石油化工设备常见腐蚀类型及其防腐措施Word文件下载.docx

石油化工设备常见腐蚀类型及其防腐措施Word文件下载.docx

《石油化工设备常见腐蚀类型及其防腐措施Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油化工设备常见腐蚀类型及其防腐措施Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（3）后冷器、油水分离器及放水管的腐蚀一般较前项为轻，腐蚀率随冷凝水pH值高低而变，一般为0.5～2.0mm／a。

（4）减压塔顶冷凝冷却器是减顶系统腐蚀主要几种的设备，无任何工艺防腐措施时，碳钢腐蚀率可高达5mm／a。

腐蚀形态：

对碳钢为均匀减薄；

对Crl3钢为点蚀；

对1Crl8Ni9Ti钢则为氯化物应力腐蚀开裂。

腐蚀机理：

HCl—H2S—H20部位的腐蚀主要是原油含盐引起的。

原油加工时，原油中所有的成酸无机盐如MgCl2、CaCl2等，在一定的温度及有水的条件下可发生强烈的水解反应，生成腐蚀性介质HCl。

在蒸馏过程中HCl和硫化物加热分解生成的H2S随同原油中的轻组分一同挥发进入分馏塔顶部及冷凝冷却。

当HCl和H2S

2、HCl—H2S—H20环境下的防腐蚀措施

此部位防腐应以工艺防腐为主，材料防腐为辅。

（1）工艺防腐措施“一脱四注”（原油深度电脱盐，脱后注碱、塔顶馏出线注氨、注缓蚀剂、注水）。

经“一脱四注”后，控制的工艺指标应为：

冷凝水含Fe2+量小于lmg／kg，冷凝水含C1-量小于20mg／kg，原油脱盐后含盐量小于5mg/l。

pH值为7.5～8.5时，如果结构设计合理，可以使用碳钢设备。

近年来，于重油的深度加工，为提高催化剂的寿命，脱后原油注碱已停用。

（2）鉴于常减压塔顶氯离子浓度偏高，在工艺防腐措施“一脱一注”（原油深度脱盐，塔顶馏出线注氨）的情况下，可选用3RE60（00Crl8Ni5M03Si2）双相不锈钢制做设备。

（3）在原油中有机氯大增情况下，（采油时加清蜡剂），可适当考虑使用钛制做空冷器等设备。

3、HCl—H2S—H20环境下设备防腐实例

（1）茂名炼油厂常压塔原为CT3+зи496钢制做，从1963年4月至1967年8月，共运行931天后，复合层全部被腐蚀殆尽。

后在20层塔盘以上部位内衬4mm厚1Crl8Ni9Ti钢板，以塞焊法衬接。

到1973年大检修时即发现衬里层龟裂。

（2）、南京炼油厂一常减压塔未采取工艺防腐前，碳钢年腐蚀率为0.30mm／a，采取工艺防腐措施后为0.15mm／a，顶塔壁呈麻点坑状点腐蚀，有的呈峰窝状。

（二）低温HCN-H2S-H2O型腐蚀与防腐

1、主要腐蚀设备、原理及腐蚀部位

原料油中硫化物在加热和催化裂解中分解产生硫化氢，且在裂解温度下，元素硫也能与烃类反应生成硫化氢，因此催化富气中的硫化氢浓度很高。

同时原料油中的氮化物也裂解，这当中可能有10％一15％转化成氨，有1％～2％转化成氰化氢，在有水存在的吸收解吸系统构成了HCN—H2S—H2O腐蚀环境。

当催化原料中氮含量大于0.1％时，就会引起严重的腐蚀，CN-大于500mg／kg促进腐蚀加剧，小于200mg／kg时，促进腐蚀不明显。

主要存在于催化裂化装置吸收解吸系统。

腐蚀形态：

对碳钢为均匀腐蚀、氢鼓泡、硫化物应力腐蚀开裂；

对奥氏体不锈钢为硫化物应力腐蚀开裂。

设备腐蚀特征：

除设备厚度减薄或局部腐蚀穿孔外，还极易引起鼓泡、开裂等型式的氢脆化。

其中，以设备厚度减薄和腐蚀穿孔最为常见。

腐蚀机理：

硫化氢在水中发生离解H2S=H++HS-

│→H++S2-

钢在H2S的水溶液中发生电化学反应：

阳极反应Fe→Fe2++2e

二次过程Fe2++S2-→FeS或Fe2++HS-→FeS+H+

阴极反应2H++2e→2H→H2↑

在HCN—H2S—H20腐蚀环境中，主要通过以下三个过程使设备腐蚀损坏：

钢铁在H2S的水溶液中，不只是由于阳极反应生成FeS而引起一般的腐蚀，而且阴极反应生成的氢还能向钢中渗透并扩散，引起钢的氢脆、氢鼓泡。

同时也是发生硫化物应力腐蚀的主要原因。

具体的腐蚀情况及原因如下：

（1）一般腐蚀的加重。

H2S和铁生成的硫化物或硫化亚铁，在pH值大于6时，钢的表面为FeS所覆盖，有较好的保护性能，腐蚀率也有所下降。

但当有CN-存在，它溶解FeS保护膜，产生络合离子[Fe（CN）6]-4，加速了腐蚀反应的进行：

H2S+6CN-→[Fe（CN）6]4-+S2-

络合离子[Fe（CN）6]4-继续与Fe2+反应：

[Fe（CN）6]4-+2Fe2+→Fe2[Fe（CN）6）↓

生成物Fe2[Fe（CN）6）在水中为白色沉淀，停工时在有空气和水存在的条件化生成最终腐蚀产物Fe4[h（CN）6]3（普鲁士蓝）沉淀：

6Fe2[Fe（CN）6）十6H20+302→2Fe4[Fe（CN）6]3↓++4Fe（OH）3

在催化装置的吸收解吸塔和油气分离器的冷凝水中，常能见到有这种物质的存在。

这种腐蚀情况常存在于吸收解吸塔顶部及底部，稳定塔顶部及中部，塔顶部及中部。

上述部位呈均匀点蚀和坑蚀直至穿孔，腐蚀率为0.1～1mm/a。

（2）氢渗透。

阴极反应生成的原子氢半径非常小（0.78×

10-8cm），有三分之一很容易进入钢的晶格，并在钢材内部缺陷处（夹渣、气孔、分层等）聚集，结合成氢分子。

若在一狭小的闭塞空间里积聚大量氢分子，必产生较高压力（可达19MPa），造成鼓泡或鼓泡开裂。

这种腐蚀情况主要存在于解吸塔顶和解吸气空冷器至后冷器的管（DN200）和解吸塔后冷器壳体，凝缩油沉降罐罐壁和吸收解吸塔解吸段塔壁，再吸收塔壁,稳定塔塔壁及其塔顶油水分离器器壁等部位。

一般鼓泡直径为5～120mm，鼓泡开裂裂缝宽度为2.5mm。

（3）应力腐蚀开裂。

造成应力腐蚀开裂的原因为拉应力、HS—H20境及敏感材料。

奥氏体不锈钢焊缝及其热影响区对硫化物应力腐蚀开裂感。

腐蚀形态为焊缝开裂。

应力腐蚀开裂存在于铬钼钢母材的奥氏体焊缝及其热影响区，故不能采用不锈钢焊接铬—钼钢，应采用珠光体焊条焊接，焊后进行整体热处理。

2、HCN-H2S-H2O型腐蚀、防腐蚀措施

（1）、工艺防腐措施

①采用水洗法，将氰化物脱除；

②注人多硫化物有机缓蚀剂，与氰化物隔离。

（2）、材料防腐

采用铬钼钢（12Cr2A1MoV）配以热317焊条，焊后经750℃热处理，可满足此部位要求。

但在HCN-H2S-H20部位选用奥氏体不锈钢焊条焊接碳钢或铬钼钢，极易发生硫化物的应力腐蚀开裂。

3、HCN-H2S-H2O型腐蚀、防腐实例

（1）、锦州炼油厂催化裂化装置稳定塔塔壁上有厚有1～2mm亚铁氰化物腐蚀产物，腐蚀率为0.2～0.3mm/a。

（2）、胜利炼油厂吸收解吸塔材料为A3，1968年投产，1972年发现解吸段塔壁产生氢鼓泡，在钢板的1/2处产生分层现象。

（三）低温C02-H2S-H20型腐蚀与防腐

1主要腐蚀设备、机理及腐蚀部位

该腐蚀环境存在于脱硫再生塔塔顶冷凝冷却系统的酸性气部位。

塔顶酸性气的组成为H2S50％～60％（体积分数）、CO230％～40％（体积分数）、烃类4％（体积分数）及水分，温度为40～60℃，压力为常压。

主要存在于脱硫再生塔塔顶冷凝冷却系统（馏出管线、冷凝冷却器及回流罐）。

对碳钢为氢鼓泡及焊缝开裂：

对Cr5Mo、1Crl3及低合金钢而使用不锈钢焊条则为焊缝处的硫化物应力腐蚀开裂。

为H2S-H20型的腐蚀及开裂。

此部位的主要影响因素是H2S-H20。

在某些炼油厂，由于原料气含有HCN，而形成HCN-CO2-H2S-H20的腐蚀介质。

由于HCN的存在也加速了H2S-H20的均匀腐蚀及应力腐蚀开裂

H2S-H20的腐蚀机理如下：

H2S-H20为弱酸，在水中发生电离，电离式为

H2S=H++HS-

HS-=H++S2-

在H2S—H20溶液中含有H+、HS-、S2-和H2S分子，对金属腐蚀为氢去极化作用。

其反应式为：

阳极反应Fe→Fe2++2e

Fe2++S2-→FeS

或Fe2++HS-→FeS+H+

2H++2e→2H→H2↑

钢铁在H2S的水溶液中，不只是由于阳极反应生成FeS而引起一般的腐蚀，而且阴极反应生成的氢还能向钢中渗透并扩散，引起钢的氢脆、氢鼓泡。

具体腐蚀情况如下：

⑴．一般均匀腐蚀

含水硫化氢对钢的腐蚀，一般说来，温度提高则腐蚀增加。

在80℃时腐蚀率最高，在110～120℃时腐蚀率最低。

在H2S—H20溶液中，碳钢和普通低合金钢的腐蚀率开始很快，最初几天可达到10mm／a以上。

但随时间增长腐蚀迅速下降，到1500～2000h后，腐蚀速度趋于0.3mm／a。

故装置经常开停工会加速设备的腐蚀。

硫化氢和铁生成的硫化铁和硫化亚铁在pH大于6时，钢的表面为硫化铁所覆，有一定的保护性能，腐蚀率会逐渐下降。

但是当有CN+存在时，氰化物将溶解此保护膜，产生有利于氢渗入的表面和增加腐蚀速度。

⑵．氢鼓泡和氢脆

H2S的腐蚀为氢去极化腐蚀。

吸附在钢铁表面上的HS-促使阴极放氢加速，同时硫化氢又能阻止原子氢结合为分子氢，因此使原子氢聚集在钢材表面上，加速氢向钢中渗入的速度（HS-可使氢向钢中扩散速度增加10—20倍）。

当氢原子向钢中渗透扩散时，遇到裂缝、空隙、晶格层间错断、夹杂或其它缺陷时，原子氢在这些地方结合成分子氢，体积膨胀约20倍。

由于体积膨胀而在钢材内产生极大的内应力，致使强度较低的碳钢发生氢鼓泡；

而强度高的钢材不允许有较大的塑性变形，在钢材内部发生微裂纹致使钢材变脆，产生氢脆。

在不同的pH值下，硫化氢产生的氢渗透率也不同。

在低pH值时（pH<

7.5），pH值越低，氢渗透率越大。

在pH＝7.5时，氢渗透率最小。

当pH>

7.5，且有氰离子存在时，随着氢离子浓度的增加，氢渗透率迅速上升。

⑶．应力腐蚀开裂

当钢材有残余应力（或承受外拉应力）和钢材内部的氢致裂纹同时存在时，则发生应力腐蚀开裂。

pH值对硫化物应力腐蚀开裂的关系为：

在低pH值下，迅速开裂；

pH为4.2时最严重；

pH值为5—6时，不易破裂；

pH值大于等于7时，不发生破裂。

但是在某些炼油厂，由于原料气中含有HCN，形成了HCN-CO2-H2S-H20的腐蚀介质，因此在有CN-存在的情况下，即使pH值大于7，也将会对硫化物应力腐蚀开裂产生促进作用，同时HCN的存在也会加速了H2S-H20的均匀腐蚀。

2、C02-H2S-H20环境下的防腐蚀措施

在此环境下宜选用碳钢，并控制焊缝硬度不大于HB200。

不宜使用Cr5Mo、1Crl3钢，更不宜使用0Crl8Ni9Ti，但可以用12Cr2A1MoV，配用热317焊条，焊后进行750℃热处理，可起到良好的防腐蚀作用。

3、C02-H2S-H20型腐蚀、防腐实例

胜利炼油厂铂重整循环氢脱硫溶剂再生塔顶酸性气冷却器自1979年5月1日投产，运行60天后内浮头三个螺栓之间法兰面出现裂纹，采取挖掉裂纹，重新补焊，焊后进行了热处理。

1Crl8Ni9Ti管束焊缝断裂，进行了更新。

（四）低温RNH2（乙