石油化工设备腐蚀与防护--课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,石油化工设备腐蚀与防护,武汉分公司机动处,2013-08,1,ppt课件,石油化工设备腐蚀与防护武汉分公司机动处1ppt课件,内 容,腐蚀的基本介绍,炼油装置基本腐蚀类型,设备防腐蚀策略应遵循的主要原则,2,ppt课件,内 容腐蚀的基本介绍2ppt课件,腐蚀定义,ISO,标准定义：,金属与环境间的物理,-,化学的相互作用，造成金属性能的改变，导致金属、环境或由其构造的一部分技术体系功能的损坏。,3,ppt课件,腐蚀定义 ISO标准定义：3ppt课件,腐蚀的分类,1.,腐蚀反应机理划分：化学腐蚀和电化学腐蚀；,2.,腐蚀环境划分：大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀、化学介质腐蚀；,3.,腐蚀的形貌划分：均匀腐蚀和局部腐蚀,4.,局部腐蚀的多种形态,电偶腐蚀（双金属腐蚀）,点腐蚀（孔蚀）,晶间腐蚀,缝隙腐蚀,选择性腐蚀,磨损腐蚀,应力腐蚀,腐蚀疲劳,氢损伤（氢脆、氢鼓泡、氢腐蚀）,4,ppt课件,腐蚀的分类1.腐蚀反应机理划分：化学腐蚀和电化学腐蚀；4pp,电化学腐蚀,电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质（电解质溶液）发生电化学作用而产生的破坏。任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应，并通过金属内部的电子流和介质中的离子流形成闭路的原电池。在原电池中电位较负的部位（阳极）就遭受腐蚀，而电位较正的部位（阴极）就得到了保护，因此上述原电池也称腐蚀原电池。,5,ppt课件,电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质,金属的电化学腐蚀就是腐蚀原电池作用的结果。通常可将腐蚀原电池分为微电池和宏电池两种。,微电池是由金属变面许多微小的电极所组成的腐蚀电池，它的成因主要有：,（,1,）金属化学成分的不均匀性；,（,2,）金属金相组织的不均匀性；,（,3,）金属表面膜的不完整性；,（,4,）土壤微结构上的差异。,6,ppt课件,金属的电化学腐蚀就是腐蚀原电池作用的结果,减薄机制,损伤机理与部位,7,ppt课件,减薄机制损伤机理与部位7ppt课件,8,ppt课件,8ppt课件,应力腐蚀开裂,9,ppt课件,应力腐蚀开裂9ppt课件,金相组织改变和环境失效,10,ppt课件,金相组织改变和环境失效10ppt课件,机械失效,11,ppt课件,机械失效11ppt课件,炼油装置面临处境,原料劣质化趋势严重,：随着石油资源的深度开采以及进口高硫、高酸原油的不断增加，原油劣质化趋势日趋明显。一方面，随着国内原油资源的深度开采，原油的密度和酸值不断提高，而且在三次采油过程中加入许多助剂，使得炼油装置的腐蚀加剧。另一方面，随着世界原油供应市场的变化，加工高硫、高酸劣质原油可以获得较好的经济效益，因而中国石化进口劣质原油的量逐年增加。这两方面导致部分装置的腐蚀严重，长周期安全生产面临很大压力。,部分装置原设计不能满足原料劣质化要求。,部分重点装置材质升级不彻底：,有的装置进行了装置适应性改造，但由于技术、费用等方面的限制，设备、管线的材质升级不彻底，仍然存在薄弱环节，对加工劣质原油的适应性差。,装置长周期安全运转的要求,12,ppt课件,炼油装置面临处境原料劣质化趋势严重 ：随着石油资源的深度开,二、炼油装置典型腐蚀类型,13,ppt课件,二、炼油装置典型腐蚀类型13ppt课件,原油中的腐蚀性介质及其对装置的腐蚀性,原油中的腐蚀介质,原油中除存在碳、氢元素外，还存在硫、氮、氧、氯以及重金属和杂质等，正是原油中存在的非碳氢元素在石油加工过程中的高温、高压、催化剂作用下转化为各种各样的腐蚀性介质，并与石油加工过程中加入的化学物质一起形成复杂多变的腐蚀环境。,硫化氢的腐蚀,:,原油中的含硫化合物包括活性硫和非活性硫，在原油加工过程中，非活性硫可向活性硫转变。炼油装置的硫腐蚀贯穿一次和二次加工装置，对装置产生严重的腐蚀，腐蚀类型包括低温湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀、连多硫酸腐蚀、烟气硫酸露点腐蚀等。,环烷酸的腐蚀,:,原油中的部分含氧化合物以环烷酸的形式存在，在原油加工过程中，对常减压等装置高温部位产生严重的腐蚀，因而加工高酸原油的常减压装置应该进行全面材料升级以应对环烷酸的腐蚀问题。,氮化物的腐蚀,:,原油中的含氮化合物经过二次加工装置高温、高压和催化剂的作用后可转化为氨和氰根，在催化裂化、焦化、加氢裂化流出物系统形成氨盐结晶，严重可堵塞设备和管线，而且会引起垢下腐蚀。氰化物还会造成催化裂化吸收、稳定、解吸塔顶及其冷凝冷却系统的均匀腐蚀、氢鼓泡和应力腐蚀开裂。,14,ppt课件,原油中的腐蚀性介质及其对装置的腐蚀性 原油中的腐蚀介质14p,无机盐的腐蚀,:,原油中的无机氯和有机氯经过水解或分解作用，在一次和二次加工装置的低温部位形成盐酸复合腐蚀环境，造成低温部位的严重腐蚀。腐蚀类型包括均匀腐蚀和不锈钢材料的氯离子应力腐蚀开裂。,原油中的重金属化合物在原油加工过程中残存于重油组分中，进入二次加工装置，引起催化剂的失效，严重影响装置的正常运转。原油中的重金属,V,在原油加工过程中会在加热炉炉管外壁形成低熔点化合物，造成合金构件的的熔灰腐蚀。,当原料或原料油含硫大于,0.5%,，酸值大于,0.5mgKOH/g,，氮大于,0.1%,时，在加工过程中会造成设备及其工艺管道较为严重的腐蚀。,15,ppt课件,无机盐的腐蚀:原油中的无机氯和有机氯经过水解或分解作用，在一,1,、,高温硫腐蚀,高温硫化物的腐蚀环境是指,240,以上的重油部位硫、硫化氢和硫醇形成的腐蚀环境。典型的高温硫化物腐蚀环境存在于蒸馏装置常、减压塔的下部及塔底管线，常压重油和减压渣油换热器等；流化催化裂化装置主分馏塔的下部，延迟焦化装置主分馏塔的下部及其管线等。在这些高温硫化物的腐蚀环境部位。在加氢裂化和加氢精制等临氢装置中，由于氢气的存在加速,H2S,的腐蚀，在,240,以上形成高温,H2S+H2,腐蚀环境，典型例子是加氢裂化装置的反应器、加氢脱硫装置的反应器以及催化重整装置原料精制部分的石脑油加氢精制反应器等。,16,ppt课件,高温硫腐蚀机理,在高温条件下，活性硫与金属直接反应，它出现在与物流接触的各个部位，表现为均匀腐蚀，其中硫化氢的腐蚀性很强。化学反应如下：,H2S+Fe,FeS+H S+Fe,FeS RSH+Fe,FeS+,不饱和烃,高温硫腐蚀速度的大小，取决于原油中活性硫的多少，但是与总硫量也有关系。,17,ppt课件,高温硫腐蚀机理17ppt课件,高温硫影响因素,温度的影响,当温度升高时，一方面促进活性硫化物与金属的化学反应，同时又促进非活性硫的分解。,温度低于,120,时，非活性硫化物未分解，在无水情况下，对设备无腐蚀。但当含水时，则形成炼油厂各装置低温轻油部位的腐蚀，特别是在相变部位（或露点部位）造成严重的腐蚀。,温度在,120-240,之间时，原油中活性硫化物未分解。,温度在,240-340,之间时，硫化物开始分解，生成硫化氢，对设备也开始产生腐蚀，并且随着温度的升高腐蚀加剧。,温度在,340-400,之间时，硫化氢开始分解为,H2,和,S,，,S,与,Fe,反应生成,FeS,保护膜，具有阻止进一步腐蚀的作用。但在有酸存在时（如环烷酸），,FeS,保护膜被破坏，使腐蚀进一步发生。,温度在,426-430,之间时，高温硫腐蚀最为严重。,温度大于,480,时，硫化氢几乎完全分解，腐蚀性开始下降。,高温硫腐蚀，开始时速度很快，一定时间后腐蚀速度会恒定下来，这是因为生成了硫化铁保护膜的缘故。而介质的流速越高，保护膜就容易脱落，腐蚀将重新开始。,18,ppt课件,高温硫影响因素 温度的影响18ppt课件,环烷酸的影响,环烷酸形成可溶性的腐蚀产物，腐蚀形态为带锐角边的蚀坑和蚀槽，物流的流速对腐蚀影响更大，环烷酸的腐蚀部位都是在流速高的地方，流速增加，腐蚀率也增加。而硫化氢的腐蚀产物是不溶于油的，多为均匀腐蚀，随温度的升高而加重。当两者的腐蚀作用同时进行，若含硫量低于某一临界值，其腐蚀情况加重。亦即环烷酸破坏了硫化氢腐蚀产物，生成可溶于油的环烷酸铁和硫化氢，使腐蚀继续进行。若硫含量高于临界值时，硫化氢在金属表面生成稳定的,FeS,保护膜，则减缓了环烷酸的腐蚀作用。也就是我们平常所说的，低硫高酸比高硫高酸腐蚀还严重。,19,ppt课件,环烷酸的影响19ppt课件,高温硫腐蚀主要采用材料防腐，炼油装置塔体高温部位可选用碳钢,+0Cr13,或,0Cr13Al,之类的铁素体不锈钢复合板。,0Cr13,有较好的耐蚀性，且膨胀系数与碳钢相近，易于制造复合板。,塔内件则可选用,0Cr13,、碳钢渗铝等，换热器的管束可选用碳钢渗铝和,0Cr18Ni9Ti,。,塔体材料也可选择碳钢,+0Cr18Ni10Ti,复合板，其耐硫腐蚀和环烷酸腐蚀性要优于,0Cr13,或,0Cr13Al,，且加工性好。管线使用,Cr5Mo,防腐是适宜的，对硫腐蚀严重部位可选用,321,，对于转油线弯头等冲刷腐蚀严重的部位，可选用,316L,。,20,ppt课件,高温硫腐蚀主要采用材料防腐，炼油装置塔体高温部位可选用碳钢+,催化分馏塔的,E201,管束变形照片,21,ppt课件,催化分馏塔进料段塔壁腐蚀减薄照片,22,ppt课件,22ppt课件,焦化装置加热炉辐射室弯头局部腐蚀穿孔,某炼油厂加工高硫高酸原油，,2005,年,04,月发现焦化装置加热炉辐射室弯头局部腐蚀穿孔，炉管材质为,Cr5Mo,，介质为减压渣油。腐蚀原因分析为高温硫腐蚀,+,冲蚀。温度高，原料硫含量高造成高温硫腐蚀，处理量逐年上升，导致管内流体线速度增加，冲蚀严重。,焦化装置加热炉辐射室弯头腐蚀形貌,措施：,（,1,）弯头贴补板。,（,2,）检修更换弯头。,（,3,）加强管线超声波测厚。,23,ppt课件,焦化装置加热炉辐射室弯头局部腐蚀穿孔23ppt课件,硫磺回收装反应炉燃烧器的腐蚀,某炼厂硫磺回收反应炉燃烧器腐蚀图，中间的瓦斯烧嘴的腐蚀产物已将气孔堵死，剩余厚度最小为,12mm,（原设计为,31.5mm,），外壁上积有约,5mm,厚的黑色垢层，瓦斯烧嘴气孔被带有一定金属光泽的黑色熔融物堵塞，酸性气烧嘴叶片最薄处只剩,1.8mm,。腐蚀形态为典型的高温硫腐蚀。,反应炉燃烧器的腐蚀形貌,24,ppt课件,硫磺回收装反应炉燃烧器的腐蚀24ppt课件,二、低温硫腐蚀,原油中存在的硫以及有机硫化物在不同条件下逐步分解生成的,H2S,等低分子的活性硫，与原油加工过程中生成的腐蚀性介质（如,HCl,、,NH3,、,CO2,等）和人为加入的腐蚀性介质（如乙醇胺、糠醛、水等）共同形成腐蚀性环境，在装置的低温部位（特别是气液相变部位）造成严重的腐蚀。典型的有蒸馏装置常、减压塔顶的,HCl+H2S+H2O,腐蚀环境；催化裂化装置分馏塔顶的,HCN+H2S+H2O,腐蚀环境；加氢裂化和加氢精制装置流出物空冷器的,H2S+NH3+H2O,腐蚀环境；干气脱硫装置再生塔、气体吸收塔的,RNH2(,乙醇胺,)+CO2+H2S+H2O,腐蚀环境等。,25,ppt课件,HCl-H,2,S-H,2,O,的腐蚀与防护,HCl-H,2,S-H,2,O,的腐蚀部位与形态,主要存在于常减压蒸馏装置塔顶及其冷凝冷却系统、温度低于,120,的部位，如常压塔、初馏塔、减压塔顶部塔体、塔盘或填料、塔顶冷凝冷却系统。一般气相部位腐蚀较轻，液相部位腐蚀较重，气液相变部位即露点部位最为严重。,防护措施及材料选用,腐蚀影响因素碳钢表现为均匀腐蚀，,0Cr13,表现为点蚀，奥氏体不锈钢表现为氯化物应力腐蚀开裂，双相不锈钢和钛材具有优异的耐腐蚀性能，但价格昂贵。在加强“一脱三注”工艺防腐的基础上，制造的换热器、空冷器在保证施工质量的前提下，采用碳钢,+,涂料防腐的方案也可保证装置的长周期安全运转。,26,ppt课件,HCl-H2S-H2O的腐蚀与防护HCl-H2S-H2O的腐,2,盐酸（,HCl+H,2,O,）的腐蚀环境及设计选材,气体氯化氢一般没有腐蚀性，但是遇水形成盐酸（,HCl+H,2,O,）后腐蚀性就变得很强。盐酸在很大浓度范围内对碳钢和低合金钢会引发全面腐蚀和局部腐蚀，对铁素体或马氏体不锈钢主要是局部腐蚀（点蚀或坑蚀），对奥氏体不锈钢则产生氯离子应力腐蚀开裂。,盐酸腐蚀的严重程度随着盐酸浓度和温度的增加而增加。,工艺装置中盐酸的腐蚀破坏通常伴随着露点腐蚀。含有水蒸汽和氯化氢的油气在塔顶及塔顶冷凝冷却系统中冷凝时，初凝的液相水中腐蚀介质发生浓缩现象，产生较大的酸性（低,PH,值），加快了腐蚀速率。,27,ppt课件,2 盐酸（HCl+H2O）的腐蚀环境及设计选材27pp,防止盐酸的腐蚀破坏应以工艺防腐为主，材料防腐为辅，并加强腐蚀检测。,双相不锈钢、镍基合金和钛材有很好的耐盐酸全面（局部）腐蚀和应力腐蚀开裂的性能。,当硫化氢、氯化氢和水共同存在（即,H2S+HCl+H2O,腐蚀环境）时，除盐酸的腐蚀破坏外，对碳钢或低合金钢也可能伴随湿硫化氢应力腐蚀开裂（,SSC,）、氢诱导开裂（,HIC,）和应力导向氢诱导开裂（,SOHIC,）的发生。当介质中氯化氢含量较高而硫化氢含量较低时，以盐酸的腐蚀破坏为主；当介质中硫化氢含量较高而氯化氢含量较低时，其腐蚀机理基本上同湿硫化氢腐蚀环境，,28,ppt课件,防止盐酸的腐蚀破坏应以工艺防腐为主，材料防腐为辅，并加强,2,常压,E-1001A,出口露点腐蚀照片,29,ppt课件,2常压E-1001A出口露点腐蚀照片29ppt课件,常顶空冷器腐蚀泄漏,30,ppt课件,常顶空冷器腐蚀泄漏30ppt课件,HCL-H2S-H2O-,腐蚀案例,腐蚀主要发生在常、减压塔碳钢内构件，腐蚀形态为高温段（,300,）的均匀减薄，低温段（,120,）的减薄和坑蚀。,蒸馏装置,2000,年底大修检查发现常、减压塔碳钢内件腐蚀较重。常压塔,7-26,、,43-48,层塔盘支梁减薄近一半，部分受液盘穿孔。,主要原因是碳钢受高温硫腐蚀和低温,H2O+HCL+H2S,腐蚀。,31,ppt课件,HCL-H2S-H2O-腐蚀案例腐,HCL-H2S-H2O-,腐蚀案例,常压塔顶部油气抽出管焊缝开裂。,常压塔上部,5,层塔盘和条阀严重开裂，有部分条阀失落。,主要原因是低温,H2O+HCL+H2S,腐蚀。,32,ppt课件,HCL-H2S-H2O-腐蚀案例常压塔顶,HCL-H2S-H2O-,腐蚀案例,常压塔顶塔盘材质为,1Cr18Ni9Ti,，使用,1,年多后阀孔直径由,39mm,增大到,41mm,42mm,，,1Cr18Ni9Ti,浮阀由,32g,失重至,20.124.5g,，表面布满坑点，浮阀小腿二次弯曲处出现应力腐蚀断裂。断裂处为氯化物应力腐蚀破裂之穿晶裂纹。,33,ppt课件,HCL-H2S-H2O-腐蚀案例常压塔顶塔盘材质为1,HCL-H2S-H2O-,腐蚀案例,常顶冷却器,18-8,管束,2000,年共,10,台脆断，属于氯脆。,34,ppt课件,HCL-H2S-H2O-腐蚀案例常顶冷却器18-8管,塔顶,HCl+H2S+H2O,腐蚀穿孔,在“三顶”,HCl+H2S+H2O,腐蚀环境中的设备选材主要为碳钢，这主要是考虑,HCl+H2S+H2O,腐蚀环境的,Cl-,易引起奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂。在目前的新装置设计中大量用到双相不锈钢和钛材。国内某炼厂加工低硫低酸原油，,1000Mt/a,常减压装置开工,15,天后，常顶板式,Ti,材干空冷器碳钢回弯管出现腐蚀穿孔，采取包覆处理。,空冷器碳钢回弯管腐蚀形貌,35,ppt课件,塔顶HCl+H2S+H2O腐蚀穿孔在“三顶”HCl+H2S,分析原因主要存在以下方面：,（,1,）电脱盐运行不正常造成塔顶,HCl+H2S+H2O,腐蚀环境中,HCl,含量升高，冷凝生成盐酸。,（,2,）塔顶注水量偏少，造成初凝区发生漂移至回弯管附近，造成回弯管的露点腐蚀。,（,3,）钛材与碳钢接触产生电偶腐蚀。,（,4,）常顶板式,Ti,材干空冷器存在腐蚀的薄弱环节，在,HCl+H2S+H2O,腐蚀环境中易被腐蚀。,36,ppt课件,分析原因主要存在以下方面：36ppt课件,加氢裂化装置高压换热器失效,某炼油厂加氢裂化装置高压换热器,1992,年,06,月失效，不锈钢,U,形管下部腐蚀严重，一根列管,2,处泄漏。材质为,1Cr18Ni9Ti,，腐蚀性介质含量为硫离子,5.7%,；氯离子,0.182%,。腐蚀原因为大量不均匀沉积的油焦在管束外壁导致溃疡性腐蚀坑，在氯离子的作用下，在坑底诱发应力腐蚀。,加氢裂化装置高压换热器管束外壁腐蚀形貌,措施：,（,1,）原料中严格控制氯离子含量。,（,2,）定期清除油焦层。,37,ppt课件,加氢裂化装置高压换热器失效37ppt课件,H,2,S-H,2,O,的腐蚀与防护,湿硫化氢（,H,2,S+H,2,O,）腐蚀破坏型式,在湿硫化氢（,H,2,S+H,2,O,）腐蚀环境下工作的设备或管道可能出现的腐蚀破坏型式主要有氢鼓包,(HB),、氢诱导开裂（,HIC,）、应力导向氢诱导开裂（,SOHIC,）及湿硫化氢应力腐蚀开裂（,SSC,）。,38,ppt课件,H2S-H2O的腐蚀与防护38ppt课件,湿硫化氢一般腐蚀环境,当设备或管道的工作环境符合下列其中任何一条时称为湿硫化氢一般腐蚀环境，除有可能产生湿硫化氢应力腐蚀开裂（,SSC,）外，还可能存在氢鼓包、氢诱导开裂（,HIC,）或应力导向氢诱导开裂（,SOHIC,）：,a,）液相游离水中的,PH,5.5,或,PH,7.5,，且,H2S,在液相游 离水中的质量浓度,50ppm,；,b,）液相游离水中的,PH,值在,5.5,7.5,之间，且,H,2,S,在游离水中的质量浓度,10000ppm,；,c,）,H,2,S,在气相中的分压,0.0003MPa,，且在液相游离水中存在,H,2,S,以及,PH,4,。,39,ppt课件,湿硫化氢一般腐蚀环境39ppt课件,湿硫化氢严重腐蚀环境,当设备或管道的工作环境符合下列其中任何一条时称为湿硫化氢严重腐蚀环境，表现出严重的氢鼓包、氢诱导开裂（,HIC,）、应力导向氢诱导开裂（,SOHIC,）或湿硫化氢应力腐蚀开裂（,SSC,）倾向。,a,）液相游离水中的,PH,5.5,，且,H,2,S,在液相游离水中的质量浓度,1000ppm,；,b,）液相游离水中的,PH,7.6,8.3,，且,H,2,S,在液相游离水中的质量浓度,2000ppm,，以及,HCN,在液相游离水中的质量浓度,20ppm,；,c,）液相游离水中的,PH,值在,8.3,9.0,之间，且,H,2,S,在液相游离水中的质量浓度,10000ppm,，或质量浓度,1000ppm,（液相游离水中存在,HCN,）；,40,ppt课件,湿硫化氢严重腐蚀环境40ppt课件,d,）液相游离水中的,PH,9.0,，且,H,2,S,在液相游离水中的质量浓度,10000ppm,；,e,）,H,2,S,在气相中的分压,0.0003MPa,，且在液相游离水中的质量浓度,2000ppm,以及,PH,4,。,关于湿硫化氢腐蚀环境下材料选择注意的要求,所使用的材料应是镇静钢；,材料的使用状态应是热轧（仅对低碳钢）、退火、正火、正火,+,回火或调质状态；,热加工成形的低合金钢,(CrMo,钢,),设备和管道元件，热成形后应进行,恢复性能热处理,，且其硬度不应大于,HB220,；,冷成形加工的碳素钢或低合金钢制设备或管道元件，当冷变形量大于,5,时成形后应进行消除应力热处理，且其硬度应不大于,HB200(,碳素钢,),和,HB220(,低合金钢,),。但对于碳素钢制管道元件，当冷变形量不大于,15,且硬度不大于,HB185,时可不进行消除应力热处理；,41,ppt课件,d）液相游离水中的PH 9.0，且H2S在液相游离水中的,原则上设备或管道焊后应进行消除应力热处理，热处理温度应按标准要求取上限。热处理后碳素钢或碳锰钢焊接接头的硬度应不大于,HB200,，其它低合金钢母材和焊接接头的硬度应不大于,HB220,。无法进行焊后热处理的焊接接头应采用保证硬度不大于,HB185,的焊接工艺施焊（仅限于碳素钢）。,C.S,抗氢致开裂钢 复合材料及涂层等,42,ppt课件,42ppt课件,腐蚀案例,汽提塔顶回流罐（容,104,）器壁,97,年查出,60,多个鼓泡，该容器报废更新。容器材质为,A3F,沸腾钢，钢的纯净度不够，钢内夹杂物多，在湿硫化氢环境下，形成氢鼓泡失效（,HB,）。,43,ppt课件,腐蚀案例汽提塔顶回流罐（容104）器壁97年查出60多个鼓泡,腐蚀案例,渣油加氢,冷高分底（,D102,）排污水管线大小头开裂。,2001,年,3,月,7,日发现开裂，高压水和,H2S,喷出。由于发现用时，未发生次生恶性事故。实际运行一年零三个月，材质为,A234/A234M-910 WPB,，碳钢锻件，运行介质为,H2S+NH3+H2O,，其中,H2S,含量,34284PPm,，,NH3,含量为,19599PPm,，温度为,45,度，压力为,15.6MPa.,1,、大小头开裂属于,H2S,应力腐蚀开裂；（,SSCC,）,2,、,SSCC,裂纹起源于大小头凹陷处，此处由于存在涡流产生细小腐蚀坑点，并向外壁抗展。,3,、大小头材料为较高纯度的碳钢（,S=0.003%,P=0.004%),硬度也低于,HB235,，但仍不能防止在这种苛刻条件下发生,SSCC,。应采用更高纯度的搞,HIC,钢。,44,ppt课件,腐蚀案例 渣油加氢44ppt课件,腐蚀案例,2#,瓦斯压缩机气阀阀座与升程限制器连接螺栓断裂。,螺栓的设计材质为,3Cr13,，硬度要求,HB280-320,。断裂固定螺栓含,Cr,量,5.967%,，硬度高达,HRC58.6,（相当于,HV676,）。在应力集中的螺纹尾部产生应力腐蚀断裂,45,ppt课件,腐蚀案例2#瓦斯压缩机气阀阀座与升程限制器连接螺栓断裂。45,含硫污水换热器应力腐蚀开裂,某炼油厂加工高硫高酸原油，,2004,年,9,月发现含硫污水换热器管束停工腐蚀开裂，管束材质为,18-8,，管束布满穿透性裂纹，原因分析为氯离子开裂。,含硫污水换热器管束腐蚀形貌,46,ppt课件,含硫污水换热器应力腐蚀开裂46ppt课件,污水换热器管程接管焊缝应力腐蚀开裂,国内某厂酸性水汽提装置污水换热器管程接管焊缝发生应力腐蚀开裂。在不能停工进行彻底处理的情况下，进行了打磨、补焊、贴板补强处理。,污水换热器管程接管焊缝应力腐蚀开裂,措施：,（,1,）采用碳素钢或强度较低的合金钢制造设备。,（,2,）设备制造完毕后，进行整体消除应力热处理或管线焊缝的热处理。保证焊缝和热影响区的硬度不大于,HB200,。,47,ppt课件,污水换热器管程接管焊缝应力腐蚀开裂47ppt课件,酸性水储罐顶腐蚀穿孔,酸性水储罐顶腐蚀穿孔,措施：,（,1,）采用镇静钢制造储罐，设计时考虑,2mm,的腐蚀裕度。,（,2,）储罐内壁和顶部内壁实施牺牲阳极保护,+,涂装环氧玻璃鳞片涂料或实施环氧玻璃钢衬里（壁板可同时实施牺牲阳极保护）。,48,ppt课件,酸性水储罐顶腐蚀穿孔48ppt课件,上海石化芳烃装置,EA303,由于介质含有,HCl+H2O,，造成了壳程封头、筒体的坑蚀。,49,ppt课件,上海石化芳烃装置EA303由于介质含有HCl+H2,HCN-H,2,S-H,2,O,的腐蚀与防护,腐蚀环境形成,催化原料油中的硫和硫化物在催化裂化反应条件下反应生成,H2S,，造成催化富气中,H2S,浓度很高。原料油中的氮化物在催化裂化反应条件下约有,10-15%,转化成,NH4+,，有,1-2%,则转化成,HCN,。在吸收稳定系统的温度（,40-50,）和水存在条件下，从而形成了,HCN+H2S+H2O,型腐蚀环境。,腐蚀反应,由于,HCN+H2S+H2O,型腐蚀环境中,CN-,的存在使得湿硫化氢腐蚀环境变得复杂，它是腐蚀加剧的催化剂。对于均匀腐蚀，一般来说,H2S,和铁生成,FeS,在,pH,值大于,6,时能覆盖在钢表面形成致密的保护膜，但是由于,CN-,能使,FeS,保护膜溶解生成络合离子,Fe(CN)64-,，加速了腐蚀反应的进行；对于氢鼓包，由于碳钢和低合金钢在,Fe(CN)64-,存在条件下，可以大大加剧原子氢的渗透，它阻碍原子氢结合成分子氢，使溶液中保持较高的原子氢浓度，使氢鼓包的发生率大大提高；对于硫化物应力腐蚀开裂，当介质的,pH,值大于,7,呈碱性时，开裂较难发生，但当有,CN-,存在时，系统的应力腐蚀敏感性大大提高。,50,ppt课件,HCN-H2S-H2O的腐蚀与防护腐蚀环境形成50ppt课件,防护措施及材料选用,催化裂化装置的吸收稳定系统的耐蚀选材，由于系统中湿硫化氢环境的存在，而且,CN-,存在时可大大提高应力腐蚀开裂敏感性，因此目前吸收稳定系统的设备以碳钢为主，要注意焊后热处理，塔体也有用,0Cr13,复合钢板。在催化裂化吸收稳定系统加注一定量的咪唑啉类缓蚀剂，能取得较好的防腐效果。,51,ppt课件,防护措施及材料选用51ppt课件,催化分馏塔顶油气换热器附着物照片,52,ppt课件,催化分馏塔顶油气换热器附着物照片52ppt课件,催化分馏塔塔盘腐蚀,油气分配盘腐蚀减薄严重，锤击穿孔，整层焊缝腐蚀，抽出斗大面积腐蚀穿孔，腐蚀,27,、,28,层塔盘腐蚀减薄严重，受液盘腐蚀穿孔，,29,、,30,层有较明显腐蚀现象。分析原因是：,NH4CL,和,NH4HS,的垢下腐蚀。采取措施：更换材料为,321,不锈钢。,分馏塔,27,28,层塔盘腐蚀,53,ppt课件,催化分馏塔塔盘腐蚀53ppt课件,催化,L-301,冷却器氢鼓泡开裂照片,54,ppt课件,催化L-301冷却器氢鼓泡开裂照片54ppt课件,后冷器壳体的氢鼓泡,齐鲁公司炼油厂催化稳定吸收解吸气后冷器壳体的腐蚀。该冷凝器使用不到一年便出现了氢鼓泡及开裂。材质为,16Mn,，气体入口温度,45,，出口,40,，压力,1MPa,，介质含,H2S 6%,，,CN-0.1%,及少量水。,原因：工作环境为,H2S,，,CN-,及少量水，出现湿,H2S,腐蚀。腐蚀产生氢导致材料表面的氢鼓泡。,冷凝器壳体内部密布的氢鼓泡,55,ppt课件,后冷器壳体的氢鼓泡55ppt课件,催化空冷器入口管箱照片 空冷器入口管内壁腐蚀照片,56,ppt课件,催化空冷器入口管箱照片,CO,2,-H,2,S-H,2,O,的腐蚀与防护,该腐蚀环境存在于气体脱硫装置的溶剂再生塔顶及其冷凝冷却系统，温度为,40-60,酸性气体部位。其腐蚀主要是酸性气中,CO2,、,H2O,遇水造成的低温腐蚀。,在该腐蚀环境中，碳钢为均匀腐蚀、氢鼓泡、焊缝应力腐蚀开裂。奥氏体不锈钢焊缝会出现应力腐蚀开裂。,CO2+H2S+H2O,腐蚀环境采取的防腐措施以材料为主。溶剂再生塔顶内构件采用,0Cr18Ni9Ti,，塔顶筒体用碳钢,+321,复合板。塔顶冷却器壳体用碳钢，管束用,0Cr18Ni9Ti,。酸性气分液罐用碳钢或碳钢,+0Cr13Al,。,57,ppt课件,CO2-H2S-H2O的腐蚀与防护 该腐蚀环境存在于气体脱硫,某厂制氢装置投用,3,个月后变换系统的碳钢管线就发生爆炸事故，本次爆炸的部位是一段弯头，弯头被撕开（图,1,），弯头公称直径,400mm,，壁厚,9.5mm,。管内工艺温度,180-184,，压力,2.6-2.7MPa,，工艺介质：水蒸气、氢气、二氧化碳、甲烷、一氧化碳。干气分析各组分含量是：氢气,74%,、二氧化碳,20-22%,、甲烷,4%,、一氧化碳约,0.3%,。,弯头爆口形貌图,12-3,弯头撕开片厚度分布图,12-4,弯头撕开片上的凹坑经检查，弯头外侧壁厚度有明显的减薄，腐蚀速度高达,29mm/a,，同时减薄部位有明显的汽蚀凹坑形貌。其腐蚀原因主要是工艺温度低于水的饱和蒸汽压，形成含,CO2,的酸性物质的汽液两相流对碳钢冲刷腐蚀的结果。,58,ppt课件,某厂制氢装置投用3个月后变换系统的碳钢管线就发生爆炸事故，本,RNH,2,-CO,2,-H,2,S-H,2,O,的腐蚀与防护,腐蚀部位发生在干气及液化石油气脱硫的再生塔底部系统及富液管线系统（温度高于,90,，压力约,0.2MPa,）。腐蚀形态为在碱性介质下，由,CO2,及胺引起的应力腐蚀开裂和均匀减薄。均匀腐蚀主要是,CO2,引起的，应力腐蚀开裂是由胺、二氧化碳、硫化氢和设备所受的应力引起的。,MEA,溶液的装置的所有碳钢设备和管道要进行消除应力处理；,DEA,装置碳钢金属温度大于,60,和,MDEA,装置碳钢金属温度大于,82,要消除应力处理。确保热处理后的焊缝硬度（,HB200,），防止碱性条件下由胺盐引起的应力腐蚀开裂。,59,ppt课件,RNH2-CO2-H2S-H2O的腐蚀与防护腐蚀部位发生在干,溶剂再生塔内腐蚀,60,ppt课件,溶剂再生塔内腐蚀 60ppt课件,61,ppt课件,61ppt课件,T-402,富液出口管线减薄照片 富液管线测厚示意图,T-402,富液出口管线测厚数据表,62,ppt课件,T-402富液出口管线减薄照片,再生塔底重沸器碳钢壳体腐蚀减薄,国内某炼厂处理延迟焦化和重油催化的干气和液化气脱硫，重沸器壳体贫液出口多次腐蚀减薄穿孔，后更换为不锈钢复合钢板壳体。,重沸器壳体贫液出口端的腐蚀形貌,腐蚀的部位位于重沸器液相返再生塔侧，是由系统中累积的热稳态盐和胺降解产物引起的腐蚀，腐蚀的形态是壳体的均匀减薄，建议的防腐措施：,（,1,）增上脱热稳态盐设施。,（,2,）管线进行热处理，溶剂的配制及溶剂系统的补水均采用除氧水，溶剂缓冲罐设氮气保护系统，以避免溶剂氧化变质。,（,3,）壳体采用,304,不锈钢复合钢板。,63,ppt课件,再生塔底重沸器碳钢壳体腐蚀减薄63ppt课件,贫富液换热器贫液入口处腐蚀,国内某炼厂处理延迟焦化和重油催化的干气和液化气脱硫，其贫富液换热器贫液入口处防冲板被腐蚀至脱落，导致入口处管线被冲刷腐蚀至多根管子断裂。折流板和管子的孔间隙明显扩大，这也是由于贫液中的热稳态盐引起的均匀腐蚀。,贫富液换热器贫液入口处的腐蚀形貌,防腐措施：,（,1,）增上脱热稳态盐设施。,（,2,）管线进行热处理，溶剂的配制及溶剂系统的补水均采用除氧水，溶剂缓冲罐设有氮气保护系统，以避免溶剂氧化变质。,（,3,）可考虑采用,304,不锈钢管束，,304,不锈钢复合钢板壳体。,64,ppt课件,贫富液换热器贫液入口处腐蚀64ppt课件,贫富液换热器富液侧的腐蚀,国内某炼厂处理柴油加氢装置来的干气脱硫，其贫富液换热器腐蚀发生在富液的出口端，表现为管束出口处的冲刷腐蚀减薄，腐蚀的原因是由酸性气负荷增大后随温度升高富液中的硫化氢提前在出口端解吸出来而造成的冲刷腐蚀。当系统中的酸性气负荷增大后还会造成酸性气管线的直管和弯头由于冲刷腐蚀而减薄。,贫富液换热器富液的出口端的腐蚀形貌,防腐措施：,（,1,）系统不能超负荷，控制富液中酸性气负荷，提高胺液循环量，控制换热器富液的出口温度，并进行热处理。,（,2,）可考虑采用,304,不锈钢管束。,65,ppt课件,贫富液换热器富液侧的腐蚀65ppt课件,再生塔底重沸器,国内某炼厂处理延迟焦化和重油催化的干气和液化气脱硫，再生塔底重沸器的管束外表面均匀减薄，有的地方呈现大的腐蚀凹坑。这是由,RNH2+H2S+H2O,引起的腐蚀。,再生塔底重沸器的管束外表面的腐蚀形貌,防腐措施：,（,1,）增上脱热稳态盐设施，管线进行热处理溶剂的配制及溶剂系统的补水均采用除氧水。溶剂缓冲罐设有氮气保护系统，以避免溶剂氧化变质。,（,2,）可考虑采用,304,不锈钢管束，壳体采用,304,不锈钢复合钢板。,66,ppt课件,再生塔底重沸器66ppt课件,NH4Cl+NH4HS,结垢腐蚀,加氢装置高压空冷器,NH4Cl+NH4HS,腐蚀环境主要存在于加氢精制加氢裂化装置中反应流出物空冷器中，由于,NH4Cl,在加氢装置高压空冷器中的结晶温度约为,210,，而,NH4HS,在加氢装置高压空冷器中的结晶温度约为,121,，在一般加氢装置高压空冷器的进口温度和出口温度的范围内，因此在加氢装置高压空冷器中极易形成,NH4Cl,和,NH4HS,结晶析出，在空冷器流速低的部位由于,NH4Cl,和,NH4HS,结垢浓缩，造成电化学垢下腐蚀，形成蚀坑，最终形成穿孔。,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=H2SNH3,（干态）,其中：,Kp,物流的腐蚀系数,H2S,物流中硫化氢的浓度，,mol%,NH3,物流中,NH3,的浓度，,mol%,Kp0.5%,：当流速低于,1.5-3.05m/s,或流速高于,7.62m/s,时，选用,825,或,2205,双相钢。,67,ppt课件,NH4Cl+NH4HS结垢腐蚀 加氢装置高压空冷器NH4Cl,在加氢装置运行期间应加强高压空冷器物料中,H2S,、,NH3,和流速的监测，通过,Kp,预测高压空冷器的结垢和腐蚀情况。由于,NH4Cl,和,NH4HS,均易溶于水，因此增加注水量能有效地抑制,NH4Cl,和,NH4HS,结垢，在注水的过程中应注意注入水在加氢装置高压空冷器中的分配，避免造成流速滞缓的区域。在加氢装置高压空冷器注水点处加入水溶性缓蚀剂，缓蚀剂能有效吸附到金属表面，形成防护膜，从而起到较好的防护作用。再者可以考虑加入部分,NH4HS,结垢抑制剂，能优先与氯化物和硫化物生成盐类，这种盐结晶温度高于,200,，并且极易溶于水中，能有效抑制,NH4Cl,和,NH4HS,结垢，从而达到减缓腐蚀的作用。,68,ppt课件,在加氢装置运行期间应加强高压空冷器物料,加氢裂化装置高压器空冷管束腐蚀,原因：操作条件恶劣，注水不够，管内结垢引起流动状态不均匀，局部冲刷腐蚀。,建议措施：进行流速核算，根据核算结果调整注水量。,69,ppt课件,加氢裂化装置高压器空冷管束腐蚀69ppt课件,中压加氢裂化装置高压空冷器泄漏。,原因：入口端配管分配不均匀，钛衬管不耐腐蚀。,建议措施：,（,1,）对出入口集合管进行改造，使之完全对称；,（,2,）改用,316L,衬管，并与换热管贴紧。,70,ppt课件,中压加氢裂化装置高压空冷器泄漏。70ppt课件,加氢裂化装置蒸汽发生器氯离子应力腐蚀开裂，材质为,316L,措施：管束材质改用,825,合金。,71,ppt课件,加氢裂化装置蒸汽发生器氯离子应力腐蚀开裂，材质为316L 7,S-H,2,S-RCOOH,的腐蚀与防护,环烷酸腐蚀机理,环烷酸在石油炼制过程中，随原油一起被加热、蒸馏，并随与之沸点相同的油品冷凝，且溶于其中，从而造成该馏分对设备材料的腐蚀。,目前，大多数学者认为，环烷酸腐蚀的反应机理如下：,2RCOOH+Fe,Fe,（,RCOO,）,2+H2,环烷酸腐蚀形成的环烷酸铁是油溶性的，再加上介质的流动，故环烷酸腐蚀的金属表面清洁、光滑无垢。在原油的高温高流速区域，环烷酸腐蚀呈顺流向产生的锐缘的流线沟槽，在低流速区域，则呈边缘锐利的凹坑状。,72,ppt课件,S-H2S-RCOOH的腐蚀与防护环烷酸腐蚀机理72ppt课,影响环烷酸腐蚀的因素,酸值的影响,原油和馏分油的酸值是衡量环烷酸腐蚀的重要因素。经验表明，在一定温度范围内，腐蚀速率和酸值的关系中，存在一临界酸值，高于此值，腐蚀速率明显加快。一般认为原油的酸值达到,0.5mgKOH/g,时，就可引起蒸馏装置某些高温部位发生环烷酸腐蚀。,由于在原油蒸馏过程中，酸的组分是和它相同的沸点的油类共存的，因此，只有馏分油的酸值才真正决定环烷酸腐蚀速率。在常压条件下，馏分油的最高酸值浓度在,371-426,至,TBP,范围内。在减压条件下，原油沸点降低了,111-166,，所以，减压塔中馏分油的最高酸值应出现在,260,的温度范围内。,酸值升高，腐蚀速率增加。在,235,时，酸值提高一倍，碳钢、,7Cr-1/2Mo,钢、,9Cr-1Mo,钢的腐蚀速率约增加,2.5,倍，而,410,不锈钢的腐蚀速率提高近,4.6,倍。,73,ppt课件,影响环烷酸腐蚀的因素73ppt课件,温度的影响,环烷酸腐蚀的温度范围大致在,230-400,。有些文献认为：环烷酸腐蚀有两个峰值，第一个高峰出现在,270-280,，当温度高于,280,时，腐蚀速率开始下降，但当温度达到,350-400,时，出现第二个高峰。,流速、流态的影响,流速在环烷酸腐蚀中是一个很关键的因素。在高流速条件下，甚至酸值低至,0.3mgKOH/g,的油液也比低流速条件下，酸值高达,1.5-1.8mgKOH/g,的油液具有更高的腐蚀性。现场经验中，凡是有阻碍液体流动从而引起流态变化的地方，如弯头、泵壳、热电偶套管插入处等，环烷酸腐蚀特别严重。,硫含量的影响,油气中硫含量的多少也影响环烷酸腐蚀，硫化物在高温下会释放出,H2S,，,H2S,与钢铁反应生成硫化亚铁，覆盖在金属表面形成保护膜，这层保护膜不能完全阻止环烷酸的作用，但它的存在显然减缓了环烷酸的腐蚀。,74,ppt课件,温度的影响74ppt课件,环烷酸腐蚀的控制措施,混炼,原油的酸值可以通过混合加以降低，如果将高酸值和低酸值的原油混合到酸值低于环烷酸腐蚀的临界值以下，则可以在一定程度上解决环烷酸腐蚀问题。,选择适当的金属材料,材料的成分对环烷酸腐蚀的作用影响很大，碳含量高易腐蚀，而,Cr,、,Ni,、,Mo,含量的增加对耐蚀性能有利，所以碳钢耐腐蚀性能低于含,Cr,、,Mo,、,Ni,的钢材，低合金钢耐腐蚀性能要低于高合金钢，因此选材的顺序应为：碳钢,Cr-Mo,钢（,Cr5Mo,Cr9Mo,）,0Cr13,0Cr18Ni9Ti,316L,317L,。使用油溶性缓蚀剂可以抑制炼油装置的环烷酸腐蚀。,控制流速和流态,（,1,）扩大管径，降低流速。,（,2,）设计结构要合理。要尽量减少部件结合处的缝隙和流体流向的死角、盲肠；减少管线震动；尽量取直线走向，减少急弯走向；集合管进转油线最好斜插，若垂直插入，则建议在转油线内加导向弯头。,（,3,）高温重油部位，尤其是高流速区的管道的焊接，凡是单面焊的尽可能采用亚弧焊打底，以保证焊接接头根部成型良好。,75,ppt课件,环烷酸腐蚀的控制措施75ppt课件,减压塔,304,材质规整填料,76,ppt课件,减压塔304材质规整填料76ppt课件,减压塔,304,材质规整填料,77,ppt课件,减压塔304材质规整填料77ppt课件,减压塔,304,材质规整填料,78,ppt课件,减压塔304材质规整填料78ppt课件,A,厂减压塔,316L,材质规整填料腐蚀形貌,79,ppt课件,A厂减压塔316L材质规整填料腐蚀形貌79ppt课件,高温,H,2,的腐蚀与防护,高温氢腐蚀的特征,高温氢腐蚀是在高温高压条件下扩散侵入钢中的氢与不稳定的碳化物发生化学反应，生成甲烷气泡,(,它包含甲烷的成核过程和成长,),，即,Fe3C+2H2,CH4+3Fe,，并在晶间空穴和非金属夹杂部位聚集，引起钢的强度、延性和韧性下降与劣化，同时发生晶间断裂。由于这种脆化现象是发生化学反应的结果，所以它具有不可逆的性质，也称永久脆化现象。,高温氢腐蚀有两种形式：一是表面脱碳；二是内部脱碳。,表面脱碳不产生裂纹，在这点上与钢材暴露在空气、氧气或二氧化碳等一些气体中所产生的脱碳相似，表面脱碳的影响,般很轻，其钢材的强度和硬度局部有所下降而延性提高。,内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成了甲烷，而甲烷又不能扩散出钢外，就聚集于晶界空穴和夹杂物附近，形成了很高的局部应力，使钢产生龟裂、裂纹或鼓包，其力学性能发生显著的劣化。,80,ppt课件,高温H2的腐蚀与防护 高温氢腐蚀的特征80ppt课件,高温高压氢引起钢的损伤要经过一段时间，在此段时间内，材料的力学性能没有明显的变化；经过此段时间后，钢材强度、延性和韧性都遭到严重的损伤。在发生高温氢腐蚀之前的此段时间称为“孕育期”,(,或称潜伏期,),。“孕育期”的概念对于工程上的应用是非常重要的，它可被用来确定设备所采用钢材的大致安全使用时间。“孕育期”的长短取决于许多因素，包括钢种、冷作程度、杂质元素含量、作用应力、氢压和温度等。,81,ppt课件,高温高压氢引起钢的损伤要经过一段时间，在此段时间内，材料的力,影响因素,（,1,）温度、压力和暴露时间的影响,温度和压力对氢腐蚀的影响很大，温度越高或者压力越大，发生高温氢腐蚀的起始时间就越早。,（,2,）合金元素和杂质元素的影响,在钢中凡是添加能形成很稳定碳化物的元素（如铬、钼、钒、钛、钨等,),，就可使碳的活性降低，从而提高钢材抗高温氢腐蚀的能力。,在合金元素对抗氢腐蚀性能的影响中，元素的复合添加和各自添加的效果不同。例如铬、钼的复合添加比两个儿素单独添加时可使抗氢腐蚀性能进一步提高。在加氢高压设备中广泛地使用着铬,-,钼钢系，其原因之一也在于此。,（,3,）热处理的影响,钢的抗氢腐蚀性能，与钢的显微组织也有密切关系。对于淬火状态，只需经很短时间加热就出现了氢腐蚀。但是一施行回火，且回火温度越高，由于可形成稳定的碳化物，抗氢腐蚀性能就得到改善。另外，对于在氢环境下使用的铬,-,钼钢设备，施行了焊后热处理同样具有可提高抗氢腐蚀能力的效果。,（,4,）应力的影响,在高温氢腐蚀中，应力的存在肯定会产生不利的影响。在高温氢气中蠕变强度会下降。特别是由于二次应力（如热应力或由冷作加工所引起的应力,),的存在会加速高温氢腐蚀。当没有变形时，氢腐蚀具有较长的“孕育期”；随着冷变形量的增大，“孕育期”逐渐缩短，当变形量达一定程度时，则无论在任何试验温度下都无“孕育期”，只要暴露到此条件的氢气中，裂纹立刻就发生。,82,ppt课件,影响因素82ppt课件,防护措施,高温高压氢环境下高温氢腐蚀的防止措施主要是选用耐高温氢腐蚀的材料，工程设计上都是按照原称为“纳尔逊,(NELSON),曲线”来选择的。该曲线最初是在,1949,年由,G.A.NELSON,收集到的使用经验数据绘制而成，并由,API,提出。从,1949,年至今，根据实验室的许多试验数据和实际生产中所发生的一些按当时的纳尔逊曲线认为安全区的材料在氢环境使用后发生氢腐蚀破坏的事例，相继对曲线进行过,7,次修订，,现最新版本为,API RP941,（第,5,版）“炼油厂和石油化工厂用高温高压临氢作业用钢”。,83,ppt课件,防护措施83ppt课件,焦炭塔腐蚀开裂,某厂焦炭塔（塔,-1/1-4,），材质为,20g,，设计温度为,475,，内壁从底到顶部均匀布满黑色焦层保护膜，表面较为完整，无坑凹。但焦炭塔塔,-1/1.2,的底部与裙座焊缝出现少量裂纹（见图）。焦炭塔塔,-1/3.4,的底部与裙座焊缝出现大量的裂纹，大部分是环向裂纹，几乎整圈焊缝都有裂纹。其腐蚀原因是低频疲劳引起的。,焦炭塔底部与裙座焊缝裂纹,84,ppt课件,焦炭塔腐蚀开裂84ppt课件,国外焦炭塔鼓胀变形,国外焦炭塔变形更换和激光测量图,85,ppt课件,国外焦炭塔鼓胀变形85ppt课件,HF,烷基化装置,装置的易腐蚀部位,HF,烷基化装置的易腐蚀部位是围绕,HF,对金属材料的腐蚀展开的，,HF,流经的设备和管线表现出三种腐蚀形态：,HF,均匀腐蚀、氢鼓泡和氢脆、应力腐蚀。,均匀腐蚀是氢氟酸与碳钢、蒙乃尔合金反应，分别生成氟化铁和氟化镍形成的，并且随着温度的升高腐蚀加剧。,氢鼓泡和氢脆是氢氟酸与金属反应释放出的氢原子在穿透金属的过程中如遇到气孔、夹杂或金属位错等晶格缺陷处，将积聚而生成氢分子，将使金属的气孔或夹层胀大，形成氢鼓包。氢原子进入金属中，也能与一些元素化合生成氢化物，引起韧性和抗拉强度下降，产生氢脆，严重时也会使金属脆裂。,应力腐蚀开裂：氢氟酸具有使碳钢和蒙乃尔合金产生腐蚀开裂的倾向。,缝隙腐蚀：在设备焊接处的缝隙、焊缝裂纹、垫片底面和螺母上缝隙常积存少量静止酸液，使此处发生强烈的局部腐蚀，称之为缝隙腐蚀。,86,ppt课件,HF烷基化装置 装置的易腐蚀部位86ppt课件,常用材料的耐氢氟酸腐蚀特性,碳钢：在温度低于,65,，铁与氢氟酸反应，生成,FeF2,的致密保护膜，而使腐蚀速度会下降。如果介质流速较大，或温度超过,65,，,FeF2,容易脱落，腐蚀加剧。,铜：能耐氢氟酸腐蚀，但不耐冲蚀。介质流速达到,1-2m/min,时，腐蚀速度加剧，故不能用于工业装置，仅可用于实验室。仪表管线在临氢氟酸系统里不能应用铜管。,Cu70Ni30,可用于含,10%,氢氟酸的部位一。,Cu70Zn30,在氢氟酸浓度低时容易发生应力腐蚀开裂，不能应用。,蒙乃尔（,Monel,）合金是目前抗氢氟酸腐蚀较好的材料之一，与氢氟酸反应，生成,NiF2,的致密保护膜中均耐腐蚀。但当溶液中充氧或有氧化剂、溶液中存在铁盐及铜盐时，其耐腐蚀性能降低。或温度超过,171,，,NiF2,容易脱落，腐蚀加剧。,银、金、铂、聚四氟乙烯：耐氢氟酸腐蚀性能优于蒙乃尔合金，但它们是属于价格十分昂贵的贵重金属，一般不宜选用，但在使用银时介质不能含,H2S,。,87,ppt课件,常用材料的耐氢氟酸腐蚀特性87ppt课件,工艺防腐,烷基化装置的工艺防腐从以下四方面入手,（,1,）加强烷基化原料,C4,的脱水预处理，严格控制原料干燥后的含水量。严格控制,HF,酸中含水量，确保在,2-3%,以下，当含水超标时，应及时再生脱水；,（,2,）加强循环水中,HF,酸泄漏监测，泄漏后及时采取措施，尽可能避免或减轻,HF,酸泄漏对循环水系统的腐蚀；,（,3,）严格控制操作温度，禁止超温，超流量运行；,（,4,）应尽量减少装置开停工次数，避免空气进入系统。,88,ppt课件,工艺防腐88ppt课件,沉降罐外排酸管腐蚀,反应系统酸沉降罐（温度,53,、压力,1.18MPa,、介质：烷,-HF,、材质,A3R,）：罐顶内壁产生不完整的片状腐蚀层，腐蚀物主要为,FeF2,，沉降罐外液位观察排酸管腐蚀严重。,排酸碳钢管腐蚀形貌图,89,ppt课件,沉降罐外排酸管腐蚀89ppt课件,HF,酸烷基化装置冷却器易发生由于,HF,酸腐蚀泄漏进入循环水系统，造成循环水侧的腐蚀，腐蚀产物导致冷却器管束堵塞，影响装置正常生产和循环水系统的正常运行，漏点主要分布在温度相对较高的气相介质入口端和壳程管束与管板胀接处，为气液相发生相变过程引起的腐蚀，基体呈均匀腐蚀和坑蚀。下图是主分馏塔汽提塔顶冷凝冷却器的腐蚀。防腐对策可在循环水系统设置在线,PH,值监测设备，泄漏后及时采取措施，避免或减轻,HF,酸泄漏对循环水系统的腐蚀。,主分馏塔汽提塔顶冷凝冷却器管板腐蚀照片,90,ppt课件,90ppt课件,其它类型的硫腐蚀,停工期间的连多硫酸腐蚀,连多硫酸应力腐蚀开裂最易发生在石化系统中由敏化不锈钢制造的设备上，一般是高温、高压含氢环境下的反应塔器及其衬里和内构件、储罐、换热器、管线、加热炉炉管，特别在加氢脱硫、加氢裂化、催化重整等系统中用奥氏体钢制成的设备上。这些设备在高温、高压、缺氧、缺水的干燥条件下运行时一般不会形成连多硫酸，但当装置运行期间遭受硫的腐蚀，在设备表面生成硫化物，装置停工期间有氧（空气）和水进入时，与设备表面生成的硫化物反应生成连多硫酸（,H2SXO6,），即使在设备停工时通常也存在拉伸应力（包括残余应力和外加应力），在连多硫酸和这种拉伸应力的共同作用下，奥氏体不锈钢和其它高合金产生了敏化条件（在制造过程的敏化和温度大于,427-650,长期操作会形成敏化），就有可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂（,SCC,）。,91,ppt课件,其它类型的硫腐蚀 停工期间的连多硫酸腐蚀91ppt课件,对于有可能产生奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂的部位,停工期间应采用隔绝水分（干空气保护）、隔绝氧气和水分（氮气保护）或清除表面硫化层（碱溶液中和清洗）等措施,.,当最高操作温度大于,370,，且有可能产生连多硫酸应力腐蚀开裂时，选用的奥氏体不锈钢应是超低碳或稳定化型的奥氏体不锈钢（如,304L,、,316L,或,321,、,34