXO6随反应气不断进人压力表导管,从而导致了应力腐蚀便裂的产生。 从裂纹尖端区含硫量比基体中高25以上,靠近裂纹区晶界的含硫量也比远离裂纹区晶界含硫量高出一倍。可见,是由于裂纹尖端和晶界上富集了大量有害离子S,为裂纹的扩展提供了活性通道。裂纹为晶间和穿晶混合型。可见本事故属连多硫酸引起的奥氏体不锈钢应力腐蚀破裂。 选材与措施: 选用耐PTA腐蚀材料。停工期间保持设备和管线的干燥,一定温度以防止冷凝水出现。也可以充含氨的氮气保护。打开设备要进行中和清洗,暴露与空气中的金属表面,任何时候都必须保持硷液。 七、氯化物应力腐蚀开裂ClSCC 奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀发生在含有氯化物和水的环境中。对ClSCC的敏感性依赖于氯离子的浓度、温度及其他因素,这些因素在表H-19中列出。应当强调的是,由于部分水的汽化,水中氯化物的浓度在潮湿或干燥条件下会比在体积溶液中测得的浓度更高,这种情况下的ClSCC的敏感性较高。ClSCC最可能发生在金属温度高于660C的情况下。 氯化物SCC的微观形貌呈典型地穿晶及分支。对CLSCC最敏感的是含Ni 8%的奥氏体不锈钢(如300SS系列,304,316等)。无论高Ni还是低Ni的合金一般都具有较低的CLSCC敏感性。低Ni含量的双相不锈钢和Ni含量超过42%的合金一般对CLSCC免疫。 典型事例: 含有氯化物的溶液,特别是温度高于660C的,CLSCC可以在生产和停工阶段出现。CLSCC能够在内部发生(如由于冲洗水或消防水)。 氯化物在炼油厂中一般来源与以下几处。 l 来自原油、生成水、压舱水的氯化物盐 l 浓缩蒸汽水(工艺水) l 锅炉给水和汽提水。 l 催化剂(担体是用氯化铝制成) l 绝热材料(保温层下腐蚀) l 来自水压试验用水和其他制造过程的残余物。 l 有机或无机氯化物化学反应生成的烟雾。 选材与措施: 低Ni含量的双相不锈钢和Ni含量超过42%的合金一般对CLSCC免疫。300系列不锈钢加工后进行稳定化处理。 八、氢应力腐蚀开裂(HSC-HF) 氢致应力腐蚀开裂(HSC)可定义为是在产生的氢的反应环境下,所产生的氢扩散在母材内与拉应而联合作用产生的开裂。HSC也可以因暴露在硫化氢(见硫化物应力腐蚀开裂)中或者暴露在氢氟酸中产生。在氢氟酸中氢致应力腐蚀开裂出现在高强度(高硬度)的钢中,或者在较低强度的钢中的焊缝熔合区或焊接热影响区。除此之外,如果氢氟酸中有氧或者氧化物存在的话,那么HIC-HF将会出现在受拉应力的400合金中。 浓氢氟酸作为催化剂使用在烷基化装置中,通常氢氟酸的水溶液浓度为96- 99+%,温度低于660C 在这种条件下,除操作受到严格限制的地方(例如:泵、阀门、仪器)之外,大多数设备可以选择一种全镇静(脱氧)、低硫、纯净的低碳钢材料。在那些需要受严格限制的地方,而温度超过660C到1770C的地方,曾经使用过400合金。 在浓度为80%和更高的氢氟酸水溶液中的腐蚀与等价于无水的氢氟酸(AHF、200ppmH20)。提到到AFH腐蚀时就意味着氢氟酸水溶液浓度大约在80%。浓度低于80%的氢氟酸水溶液都被认为是含水的。含水和无水的氢氟酸都能导致被硬化的碳钢和合金钢的氢脆。为阻止在焊接的钢结构中的氢脆,应该遵守NACE RP 0472提出的在具有腐蚀性的石油炼制的环境中,一些阻止碳钢焊缝的内部的裂纹产生的方法和控制措施。各种焊接方法的焊缝应进行硬度测试。 典型事例: 在氢氟酸环境中合金钢紧固件往往失效。ASTMA193的B7级别中,Cr-Mo钢制的螺栓硬度大,在氢氟酸存在时会断裂。与之相同等级B7M经过了回火处理,其布氏硬度为201-235。如果不能避免与氢氟酸接触,是一个好的选择。但在氢氟酸环境中,如果应力超过它们的屈服点,B7M螺栓也将会断裂。 选材与措施: 通常氢氟酸的水溶液浓度为96- 99+%,温度低于660C 在这种条件下,除操作受到严格限制的地方(例如:泵、阀门、仪器)之外,大多数设备可以选择一种全镇静(脱氧)、低硫、纯净的低碳钢材料。在那些需要受严格限制的地方,而温度超过660C到1770C的地方,曾经使用过400合金。 九、在HF环境中的氢致开裂和应力取向氢致开裂HIC/SOHIC-HF 氢致开裂被定义为在金属内的不同平面上连接相邻的氢鼓泡在内部或在金属表面上的阶梯状的裂纹。氢致开裂并不需要外部的外加应力。氢致开裂的驱动力为在氢鼓泡中形成的较高的气压力,它们在气泡的周围。在那些高的应力区域之间发生内部反应,倾向于促使裂纹的发展,然后连接钢中的不同平面上的氢鼓泡。 钢中氢的来源自湿H2S或HF酸。HF是被用在烷基化装置,HF水溶液的浓度范围为96-99+%,暴露在有水或无水的HF的碳钢,可导致HIC/SOHIC。 氢鼓泡是在与钢表面平行的内部或表面形成充满氢的气泡。在钢中,它们的形成的并不连续(例如:空隙、杂质、夹层、硫杂质部位)。大部分的起泡经常发生在卷制的钢设备中,此类设备存在有微观的带状夹杂物,如因轧制形成的伸长的带状的硫化物。因此HIC,氢鼓泡的敏感性对钢的的质量来说是首要的关系(例如:数量、尺寸和不连续的形状)。考虑到这一点,钢中硫含量是一个首要的参数。减少钢中的硫含量,就是减少了起泡的以及HIC的敏感性,钢中添加钙有利于控制硫化物的微观形态。 SOHIC被定义为许多细小的气泡堆积在一起,排成阵列,氢诱导裂纹平行于阵列方向。因高度集中的拉应力的作用,裂纹的方向是横穿母材厚度的。SOHIC是HIC的一种特殊的形式,HIC经常发生在母材与焊缝交界的地方,因为该部位存在较高的残余应力。对HIC来说,钢板的质量是SOHIC敏感性的一个很重要的参数。除此之外,通过焊后热处理可以减少设备的残余应力,但可能还不能避免或消除SOHIC敏感性。 选材与措施: 选抗HIC钢和消除应力处理。 十、硝酸盐应力腐蚀开裂 炼油厂凡和烟气接触的设备,在冷凝温度下有水的存在,都有可能出现硝酸盐应力腐蚀开裂。硝酸根来自原料中的氮化物或高温下燃烧生成的NOX。加热炉、锅炉、FCC装置再生器系统、硫磺回收装置的焚烧炉等的炉壁,热回收系统都处于这个环境。 由于烟气中含有其他腐蚀物质,如,CO2、SO3等,冷凝液腐蚀有碳酸,硫酸介质呈酸性。典型腐蚀状态是局部的减薄,只有在硝酸根较多,焊缝残余应力高情况下硝酸盐应力腐蚀敏感性强。应力腐蚀特征是在焊缝热影响区起裂,延焊缝或垂直焊缝扩展,严重时进入母材,金相组织呈穿晶破坏。 低碳钢与低合金钢在pH值为2~12的含NO-3溶液中均会产生应力腐蚀,并且产生应力腐蚀的电极电位的范围也非常宽,可达2000mV(而在OH-,CO=3与湿CO-CO2中产生应力腐蚀的范围仅为100mV),因此NO-3是一种极易使低碳钢与低合金钢产生应力腐蚀的负离子。NO-3引起应力腐蚀的机理。 典型事例: 石化系统在90年代,陆续发现FCC装置再生器,外取热器,三旋及连接烟气管道焊缝出现大量穿透性裂纹。统计规律表明产生裂纹高敏感性的条件是:重油催化装置,壁温在120℃以下,烟气氧含量较高,冬季等。 茂名石油化工公司1994年发现第一催化装置三旋裂纹,1995年第二催化也有大量裂纹出现,经华东理工大学分析,测得第二催化裂化再生烟气的酸露点温度为126℃,根据稳态传热计算分析与现场操作经验,再生器的壁温低于露点温度,因此,烟气中的水蒸汽在再生器内壁凝结成水并吸收烟气中的NO2,SO3,CO2等气体,形成酸性水溶液,从而构成应力腐蚀开裂所必要的特定腐蚀介质条件。断口腐蚀产物中的SO=4主要是低碳钢与低合金钢受均匀腐蚀的产物,而NO-3是极易使低碳钢与低合金钢产生应力腐蚀的阴离子。因此,失效主要是NO-3的硝酸盐应力腐蚀。 大修时对裂纹用不锈钢焊条修补,开工后在再生器壁外涂专门的保温涂料,保持壁温在冬季高于露点温度,以后没有再发生新的裂纹。 选材与措施: 碳钢都有硝酸盐应力腐蚀敏感性,16MNR比20R更有敏感性。不锈钢没有硝酸盐应力腐蚀,因此可以修复焊缝。当工艺条件不可改变时,避免应力腐蚀环境最佳的方法是提高器壁温度在烟气露点温度以上(包括冬季气候),国外设计标准》170℃,国内早期观念是低于100℃.其他措施有操作尽可能降低烟气中氧含量等。 硫磺装置燃烧炉和焚烧炉,在炉壳外加保温筒,同时炉壁刷变色漆,焊表面热电偶。 第三节 氢腐蚀 高温氢腐蚀(HTHA) 高温氢腐蚀(HTHA)发生在暴露于高温下的氢的高分压下的碳钢和低合金钢中。它是氢原子扩散到钢并与微观组织中的碳化物发生反应的结果。有两种反应和HTHA相关,第一个是氢分子(H2)分解成能在钢中扩散的氢原子(H) H2<==========>2H(氢分解) 在高温和高氢分压下,形成原子氢的反应更容易发生。因此,当温度和氢分压都增大时,发生HTHA的驱动力会增加。第二个反应发生在原子氢和金属碳化物之间 4H+MC<=======>CH4+M HTHA对钢材的破坏有两种形式,因甲烷气体在碳化物基体界面上积聚而产生内部脱碳和裂缝与原子氢和钢材表面或临近表面的碳化物发生反应产生的表面脱碳。在该表面甲烷气体可溢出而不会形成裂缝。内部裂缝一般可在碳钢、C-0.5Mo钢和高氢分压下的Cr-Mo钢中观察到,而表面脱碳在高温和低的氢分压下的Cr-Mo钢中更普遍观察到。 增加钢中合金的含量,进而提高碳钢在有氢条件下的稳定性可减缓HTHA。仅含有Fe3C碳化物的碳钢,其抗HTHA的性能大大低于任何一种含Cr、Mo碳化物的Cr-Mo合金钢,因为Cr、Mo碳化物更加稳定,具有更高的抗HTHA性能。 典型事例: 99年国外一个加氢裂化装置生成油和循环氢的高压换热器入口混氢线,错用了一节碳钢管,而前后都是TP321不锈钢管。六年半后爆裂,装置严重破坏,停产四个月。 选材和措施: 历史上,已经根据工业经验预测了抗HTHA性能。这一性能已绘制在显示温度和氢分压范围的碳钢和低合金钢的一系列曲线上。这些曲线,通常称为Nelson曲线(见附录C)。在温度和氢分压范围,这些钢已经得到成功应用而没有HTHA造成的破坏。根据API推荐规程941中的工业经验进行维护。 第四节 蠕变 蠕变炉管失效 炉管失效有以下情况: a. 外部氧化。外表面的氧化是炉管最普遍的腐蚀。氧化可使管壁变薄、应力增大以致加快炉管蠕变速率。氧化速率决定于炉膛的温度和氧含量。 b. 内部腐蚀。在一些炼油厂的加热炉中,如蒸馏装置,高温硫腐蚀就是其中一个内部腐蚀。因为腐蚀可以使管壁变薄,应力增大加快炉管蠕变的速率。温度和硫含量决定高温硫腐蚀的速率。 c. 其他腐蚀。因为炉管是在高温下工作的,在此过程中燃料油/气即使有少量污染,都能加剧炉管的腐蚀。例如,高温环境下燃料油/气的含有的少量钠和钒都能引起较大的外部腐蚀。 d. 不均匀加热。炉膛的温度是与燃烧器、炉膛的尺寸、炉管的间距及炉管与燃烧器的距离相关的。 e. .火焰烧管。火焰偏烧同样是因为燃烧不均匀影响,同时它也受火嘴的调整、燃料气和空气的数量影响。 f. 结焦。在许多原油加热炉中,炉管内均有结焦,焦的热阻大,在管壁和被加热介质间起到热隔离作用,使得壁温提高、蠕变和腐蚀加速。 一般来说,炉管是按API RP 530标准设计的,这种标准常常是通过材料的结构、温度、压力来选择炉管的最小壁厚,它考虑了蠕变和腐蚀两种损伤。当腐蚀是允许时,APIRP530提出的最小允许管壁厚是建立在蠕变的基础上的。在较高的温度、一定的压力下使用一定的时间必定会造成失效。而且随着压力,温度的升高,失效的时间缩短。 对于材质的种类,API RP 530提出两个蠕变强度:平均蠕变强度和最小蠕变强度。在API RP 530中的曲线表示炉管材料的平均蠕变强度曲线和最小断裂强度(95%较低界线上的可靠曲线)。 蠕变周期,压力和温度之间的关系是复杂的。然而,炉管设计是采用应力与蠕变实验结果发展来的简单关系为基础的,这些轴状晶材料蠕变实验结果是很分散的。由于材料的蠕变特性建立在蠕变试验和加速蠕变试验的基础上,但这些试验结果的分散性,明显使预测蠕变寿命的不确定性增大。 典型事例: 焦化装置加热炉炉管 ,经常发生炉管爆管事故,是由于壁温超过6000C高温氧化腐蚀减薄了壁厚,材料迅速进入蠕变范围。锅炉水冷壁,往往在低负荷下缺水,使金属进入蠕变。 制氢转化炉管和乙稀裂解炉管长期在10000C温度下操作,蠕变破坏是主要的失效形式。 选材与措施: 按API RP 530标准设计选用耐高温抗蠕变材料并严格在设计条件下操作。停工时作炉管外径测量或用UT检验。 第五节 机械疲劳 机械疲劳(仅管系): 在正常的工作状态下,管路的疲劳失效是非常突然及危险的。正确的设计和安装管路系统就不会导致这样的失效,但在设计时要预测管线的振动是非常困难的,尤其是存在类似往复泵和压缩机那样周期性的机械振动源的时候。另外,一个管路系统无法预测某些特殊的情况,如管线支撑失效、机械失衡导致振动的加剧、安全阀起跳时产生的强烈的高频振动、无支撑管内流动和压力的改变或者重量增加(摆动)等,都会使一个管系易产生疲劳失效。 典型事例: a.管线可听见的,可看见的,或其它可以感觉到的振动(包括小支管联结)。 b.连接到往复机械,管内有严重的气蚀,由泄压阀、混合阀或安全阀引起的剧烈振动。 措施: 大多数管线的摆动频率大于1赫兹,1赫兹1年累积大约是3χ107个振动周期,这都将在大多数结构材料的持久极限之上。通常检查震动15米范围震源影响的连接形式、支撑、支管、管件和伐门等。采取计算和加固方法。 第六节 脆断 一、低温/低韧性断裂 低温/低韧性断裂是发生在炭钢和低合金钢在低温下的结构部件的一种突然失效形式,这种断裂是非正常性的,因为材料的设计应力通常远低于发生脆断所需的应力。然而,一些旧的厚壁设备、操作波动时承受低温的设备,或者是一些经过改造过的设备在不同程度上具有这种脆断形式的敏感性。破坏主要起源于裂纹或缺陷。 典型事例: 装置紧急放空时,储有LPG、氨或丙烷液态物资压力容器压力急剧下降,设备和管线材料温度低于脆性转变温度,在极低压力下破坏。 20年历史的润滑油装置氨冷-20℃系统,焊缝裂纹造成泄漏。裂纹源自焊接夹渣,材料是20钢。建设期设计和建造没有对材料冲击性能的要求,经过多年运行材料的脆性转变温度升高,在金属存在的缺陷作为裂纹源开始破坏。 措施: 低温/低韧性断裂一旦发生,它总是从金属存在的缺陷作为裂纹源开始。所以,设计是充分考虑各种因素,提高材料的低温冲击纫性,包括材料选择,焊后热处理和加强理化检验;降低材料的应力水平等。避免材料在SSC和疲劳环境下工作。 二、回火脆化 许多金属长期在343℃和577℃的温度范围内使用时,会出现韧性降低的现象,这一规律称为回火脆化。在炼油和化工工业中,特别是Cr-Mo钢容易发生这种破坏形式。金属材料断裂韧性下降的情况通常发生在设备开汽和停汽的较低温度时。工业实践证明,当容器温度低于其钢材的某一规定最低温度时,若操作压力低于其设计压力的四分之一,就可有效防止这类事故的发生。工业实践证明,对于旧的合金钢种,这一最低温度为149℃~177℃。而对于新钢种来说,这一温度要更低一些。 回火脆化是由于钢材中夹杂物与合金元素在晶界析出引起的。钢材中磷和锡的含量影响很大。当锰和硅在钢中同时存在时,情况变得更为严重。通常,同时考虑这几种元素的影响而建立了“J”系数来表述钢材的回火脆化敏感性。“J”系数由下式求得: J=(Si+Mn)′(P+Sn)′104。(母材) X=(10P+5Sb+4Sn+As) ′10-2 ≤15PPm (焊缝) 抗回火脆化倾向评定 vTr54+3 △vTr54 ≤0℃ 实验和长期研究都证明了“J”系数和回火脆化敏感性之间的辨证关系。 回火脆化的一个重要特点是焊缝及热影响区金属的脆化敏感性比母材金属高得多。一些研究表明,21/4Cr-1/2Mo和3Cr-1Mo的回火脆化敏感性特别高,11/4Cr-1/2Mo钢的回火脆化敏感性仍存在争议。 措施: 确定材料最小的金属设计温度,该温度要用步冷试验方法测得脆性转变温度(△FATT)得基础上得到。对于已经运转一段时间得设备用以下公式:△FATT=0.62J-20。 重要设备,如加氢反应器的材料选用纯净钢,控制促进回火脆化的微量元素。设备开工和停工时严格按操作规程要求,开工时先升温后升压,停工时先降压后降温。开、停工方案;严格执行在给定限制温度下,压力不得超过材料屈服极限的20%。这个限制的温度在70年代一般是200℃、80年代(茂名反应器)是121℃、1997年茂名反应器降到93℃,这是由于材料抗回火脆性能力的提高。 三、475℃脆化 475℃脆化是含铬量超过13%的铁素体不锈钢在371℃到538℃温度范围内出现的韧性下降的现象。韧性的下降是由于铬-磷化合物在高温下的析出。475℃脆化与其它机理一样,是由于金相的改变导致韧性下降。引起韧性改变并不是常常在操作温度下,而是在工厂停工或生产波动的较低温时期发生的。 四、相脆性断裂 σ相是由铁和铬组成的硬质、脆性化合物,其化学组成为Fe0.6Cr0.4。在593℃到927℃之间,铁素体、奥氏体和马氏体不锈钢都会发生这种形式的破坏。σ相形成的速度和数量取决于合金的化学组成和早期冷加工工艺。铁素体稳定元素(如Cr、Si、Mo、Al、W、V、Ti、Nb)能促进σ相的形成,而奥氏体稳定元素(如C、Ni、N、Mn)能阻止σ相的形成。奥氏体不锈钢中σ相的组成最多为10%,并随着镍含量的增加,σ相组成减少。但是,若合金含60%铁、40%铬(相当于σ相的化学组成),其金相组织可完全转变为σ相。由这类Fe-Cr合金的σ相转变-时间曲线可知,在747℃完全转变为σ相只需3小时。奥氏体不锈钢也会发生这种σ相转变。有资料显示,奥氏体不锈钢在690℃焊后热处理时,也会发生σ相转化。σ相在899以上并不稳定。奥氏体不锈钢在1065℃经历4小时固熔处理,然后在水中急冷,可消除σ相。 典型事例: 321不锈钢焊接,为防止焊缝金属冷却时的热裂纹,设计焊缝金属有3-10%的铁素体。焊缝在900℃稳定化处理温度冷却过程,经过了σ相生成的敏化区,部分铁素体转化成σ相,增加了焊缝脆性。加氢反应器堆焊层和加氢装置不锈钢厚壁高温管线焊缝都检测到σ相。 选材与措施: 奥氏体不锈钢在1065℃经历4小时固熔处理,然后在水中急冷,可消除σ相。选用焊后不做稳定化处理的材料。 第七节 外部腐蚀 一、外部腐蚀 大多数装置的设备都会发生外部损坏,结果是逐渐减薄或有些材料可能导致应力腐蚀开裂。最严重的外部腐蚀也许是绝热层的腐蚀(CUI),因为绝热材料会因为受潮而导致设备损坏加速,另一方面因为这种腐蚀很难发现,故有时显得较为严重。 典型事例: 通常,位于降雨量大、温度高或沿海地区的工厂的设备比位于寒冷、干燥的内陆地区的更容易受到外部腐蚀。排除气候因素,位于冷却设备和蒸汽系统附近的,或操作温度在露点和常温间之循环往复的设备也极易发生外部腐蚀。 要将这种腐蚀降到最低,可反复进行涂层防腐处理并经常检查涂层是否完好。 相比之下,某些地区(举例如下)外部腐蚀的可能性更大,需要经常检查: A.冷却塔水珠喷溅受潮的区域 B.蒸汽系统附近区域 C.遭受暴雨的区域 D.容易泄漏,使得湿汽或酸雾进入的区域 E.操作温度介于10 F~250F的碳钢管线,尤其因温度反复变化而引起水汽凝结和蒸发。 F.即使在250 F以上的温度中运行正常,但却经常开停的装置或相关设备 G.保护层或涂料已损坏的部位 H.经常在露点以下的温度运行的冷冻设备 I.管支座,吊架,管口,和保温防水层接口处。 腐蚀速率 碳钢和低合金钢绝热层下的腐蚀常发生在温度介于<121℃的操作环境中,尤其温度在49—93℃的苛刻环境条件下,腐蚀率可达到0.25毫米/年。奥氏体不锈钢应力腐蚀破裂(SCC)在温度149℃以下,60-93℃温度下敏感。 措施: 采用良好的涂料,保温和保冷设计,施工注意防潮层。重视外保温和保冷的检查和维修,15年以上设备必须重新表面外防腐。 查看更多 0个回答 . 4人已关注
简介
职业: -
学校:广东技术师范学院 - 自动化系
地区:上海市
个人简介:生活有度,人生添寿。查看更多
已连续签到天,累积获取个能量值
  • 第1天
  • 第2天
  • 第3天
  • 第4天
  • 第5天
  • 第6天
  • 第7天
 
这是一条消息提示
 
提醒
您好,您当前被封禁天,这天内您将不能登陆盖德问答,离解封时间还有
我已了解
提醒
提问需要5个能量值,您当前能量值为,请完成任务提升能量值
去查看任务