湿硫化氢应力腐蚀开裂机理课件

国外石化腐蚀标准与资料介绍国外石化腐蚀标准与资料介绍国家压力容器与管道安全工程技术研究中心国家压力容器与管道安全工程技术研究中心 （中国通用机械研究院）（中国通用机械研究院）顾望平顾望平2011-061国外石化腐蚀标准与资料介绍国家压力容器与管道安全工程技术研究1 1，选材，选材2 2，风险评估，风险评估3 3，设备维护，设备维护4 4，硫腐蚀，硫腐蚀5 5，腐蚀教材，腐蚀教材2011-0621，选材2011-0621，选材炼油厂及油气集输设施的选材炼油厂及油气集输设施的选材 NACE 出版物1998 R.A.White Materials selection for Petreleum Refineries and Gathering Facilities石油炼制装置的材料选择石油炼制装置的材料选择 日本石油学会 1998 高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢 API RP 941-08 Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants（有2004版中文）炼油厂用双相不锈钢炼油厂用双相不锈钢 API TECHNICAL REPORT 938-C-05 Use of Duplex Stainless Steels in the Oil Refining Industry2011-0631，选材炼油厂及油气集输设施的选材 2011-0632，风险评估，风险评估基于风险检验技术基于风险检验技术 API RP 581-2008 Risk-Based Inspection Technology（有2000版译文）基于风险的检验基于风险的检验 API RP 580-2003 Risk-Based Inspection（SY/T6653-2006）影响炼油工业中静设备的损伤机理影响炼油工业中静设备的损伤机理 API RP 571-2003 Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry适应性评价适应性评价 API RP 579-2007 Fitness For Service（有2003版译文）2011-0642，风险评估基于风险检验技术 2011-0643 3，设备维护，设备维护压力容器检验规范压力容器检验规范:维护检验、定级、修理和改造维护检验、定级、修理和改造 API 510-06 Pressure Vessel Inspection Code:In-Service Inspection,Rating,Repair,and AlterationSY/T6507-2000（参照API 510-97第八版）压力容器检查（塔、罐、反应器、换热器和冷凝器）压力容器检查（塔、罐、反应器、换热器和冷凝器）API RP 572-01 Inspection of Pressure Vessels(Towers,Drums,Reactors,Heat Exchangers,and Condensers)SY/T6552-2003（参照API RP 572-91）管道系统组件检验推荐做法管道系统组件检验推荐做法 API RP 574-98 Inspection Practices for Piping System Components SY/T 6635-2005(参照API RP 574-98）管道检验规范管道检验规范:在用管道系统检验、修理、改造和再定在用管道系统检验、修理、改造和再定级级 API 570-2000 Piping Inspection Code：Inspection,Repair,Alteration,and Rerating of In-service Piping Systems SY/T6553-2003（参照API 570-98第二版）2011-0653，设备维护压力容器检验规范:维护检验、定级、修理和改造 2油罐检验、修理、改建与翻建油罐检验、修理、改建与翻建API STANDARD 653-09 Tank Inspection,Repair,Alteration,and Reconstruction SY/T6620-2005（参照API 653-2001）避免在胺装置中环境开裂避免在胺装置中环境开裂 API RP 945-03 Avoiding Environmental Cracking in AminUnits 加氢反应流出物空气冷却器系统腐蚀研究加氢反应流出物空气冷却器系统腐蚀研究 API PUBLICATION 932A-02 Study of Corrosion inHydroprocess Reactor Effluent Air Cooler Systems 加氢反应流出物空冷系统（加氢反应流出物空冷系统（REACsREACs）腐蚀控制的设计、）腐蚀控制的设计、选材、制造、操作及检查指导方针选材、制造、操作及检查指导方针 API RP 932B-04 Design,Materials,Fabrication,Operation,and Inspection Guidelines for Corrosion Control in Hydroprocessing Reactor Effluent Air Cooler(REAC)Systems2011-066油罐检验、修理、改建与翻建2011-066避免炼油厂碳钢设备与管线的碱应力腐蚀开裂避免炼油厂碳钢设备与管线的碱应力腐蚀开裂 NACE NACE 标准标准 RP0403-2003RP0403-2003 Avoiding Caustic Stress Corrosion Avoiding Caustic Stress Corrosion Cracking of Carbon Steel Refinery Equipment and PipingCracking of Carbon Steel Refinery Equipment and Piping 炼油厂停工期间奥氏体不锈钢设备连多硫酸应力腐炼油厂停工期间奥氏体不锈钢设备连多硫酸应力腐蚀开裂的预防蚀开裂的预防 NACE RP0170NACE RP017020042004 Protection of Austenitic Stainless Protection of Austenitic Stainless Steels and Other Austenitic Alloys from Polythionic Steels and Other Austenitic Alloys from Polythionic Acid Stress Corrosion Cracking During Shutdown of Acid Stress Corrosion Cracking During Shutdown of Refinery EquipmentRefinery Equipment 保温与防火层下腐蚀控制保温与防火层下腐蚀控制 NACE NACE 标准标准 RP0198-2007 RP0198-2007 The Control of Corrosion Under The Control of Corrosion Under Thermal Insulation and Fireproofing Materials-A Thermal Insulation and Fireproofing Materials-A Systems ApproachSystems Approach2011-0672011-0674 4，硫腐蚀，硫腐蚀炼油厂硫化物腐蚀纵览炼油厂硫化物腐蚀纵览 NACE 出版物 341032004 Overview of Sulfidic Corrosion In Petroleum Refining湿硫化氢环境设备的修理与修补策略湿硫化氢环境设备的修理与修补策略（出版物）（出版物）API PUBLICATION 939-B-02 Repair and Remediation Strategies for Equipment Operating in Wet H2S Service在役炼油厂压力容器在湿硫化氢环境下开裂的检测、修在役炼油厂压力容器在湿硫化氢环境下开裂的检测、修复和减缓指南复和减缓指南 NACE RP 0296-04 Guidelines for Detection,Repair,and Mitigation of Cracking of Existing Petroleum Refinery Pressure Vessels in Wet H2S Environments（有96标准译文）油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料 NACE MR0175-05 Metals for Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance in Sour Oilfield Environments（有2002标准译文）湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力容器用材料和湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力容器用材料和制造规程制造规程”NACE 出版物出版物 8X194(2006)Materials and Fabrication Practices for New Pressure Vessels Used in Wet H2S Refinery Service2011-0684，硫腐蚀炼油厂硫化物腐蚀纵览 2011-0685 5，腐蚀教材，腐蚀教材中国防腐培训教材中国防腐培训教材 NACE 2008 2011-0695，腐蚀教材中国防腐培训教材 2011-069炼油厂及油气集输设施的选材炼油厂及油气集输设施的选材NACE出版物出版物-1998 R.A.White，可作为教材与参考资料装置的流程、腐蚀机理、选材装置的流程、腐蚀机理、选材蒸馏、FCC、焦化、烷基化、硫磺、酸洗水汽提加氢、重整、火炬制氢、甲醇、气体处理、溶剂处理、苯酚、合成氨公用工程（循环水、化学水、蒸汽）地下管线，产品集输设备，储罐2.附录附录 A 选材的常用指南 B 炼油厂选材的经验法则 选材选材2011-0610炼油厂及油气集输设施的选材NACE出版物-1998 R.A.NACENACE炼油厂结构材料经验选择炼油厂结构材料经验选择 1,1,工艺流无氢或无腐蚀性介质的温度选择工艺流无氢或无腐蚀性介质的温度选择 小于-100：188，铝或9镍钢 小于-45：低合金钢（镍）(做冲击试验)小于-29：大部分规范要求炭钢做冲击试 验，除非应力低于41370kpa（见规范要求）小于-16：炭钢超过13mm有脆断可能，大于345：不能使用17Cr和钢避免12Cr钢脆化。为避免石墨化要用硅脱氧炭钢 大于440：为避免石墨化至少含1铬钢，在氧化气氛中炉管使用受到限制 2011-0611NACE炼油厂结构材料经验选择 1,工艺流无氢或无腐蚀性介 大于540：耐氧化用1-1/4Cr(最大595)到9Cr 大于595：耐氧化用2-1/4Cr(最大650)到9Cr 大于650：耐氧化用18-8，一些规格可能形成引起脆化。避免冷加工。大于930：耐氧化用25Cr-12Ni（限制非压力部件）如309和HH 或用25Cr-20 Ni.如310或HK40 大于930：用难溶材料2011-0612 大于540：耐氧化用1-1/4Cr(最大595)到92,2,烃硫，无氢；如蒸馏，焦化烃硫，无氢；如蒸馏，焦化 大于230：原油总酸值超过1.5-1.8mgKOHgm，用316L。对某些原油如加利福尼亚原油用317L。大于288：原油含硫超过1wt，在缺乏操作经验或硫计算数据情况下，用复合512Cr，所有硫化氢环境至少用9Cr。大于345：原油含硫0.1wt1.0 wt，在缺乏操作经验或硫计算数据情况下，用复合512Cr，。硫含量小于0.2wt%-0.3wt%可用所有硅脱氧钢。大于400：用5Cr的场所提高到9Cr2011-06132,烃硫，无氢；如蒸馏，焦化 2011-0613 3 3，烃氢，硫化氢小于烃氢，硫化氢小于0.01mol0.01mol 大于205：见API941标准，根据氢分压选1-1/4Cr-1/2Mo等，在氢环境避免使用C-1/2Mo。对气态物流确定氢分压。注意炉管和换热器，API941标准的曲线是金属壁温；4,4,烃氢硫化氢大于烃氢硫化氢大于0.01mol0.01mol 大于205：见以上3 大于288：用321或347，整体或复合。考虑12 Cr（最大343）。避免304或316在停工期间的应力腐蚀开裂。也避免低炭等级（如304L、316L）在再生温度下高温强度会降低，金属晶间容易开裂。2011-0614 3，烃氢，硫化氢小于0.01mol 2011-0615,5,二氧化硫仅制硫二氧化硫仅制硫低于露点温度：304L（在许多场合用316L或合金20）大于370：188大于425：310不锈钢（焊后做固熔化处理）。大于650：难溶材料。6,6,MEAMEA与与DEADEA所有温度：焊后和冷弯后应力释放处理。大于135：304换热器管到141（根据金属温度）。2011-06155,二氧化硫仅制硫2011-06157,7,碳酸钾碳酸钾 大于60：炭钢消除应力。重沸器和有紊流的地方（如流速超过2.4m/s）要求用304L。不用合金400、合金600或ColmonoyTM、StelliteTM6是可以的。8,8,二氧化碳水二氧化碳水 大于50：二氧化碳分压超过28kPaa（4Psia）用304至露点。以下条件可用铝：a）PH 48和8 b）没有携带二氧化碳 c）铜不超过0.1ppm和氯不超过50ppm。不含气体流速小于30m/s，气体含湿气5以下流速18m/s，气体含冷凝液流速小于3.0m/s。2011-06167,碳酸钾2011-06169,9,硫酸烷基化硫酸烷基化 小于38：硫酸浓度7099、流速小于0.6m/s用炭钢。高流速区的阀用合金20。1010硫化氢硫化氢 低于水露点：硫化氢分压大于0.34kpaa（0.05psia）如果材料硬度超过235H（HRC22）钢和一些非铁素体材料能发生开裂,见NACE MR0175。炭钢的硬度限制200HB（HRB95）,见NACE RP0472。对酸性水避免使用水泥衬里或合金400，见14，炭钢腐蚀裕量。大于200：合金400不能用（气态或含水溶液）2011-06179,硫酸烷基化2011-061711,11,氢氧化钾和氢氧化钠氢氧化钾和氢氧化钠 大于60：炭钢要求消除应力，避免溶液碱浓度超过 30引起应力腐蚀开裂。大于150：合金400或合金200耐腐蚀（基于金属温度）。12,12,含氯的水含氯的水a,a,避免坑蚀和裂纹腐蚀最大氯含量：304L 200ppm 316L 1000ppm限制限制 PH68 残余氯小于2ppm 最大50 水中没有锰 2011-061811,氢氧化钾和氢氧化钠2011-0618 b,b,应力腐蚀开裂（应力腐蚀开裂（SCCSCC）大于50：188可能有SCC，因此有时选铝材料。在装置含一定量烃情况，装置停工期间避免SCC的措施是难行的。188换热器管U型弯管要求做980固溶处理或900应力消除。321和347要求仅换热器U型管部分做热处理。1313，锅炉给水，锅炉给水 大于120：用12Cr泵或CA6NM(UNS J91540)2011-0619 b,应力腐蚀开裂（SCC）2011-06191414，炭钢腐蚀裕量，炭钢腐蚀裕量a,1.5mm：除非另有规定在非腐蚀性环境用于容器和管线；b,b,2.5mm：复合的通常最小厚度；c,c,3.0mm：按API560 炉管要求的最小值。许多炼油厂要求容器的最小值。除非另有规定用于换热器，因为，以前省钱用1.5mm，现在TAMA 标准R 级规定用3mm。用于酸性水的硫化氢分压超过70kpaa（10paia）。d,d,4.5mm：特别用于硫化氢分压超过70kpaa（4pasia）的酸性水容器和换热器。e,e,6.0mm：最大允许腐蚀裕量。特别用于二氧化碳分压小于30kpaa（4pasia）的湿二氧化碳设备和硫化氢分压大于70kpaa（10pasia）的酸性水设备。2011-062014，炭钢腐蚀裕量2011-0620石油炼制装置的材料选择石油炼制装置的材料选择日本石油学会-1998 可作为教材与参考资料1，装置使用的材料及腐蚀和损伤特征常减压蒸馏、轻油加氢、加氢脱硫/加氢裂化、重整/连续重整、FCC、制氢、乙烯、锅炉、硫磺、烷基化2，装置用材料指南3，装置损伤机理与说明硫氢化氨、湿硫化氢环境下的开裂、胺系统腐蚀、氢侵蚀与对策、回火脆化、蠕变脆化与开裂、环烷酸腐蚀与对策、475脆化选材选材2011-0621石油炼制装置的材料选择日本石油学会-1998 可作为教材与参高温高压炼油化工装置高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢中临氢环境用钢 API标准941-2008（第六版）用于临氢环境下材料选择选材选材2008年版的Nelson曲线2011-0622高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢 API标准图以1940年以来收集的经验为基础。支持数据从各类工业应用和实验室数据中获得。温度和氢分压数据不准确，但精度对工业应用是足够的；选材时对温度和压力留出适当的裕度（一般可取压力裕度0.35MPa、温度裕度28）；在实际应用中，不可忽视焊缝部位的氢腐蚀；图中钢的化学成分符合ASTM或ASME规定的范围；2011-0623图以1940年以来收集的经验为基础。支持数据从各类工业应用和炼油厂用双相不锈钢炼油厂用双相不锈钢1,1,介绍炼油厂常用双相钢的性能、制造与使用要求介绍炼油厂常用双相钢的性能、制造与使用要求（采用含采用含铬铬22-25%22-25%，双相钢相比，双相钢相比35/65to 55/45.35/65to 55/45.）2 2，冶金，冶金避免焊接出现问题避免焊接出现问题使用温度范围使用温度范围3 3，失效机理，失效机理氯化物点蚀与开裂氯化物点蚀与开裂应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂氢致开裂与硫化物应力开裂氢致开裂与硫化物应力开裂二硫化氨腐蚀二硫化氨腐蚀环烷酸腐蚀环烷酸腐蚀475脆化脆化4 4，制造要求，制造要求5 5，案例，案例选材选材API TECHNICAL REPORT 938-C-052011-0624炼油厂用双相不锈钢1,介绍炼油厂常用双相钢的性能、制造与使2011-06252011-0625基于风险检验技术基于风险检验技术API RP581-2008 正式版本用于石化静设备风险评估RBI风险评估风险评估API 581 2008版最新变化版最新变化1 1标准名称变化标准名称变化 标准名称中删除了标准名称中删除了“Base Resource Document”，增加，增加“Technology”一词，并由原来的公共出版物升级为推荐性一词，并由原来的公共出版物升级为推荐性标准。标准。2008版：版：Risk-Based Inspection TechnologyAPI RECOMMENDED PRACTICE 581 SECOND EDITION,SEPTEMBER 2008 (API推荐标准推荐标准581 第二版，第二版，2008年年9月月)2000版：版：Risk-Based Inspection Base Resource DocumentAPI PUBLICATION 581 FIRST EDITION,MAY 2000 API 出版物出版物 581 第一版，第一版，2000年年5月月2011-0626基于风险检验技术API RP581-2008 正式版本用于石2 2标准结构方面变化标准结构方面变化 20082008版：版：由以下由以下3 3部分组成：部分组成：第一部分第一部分使用使用RBIRBI技术制定检维护计划技术制定检维护计划第二部分第二部分RBIRBI评估中失效可能性的确定评估中失效可能性的确定第三部分第三部分RBIRBI评估中失效后果的分析评估中失效后果的分析在第二部分包含两个附件在第二部分包含两个附件附录附录A A：管理系统评估手册：管理系统评估手册(2000(2000版中的附件版中的附件D)D)附录附录B B：腐蚀速率的确定：腐蚀速率的确定(2000(2000版中的附件版中的附件G G到到N N加上补充加上补充)第三部分包含一个附件第三部分包含一个附件附录附录A A：后果分析原则：后果分析原则2011-06272标准结构方面变化 2008版：2011-06273 3风险评估层次水平风险评估层次水平 20002000版：分三个层次版：分三个层次第一层次：基于打分系统的第一层次：基于打分系统的定性评估定性评估第二层次：基于损伤因子第二层次：基于损伤因子-失效可能性评估的失效可能性评估的半定量评估半定量评估第三层次：基于损伤因子及调节子因子第三层次：基于损伤因子及调节子因子(整体、机械、工艺整体、机械、工艺)的的定量评估定量评估20082008版：分两个层次版：分两个层次层次层次A A：相当于：相当于20002000版的第三层次版的第三层次(定量分析定量分析)评估。评估。层次层次B B：失效可能性计算同层次：失效可能性计算同层次A A，失效后果计算比层次，失效后果计算比层次A A适应性更广。适应性更广。(即即20082008版版中中取取消消了了定定性性分分析析与与半半定定量量分分析析，同同时时在在失失效效后后果果的的计计算算中中增增加加了了一一种种适适用用性性更更广广的的计计算算方方法法，RB.eyeRB.eye软软件件计计算算方方法法采采用用的的是是20002000版版的的第第三三层层次次，目目前前通通用用RBIRBI软件采用的计算方法是软件采用的计算方法是20002000版的第三层次和版的第三层次和20082008版的层次版的层次A)A)层次层次A A中的后果计算采用的是中的后果计算采用的是DNVDNV的后果计算模型，应用软件：的后果计算模型，应用软件：PHASTPHAST软件软件层层次次B B中中的的后后果果计计算算采采用用的的是是NISTNIST的的后后果果计计算算模模型型(E2G(E2G专专利利)，应应用用软软件件：SUPERTRAPPSUPERTRAPP软件软件2011-06283风险评估层次水平 2000版：分三个层次2011-0624 4风险矩阵图等级划分风险矩阵图等级划分 20082008版版风险矩阵图风险矩阵图20002000版版风风险险等等级级的的划划分分依依据据两个版本有较大的变化。两个版本有较大的变化。20082008版版失失效效可可能能性性等等级级划划分分直直接接采采用用的的是是损损伤伤修修正正因因子子，而而不不是是失失效效概概率。率。另另外外后后果果等等级级划划分分的的数值范围也不一样。数值范围也不一样。2011-06294风险矩阵图等级划分 2008版风险矩阵图2000版风险5 5失效可能性计算失效可能性计算20082008版：版：PoF=GffDF(t)FMPoF=GffDF(t)FMGffGff指设备平均失效概率指设备平均失效概率(不同于不同于20002000版的同类设备失效概率版的同类设备失效概率)DFDF损伤因子是一个随时间变化而调整的因子损伤因子是一个随时间变化而调整的因子(不同于不同于20002000版设备修版设备修正因子，而相当于设备修正因子中的损伤子因子正因子，而相当于设备修正因子中的损伤子因子)FMFM指的是管理系统评估系数指的是管理系统评估系数(和和20002000版相同版相同)2011-06305失效可能性计算2008版：PoF=GffDF(t)5.15.1GffGff的变化的变化 2011-06315.1Gff的变化 2011-06315.25.2修正因子的变化修正因子的变化 20002000版：版：用设备修正因子对同类设备失效概率进行调整，设备修正因子是用设备修正因子对同类设备失效概率进行调整，设备修正因子是损伤子因子与其他因子损伤子因子与其他因子(通用子因子，机械子因子，工艺子因子通用子因子，机械子因子，工艺子因子)之和；之和；20082008版：版：用损伤因子对设备平均失效概率进行调整，损伤因子相当于用损伤因子对设备平均失效概率进行调整，损伤因子相当于20002000版的损伤子因子，即摒弃了版的损伤子因子，即摒弃了20002000版的通用子因子，机械子因子，版的通用子因子，机械子因子，工艺子因子。工艺子因子。2011-06325.2修正因子的变化 2000版：2011-06325.35.3失效模式失效模式(损伤机理损伤机理)20002000版原有的损伤机理的识别与评估在版原有的损伤机理的识别与评估在20082008版中基本上得到版中基本上得到保留保留(基于的腐蚀数据库也都是相同的基于的腐蚀数据库也都是相同的)，只不过在，只不过在20082008版中增加版中增加了酸性酸水腐蚀、冷凝水腐蚀、了酸性酸水腐蚀、冷凝水腐蚀、COCO2 2腐蚀、土壤腐蚀的损伤机理腐蚀、土壤腐蚀的损伤机理识别与评估模块。识别与评估模块。2011-06335.3失效模式(损伤机理)2000版原有的损伤机理的识别6.16.120082008版层次版层次A A的后果计算的后果计算 6 6失效后果计算失效后果计算 20082008版版层层次次A A的的后后果果计计算算与与20002000版版定定量量评评估估的的后后果果计计算算方方法法、流流程程以以及及依赖的数据库基本上相同依赖的数据库基本上相同20082008版中增加了版中增加了1010种典型流体：种典型流体：Aluminium Chloride(AlCl3)(powder)Aluminium Chloride(AlCl3)(powder)三氯化铝三氯化铝Carbon Monoxide(CO)Carbon Monoxide(CO)一氧化碳一氧化碳Hydrogen Chloride(HCl)Hydrogen Chloride(HCl)氯化氢氯化氢Nitric Acid Nitric Acid 硝酸硝酸Nitrogen Dioxide(NO2)Nitrogen Dioxide(NO2)二氧化氮二氧化氮Phosgene Phosgene 光气光气Toluene Disocyanate(TD)Toluene Disocyanate(TD)甲苯二异氰酸盐甲苯二异氰酸盐Ethylene Glycol Monoethyl Ether(EE)Ethylene Glycol Monoethyl Ether(EE)乙二醇单乙醚乙二醇单乙醚 Ethylene Oxide(EO)Ethylene Oxide(EO)环氧乙烷环氧乙烷Propylene Oxide(PO)Propylene Oxide(PO)环氧丙烷环氧丙烷2011-06346.12008版层次A的后果计算 6失效后果计算 20020082008版相对于版相对于20002000版增加了版增加了3 3个修正：个修正：当当瞬瞬时时泄泄放放的的泄泄放放量量大大于于4540kg4540kg时时，20082008版版引引入入了了一一个个能能量量效效率率因子因子对对于于燃燃烧烧后后果果计计算算，当当泄泄放放情情况况介介于于瞬瞬时时和和连连续续泄泄放放之之间间的的情情况况(例例如如，3 3分分钟钟内内泄泄放放量量达达到到4540kg4540kg或或者者泄泄放放速速率率为为55.6lbs/s)55.6lbs/s)，将将对对根根据据不不同同泄泄放放类类型型的的计计算算后后果果进进行行混混合合(加加权权)以以确确定定最最终终的的燃烧后果影响面积燃烧后果影响面积对对于于燃燃烧烧后后果果计计算算，还还给给出出了了基基于于自自燃燃点点温温度度的的计计算算后后果果混混合合(加加权权)方法方法2011-06352008版相对于2000版增加了3个修正：2011-06356.26.220082008版层次版层次B B的后果计算的后果计算 在以下情况下采用新的层次在以下情况下采用新的层次B B的后果分析方法的后果分析方法待分析的物流不能使用层次待分析的物流不能使用层次A A物流库中的现有物流进行替代物流库中的现有物流进行替代存存储储的的物物流流接接近近临临界界状状态态，对对于于气气相相泄泄放放采采用用理理想想气气体体假假设设模模拟很不准确拟很不准确必须在评估过程中考虑两相泄放的影响必须在评估过程中考虑两相泄放的影响 2011-06366.22008版层次B的后果计算 在以下情况下采用新的层次API581 2008API581 2008版中新增加了将安全阀、换热管束以及常压储罐分版中新增加了将安全阀、换热管束以及常压储罐分别作为一类设备的评估方法。别作为一类设备的评估方法。7 7新的设备风险评估模型新的设备风险评估模型 7.17.1 安全阀的风险评估安全阀的风险评估 安安全全阀阀的的风风险险是是校校验验周周期期的的函函数数，通通过过计计算算安安全全阀阀的的风风险险来来确确定定校校验验周周期期，下下图图是是校校验验周周期期为为5 5年年和和3 3年年是是安安全全阀阀的的风风险险走走势势图。图。该该评评估估方方法法不不同同于于普普通通的的对对静静设设备备的的风风险险评评估估，而而主主要要是是一一种可靠性的计算分析方法。种可靠性的计算分析方法。2011-0637API581 2008版中新增加了将安全阀、换热管束以及常7.27.2 换热管束的风险评估换热管束的风险评估通过风险计算确定管束更换时间通过风险计算确定管束更换时间7.37.3 常压储罐的风险评估常压储罐的风险评估常压储罐后果主要计算环境清理成本常压储罐后果主要计算环境清理成本常压储罐泄漏后果示意图常压储罐泄漏后果示意图2011-06387.2换热管束的风险评估通过风险计算确定管束更换时间7.8，腐蚀数据库，腐蚀数据库1.1.减薄腐蚀减薄腐蚀 HCL HCL 硫化物硫化物/环烷酸环烷酸 H2/H2S H2SO4 HF H2/H2S H2SO4 HF 酸洗水（酸性）酸洗水（酸性）酸洗水（碱性）酸洗水（碱性）胺腐蚀胺腐蚀 CO2CO2 高温氧化高温氧化 冷却水冷却水 土壤腐蚀土壤腐蚀 常压储罐底部腐蚀常压储罐底部腐蚀2 2，SCC SCC 碱开裂碱开裂 胺开裂胺开裂 硫化物应力开裂硫化物应力开裂 HIC/SOHIC-H2SHIC/SOHIC-H2S 碳酸盐开裂碳酸盐开裂 连多硫酸开裂连多硫酸开裂 氯化物开裂氯化物开裂 HSC-HSC-HFHIC/SOHIC-HFHFHIC/SOHIC-HF3 3，外部腐蚀外部腐蚀 铁素体铁素体/奥氏体奥氏体4，保温层下腐蚀保温层下腐蚀 铁素体铁素体/奥氏体奥氏体5 5，HTHAHTHA损坏因子损坏因子6 6，脆性破坏损坏因子脆性破坏损坏因子7 7，回火脆化损坏因子回火脆化损坏因子8 8，475475脆化损坏因子脆化损坏因子9 9，相脆化损坏因子相脆化损坏因子1010，管线机械疲劳损坏因子管线机械疲劳损坏因子2011-06398，腐蚀数据库减薄腐蚀5，HTHA损坏因子2011-062011-06402011-0640聚丙烯装置2011-0641聚丙烯装置2011-0641柴油加氢装置2011-0642柴油加氢装置2011-0642基于风险的检验基于风险的检验1.API.RP580是对API 510压力容器检测规范、API 570管道检测规范和API653储罐检测、维修、更换和改造的补充。2，如果业主/用户选择使用RBI评估方法，这种方法必须包括失效的可能性和相关的失效后果；可能性的损伤包括：减薄、裂纹、材料劣化和机械损坏；后果评估包括：爆炸、着火、有毒物质泄漏、环境影响等；3，对所有评估设备的风险排序；4，对于每一个设备单元给出详细的检测计划；5，对风险实施减缓计划并对检验和减缓后的风险再评估；风险评估风险评估API RP580-2009 RBI执行的标准（石化）执行的标准（石化）2011-0643基于风险的检验API.RP580是对API 510压力容器API750API510API570API653评估损坏的危险性和残余寿命新文件供研究参考文件API RP 581RISK BASEDINSPECTION TECHNOLOGY可使用文件MPCPITNESS FORSERVICERBI与FFS文件FFSRP579RBI580目前APIAPI文件之间的关系文件之间的关系2011-0644API750API510API570API653评估损坏的危APIAPI风险有关文件与国内标准对比风险有关文件与国内标准对比API RP580API RP580基于风险的检测（基于风险的检测（SY/T6653-2006SY/T6653-2006，GBGB ）API API 581581基基于于风风险险的的检检验验-基基础础文文件件（GBGB承承压压设设备备系系统统基于风险的检验实施导则基于风险的检验实施导则 在编）在编）API API 750750石石油油炼炼制制厂厂典典型型风风险险管管理理计计划划导导则则（SY/T6230-SY/T6230-1997 1997）API 510API 510压力容器检测规范压力容器检测规范（SY/T6507-2000 SY/T6507-2000）API API 570570管管道道检检验验规规范范在在用用管管道道系系统统检检验验、修修理理、改改造造和和再定级再定级（SY/T6553-2003 SY/T6553-2003）API API 653653 油油罐罐检检验验、修修理理、改改建建和和翻翻建建（SY/T6620-SY/T6620-20052005）PI PI FFS FFS RP RP 579-07579-07推推荐荐用用于于合合乎乎使使用用的的实实施施方方法法研研究究和和参参考考文文件件（GB/T19624-2004”GB/T19624-2004”在在用用含含缺缺陷陷压压力力容容器器安安全全评评定定“）2011-0645API风险有关文件与国内标准对比API RP580基于风险含硫油和含酸油选材对比含硫油和含酸油选材对比1，选腐蚀率为0.25mm/a，对比不同的资料，选择材料耐硫或硫环烷酸介质腐蚀的最高使用温度；a)a)API581API581：S1wt%S1wt%，高硫油，高硫油 碳钢碳钢260260 5Cr 5Cr 316316 9Cr 9Cr 399399 TAN0.5 TAN0.5，含酸油，含酸油 碳钢（碳钢（246-260246-260）5Cr 5Cr（316316399399）9Cr 9Cr（371-399371-399）b)McConomyb)McConomy：硫腐蚀选材曲线硫腐蚀选材曲线 硫硫wtwt碳碳钢 5Cr 5Cr 0.60.62902903543541 12712713273272 2321321413413小结小结2011-0646含硫油和含酸油选材对比1，选腐蚀率为0.25mm/a，对比不c)c)壳牌公司壳牌公司 5Cr310 5Cr310（大连石化蒸馏装置沙轻（大连石化蒸馏装置沙轻S=1.8W%S=1.8W%）d)d)日本石油学会日本石油学会(混炼混炼 S S1.0W%)5Cr3101.0W%)5Cr310（常压）（常压）5Cr340 5Cr340（减压）（减压）e)NACEe)NACE出版物出版物 5Cr2885Cr288 二次加工装置进料环烷酸大于二次加工装置进料环烷酸大于 1.5-1.8 mgKOH/g 1.5-1.8 mgKOH/g选用选用316316材料材料f)f)我国选材导则我国选材导则（S1.0W%)S1.0W%)5Cr240 5Cr240 (TAN0.5)(TAN0.5)18-8(220-28818-8(220-288）316288 3162882011-0647c)壳牌公司 5Cr310（大连石化蒸馏装置沙分析对比：分析对比：选材曲线比较McConomy最保守，有文章说工程设计取其一半数据符合实际，API581它是在McConomy曲线基础上修正并考虑硫与环烷酸联合腐蚀，比较实用，作为腐蚀评估是可行的，但还是保守，特别是对环烷酸。其他工程公司的经验值得考虑；我国的选材导则与国外工程公司比较缺乏寿命考虑（没有材料腐蚀裕量）缺乏实际经验，属于保守行列。意见：意见：API581API581可以作为选材的依据，同时要考虑油腐蚀的可以作为选材的依据，同时要考虑油腐蚀的特殊性特殊性2011-0648分析对比：2011-0648影响炼油工业中静设备的损伤机理影响炼油工业中静设备的损伤机理API 571-2003 RBI配套文件配套文件-腐蚀机理解释腐蚀机理解释风险评估风险评估序号腐蚀类型序号腐蚀类型1硫腐蚀 10高温氢腐蚀 2湿硫化氢腐蚀 11氧化 3蠕变/应力破断 12热疲劳 4高温H2/H2S腐蚀 13酸性水腐蚀（酸性）5连多硫酸腐蚀 14耐热衬里退化 6环烷酸腐蚀 15石墨化 7二硫化氨腐蚀 16回火脆化 8氯化氨腐蚀 17脱碳 9盐酸腐蚀 18苛性碱开裂 2011-0649影响炼油工业中静设备的损伤机理API 571-2003 序号腐蚀类型序号腐蚀类型19苛性碱腐蚀 30短时过热应力开裂 20侵蚀/冲蚀 31脆性断裂 21碳酸盐应力腐蚀开裂 32相/X相脆化 22胺开裂 33475脆化 23氯应力腐蚀开裂 34石墨化 24渗碳 35再热裂纹 25氢脆 36硫酸腐蚀 2637HF腐蚀 27热冲击 38烟气露点腐蚀 28汽蚀 39异金属焊缝裂纹 29石墨腐蚀40氢致裂纹（HF）2011-0650序号腐蚀类型序号腐蚀类型19苛性碱腐蚀 30短时过热应力序号腐蚀类型序号腐蚀类型41脱金属（脱锌/脱镍 53电化学腐蚀 42CO2腐蚀 54机械疲劳43腐蚀疲劳 55氮化 44烟灰腐蚀 56振动疲劳 45胺腐蚀 57钛氢化46保温层下腐蚀58土壤腐蚀 47大气腐蚀 59金属粉化 48氨应力腐蚀开裂60应力老化49冷却水腐蚀 61蒸汽阻滞50锅炉水/冷凝水腐蚀 62磷酸腐蚀 51微生物腐蚀 63苯酚(石碳酸)腐蚀52液态金属脆化2011-0651序号腐蚀类型序号腐蚀类型41脱金属（脱锌/脱镍 53电化学腐适应性评价适应性评价1 1，确保人员、公众和环境的安全的前提下，对长期服役的，确保人员、公众和环境的安全的前提下，对长期服役的带缺陷或损伤的服役构件结构和设施能继续运行提供计带缺陷或损伤的服役构件结构和设施能继续运行提供计算方法；算方法；2 2，适应性的工程评价步骤适应性的工程评价步骤FFS 评价方法的可应用性及其限制条件评价方法的可应用性及其限制条件数据要求数据要求评价方法与可接受准则：评价方法与可接受准则：1-3级评价（保守级评价（保守-详细详细-最详细）最详细）剩余寿命评价剩余寿命评价补救措施补救措施在役监控在役监控风险评估风险评估API RP 579-2007 Fitness For Service2011-0652适应性评价1，确保人员、公众和环境的安全的前提下，对长期服役3，评价范围，评价范围设备脆性断裂的评价设备脆性断裂的评价均匀金属损失的评价均匀金属损失的评价局部金属损失的评价局部金属损失的评价点蚀的评价点蚀的评价气泡和起层的评价气泡和起层的评价焊接未对正和壳体变形评价焊接未对正和壳体变形评价裂纹型缺陷的评价裂纹型缺陷的评价蠕变区域内工作元件的评价蠕变区域内工作元件的评价火灾危害性评价火灾危害性评价4，附录，附录2011-06533，评价范围2011-0653裂纹和损害评价方法一览表裂纹和损害评价方法一览表2011-0654裂纹和损害评价方法一览表2011-06542011-06552011-0655我国类似标准：我国类似标准：GB/T19624-2004GB/T19624-2004”在用含缺陷压力容器安全评定在用含缺陷压力容器安全评定“1，适用范围：适用范围：含缺陷的压力容器与压力管道根据“合乎使用”和“最环弱”原则确定是否继续使用。2，失效模式类型：失效模式类型：断裂失效、塑性失效、疲劳失效。3，评定方法分类：评定方法分类：平面缺陷的简化评定平面缺陷的简化评定平面缺陷的常规评定平面缺陷的常规评定凹坑缺陷的评定凹坑缺陷的评定气孔与夹渣缺陷的评定气孔与夹渣缺陷的评定2011-0656我国类似标准：GB/T19624-2004”在用含缺陷压力容器检验规范压力容器检验规范:维护检验、维护检验、定级、修理和改造定级、修理和改造1，允许在线检验，允许在线检验2，根据剩余寿命确定检验周期，根据剩余寿命确定检验周期 两次内部检验或在线检验之间的间隔不应超过按腐蚀速率估计容两次内部检验或在线检验之间的间隔不应超过按腐蚀速率估计容器剩余寿命的一半或器剩余寿命的一半或10年，取其中较低年限。在剩余安全运行寿命估年，取其中较低年限。在剩余安全运行寿命估计低于计低于4年的情况下，检验间隔可以是全部剩余安全运行寿命，但最年的情况下，检验间隔可以是全部剩余安全运行寿命，但最长间隔是长间隔是2年。年。3 3，压力试验压力试验 当授权压力容器检验员确认需要压力试验时，或经过某些修理当授权压力容器检验员确认需要压力试验时，或经过某些修理或改造，检验员认为压力试验必要时或改造，检验员认为压力试验必要时4 4，泄压装置泄压装置 一般工艺装置一般工艺装置的压力泄放装置的试验或检验间隔不应超过的压力泄放装置的试验或检验间隔不应超过5年，年，干净的装置干净的装置最长间隔可以增加到最长间隔可以增加到1010年年设备维护设备维护API 510-06 SY/T6507-2000（参照API 510-97第八版）2011-0657压力容器检验规范:维护检验、定级、修理和改造1，允许在线检压力容器检查（塔、罐、压力容器检查（塔、罐、反应器、换热器和冷凝器）反应器、换热器和冷凝器）1，对象：检验人员，对象：检验人员2，通过检验找出失效原因，通过检验找出失效原因腐蚀与冲蚀、金属成分与组织变化、机械压力、制造错误腐蚀与冲蚀、金属成分与组织变化、机械压力、制造错误3，决定检验周期，决定检验周期4，检验方法与条件、工具，检验方法与条件、工具 各种设备的内外部检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧各种设备的内外部检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧5，修理方法，修理方法6，记录与报告，记录与报告设备维护设备维护API RP 572-09 SY/T6552-2003（参照API RP 572-91）2011-0658压力容器检查（塔、罐、反应器、换热器和冷凝器）1，对象：检管道系统组件检验推荐做法管道系统组件检验推荐做法1，对象：检验员，设备管理人员，对象：检验员，设备管理人员2，通过检验找出失效原因，通过检验找出失效原因确定定点测厚部位、腐蚀与冲蚀、环境开裂、特殊部位、保温层下腐确定定点测厚部位、腐蚀与冲蚀、环境开裂、特殊部位、保温层下腐蚀、土壤腐蚀、疲劳、蠕变、冷冻；蚀、土壤腐蚀、疲劳、蠕变、冷冻；3，决定检验周期，决定检验周期4，检验安全措施，检验安全措施5，检验方法与条件、工具，检验方法与条件、工具 各种部件的检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧各种部件的检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧6，确定报废厚度，确定报废厚度7，记录，记录设备维护设备维护API RP 574-09 SY/T 6635-20052011-0659管道系统组件检验推荐做法1，对象：检验员，设备管理人员设备维管道检验规范管道检验规范:在用管道系统在用管道系统检验、修理、改造和再定级检验、修理、改造和再定级 1，对象：有资格的检验部门、修理部门、工程师与检验员，对象：有资格的检验部门、修理部门、工程师与检验员2，不同失效机理的检验方法，不同失效机理的检验方法3，确定检验周期，确定检验周期4，检验和监测的种类，检验和监测的种类：内外部宏观检验、测厚、管道振动、附加内外部宏观检验、测厚、管道振动、附加检验检验5，测厚点选择与方法，测厚点选择与方法6，压力试验，压力试验7，阀门与法兰检验，阀门与法兰检验8，检验数据的评定、分析和记录检验数据的评定、分析和记录9 9，管道系统的修理、改造和再定级管道系统的修理、改造和再定级10，埋地管道的检验埋地管道的检验 设备维护设备维护API 570-2009 SY/T6553-2003（参照API 570-98第二版）2011-0660管道检验规范:在用管道系统检验、修理、改造和再定级 1，对测厚选点方法（参考API570-SY/T6553-2003SY/T6553-2003)n增加选点的部位增加选点的部位a）发生泄漏事故后对安全和环境造成很大危害的管道；b）预计或经验证明腐蚀速率很高的管道；c）局部腐蚀严重的管道；d）结构上比较复杂的管道，如带有支管、盲管、连接件和 其他类似的附件；e）绝热层下严重腐蚀的管道。2011-0661测厚选点方法（参考API570-SY/T6553-2003)n减少选点的部位减少选点的部位a）发生泄漏事故后对安全和环境危害不大的管道；b）相对无腐蚀的管道；c）长、直的管道。n可不选点的部位可不选点的部位a）在泄漏时，不危险或对环境影响极小的管道；b）经资料或类似工况证实为不腐蚀及腐蚀程度不影响管道安全运行。n特殊工况和局部腐蚀特殊工况和局部腐蚀a）注入点的下游管道和产品分离器的上游管道，如加氢反应器的流出物管道；b）蒸汽冷凝的露点腐蚀，如塔顶冷凝器；2011-0662减少选点的部位2011-0662c）工艺介质携带有不可预测的酸液或碱液进入非合金管道或携带的碱液进入未经焊后热处理的钢制管道。d）加氢流体中铵盐冷凝的位置；e）输送酸性介质管道系统中混合物流动和湍流的区域。f）输送高温且具有腐蚀性的原油（230或是更高温度，含硫量0.5%以上）的异种碳钢连接的管道。注意未经硅镇静的钢制管道比硅镇静的钢制管道的腐蚀速率高，特别在高温高硫的环境下。g）流体淤泥、结晶或结焦等沉积层下腐蚀。h）在催化重整再生系统中输送氯化物的管道。冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用冲蚀是固态或液态的碰撞导致的金属减薄。产生带有方向性的凹槽、圆孔、波纹和凹陷。通常发生在涡流域，冲蚀和腐蚀共同作用腐蚀最强烈；2011-0663c）工艺介质携带有不可预测的酸液或碱液进入非合金管道或携带n冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用注意部位：冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用注意部位：a）控制阀的下游，特别是当发生汽化时；b）孔板的下游；c）泵出口的下游；d）流向改变的位置，如弯头的内侧和外侧；e）管道结构件（如焊缝、温度计插孔和法兰）的下游产生涡流的部位，特别是在对流速非常敏感的系统中，如铵氢硫化物和硫酸系统。对于容易产生局部冲蚀/腐蚀的部位，应当采用适当的无损检测方法进行大面积测量，如超声波扫描、射线照相或涡流检测。2011-0664冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用注意部位：2011-0664n盲管盲管 盲管与相邻管道的腐蚀速率区别较大。检验员应测量所选择盲管的厚度，包括滞流末端和它与相邻管道的连接处。对于高温管道系统，在盲管内部由于对流而产生的局部高温区域易形成腐蚀。n注入点注入点易加剧腐蚀或产生局部腐蚀。推荐的注入点管段上游高度最小为300mm或是管道直径的3倍，选择较大者。推荐的注入点管段下游位置为第二个流动主向改变的部位，或距第一次流动方向改变部位7.6m，选择其中较小者。在有些情况下，将注入点管段延伸到下一个压力容器处可能更合适。2011-0665盲管 2011-0665测厚点2011-0666测厚点2011-0666在产生局部腐蚀的注入点管段上选取测厚点时，应遵从以下原则：a）在注入点管段上选取适当附件作为测厚点；b）选取受注入流体冲击的位置作为测厚点；c）在注入点长直管道上选取中间部位作为测厚点；d）在注入点管段上选取上游和下游的两端位置作为测厚点。检验注入点较好