承压设备损伤模式识别

承压设备损伤模式识别,目录,报告内容,承压设备损伤模式识别,报告内容,承压设备损伤模式识别,二、腐蚀减薄,2.1 盐酸腐蚀 2.2 硫酸腐蚀 2.3 氢氟酸腐蚀 2.4 磷酸腐蚀 2.5 二氧化碳腐蚀 2.6 环烷酸腐蚀 2.7 苯酚腐蚀 2.8 有机酸腐蚀 2.9 高温氧化腐蚀 2.10 大气腐蚀（无绝热层） 2.11 大气腐蚀（有绝热层） 2.12 冷却水腐蚀 2.13 土壤腐蚀,2.14 微生物腐蚀 2.15 锅炉冷凝水腐蚀 2.16 碱腐蚀 2.17 燃灰腐蚀 2.18 烟气露点腐蚀 2.19 氯化铵腐蚀 2.20 胺腐蚀 2.21 高温硫化物腐蚀(无氢气环境) 2.22 高温硫化物腐蚀(氢气环境) 2.23 硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水) 2.24 酸性水腐蚀(酸性酸性水) 2.25 甲铵腐蚀,2.1 盐酸腐蚀,损伤描述及损伤机理金属与盐酸接触时发生的全面/局部腐蚀。Fe+2HClFeCl2+H2 注：本标准中所有化学式中的金属一般以Fe作为代表给出。 损伤形态碳钢和低合金钢：表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢：表现为点状腐蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。 敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢。,2.1 盐酸腐蚀,主要影响因素盐酸浓度：腐蚀速率随着盐酸浓度的升高而增大。沉积的氯化物下可形成局部的氯化氢水溶液，水溶液的pH值低于4.5； 温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大； 合金成分：奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢钛及钛合金、镍及镍合金； 氧化剂：氧化剂(氧气、铁离子和铜离子) 会加速镍基合金的腐蚀。钛在氧化性氛围中优良，但在干HCl环境中快速腐蚀。,2.1 盐酸腐蚀,易发生的装置或设备常减压装置：常压塔塔顶系统； 加氢装置：反应产物；废气系统； 催化重整装置：废气系统、再生系统、稳定塔、脱丁烷塔和进料/预热交换器；分馏工段的盐酸露点腐蚀； 氯丙烯装置：盐酸吸收塔； 聚丙烯（聚乙烯）装置：催化剂含氯的合成工艺。,2.1 盐酸腐蚀,主要预防措施常减压装置：控制常压塔进料中的氯化物，使塔顶回流罐液体中的氯化物含量不超过20ppm；改善材质适应性，可将碳钢升级为镍基合金或钛；进行注水稀释，稀释初凝区的酸液，提高初凝区的pH值，降低盐酸浓度；按pH值情况在脱盐装置下游注入适量苛性碱，控制碱液温度、浓度和注入量，避免进料预热系统的碱应力腐蚀开裂和积垢；将缓蚀剂（氨、中和胺和成膜胺等）注入常压塔塔顶操作温度在露点以上的管线； 加氢装置：降低上游装置中氯化物盐、盐酸胺盐的夹带量；降低氢气中氯化氢夹带量，可安装专用洗涤器或保护床；易发生盐酸腐蚀的部位采用耐蚀镍基合金； 催化重整装置：采用与上述加氢装置相同的措施；降低进料中的水和/或含氧物质，减少催化剂中氯化物脱离量；采用加装特殊吸附剂的脱氯设备； 氯丙烯装置：内衬橡胶类非金属材料；内衬环氧树脂类非金属材料；采用整体石墨塔体。,2.1 盐酸腐蚀,检测/监测方法均匀减薄：宏观检查和腐蚀部位壁厚测定；点蚀点蚀坑/蚀孔：宏观检查； 内腐蚀外检：自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描减薄部位壁厚测定； 介质的pH值、氯化物含量的测定和监控； 腐蚀探针/腐蚀挂片：监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其它损伤模式氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。,腐蚀减薄,2.2 硫酸腐蚀,损伤描述及损伤机理 金属与硫酸接触时发生的腐蚀。Fe+H2SO4（稀）FeSO4+H2 损伤形态稀硫酸通常造成均匀减薄或点蚀，碳钢的焊缝和热影响区易遭受腐蚀形成沟槽。浓硫酸多形成局部腐蚀，但可引起钢及铝制品钝化，阻止腐蚀的进行。 敏感材料 碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、镍基合金。,2.2 硫酸腐蚀,主要影响因素酸浓度：酸浓度低于65%（质量比），则碳钢腐蚀速率较大； 流速：流速超过0.6米/秒，碳钢腐蚀速率较大； 温度：浓硫酸与水混合时产生热量，混合点温度升高，腐蚀速率较大； 合金含量：碳钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、镍基合金（耐蚀能力从低到高）； 腐蚀杂质：氧化剂加快腐蚀。,2.2 硫酸腐蚀,易发生的装置或设备硫酸烷基化装置：反应器废气管线、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和苛性碱处理单元； 废水处理装置：分馏塔和再沸器的底部硫酸蓄积，腐蚀性较强。,2.2 硫酸腐蚀,主要预防措施使用奥氏体不锈钢和镍基合金等材料时，可在表面形成一层保护性硫酸铁膜，抵抗稀硫酸腐蚀； 根据硫酸的实际浓度、流速和温度等选择对应等级的材质； 利用浓硫酸的钝化作用，用钢制储罐储运浓硫酸； 注入适量苛性碱中和酸值。,2.2 硫酸腐蚀,检测/监测方法宏观检查和腐蚀部位壁厚测定； 内腐蚀外检：自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法减薄部位壁厚测定； 测定和监控介质的pH值； 腐蚀探针/腐蚀挂片：监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其它损伤模式无。,腐蚀减薄,2.6环烷酸腐蚀,损伤描述及损伤机理 在177427温度范围内，环烷酸对金属材料的腐蚀。 2RCOOHFeFe(RCOO)2H2 损伤形态 高流速区可形成局部腐蚀，如孔蚀、带锐缘的沟槽；低流速凝结区，碳钢、低合金钢和铁素体不锈钢的腐蚀表现为均匀腐蚀或孔蚀。 敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍基合金。,2.6环烷酸腐蚀,主要影响因素 酸值：腐蚀速率随烃相酸值的增加而增大，烃相指不含游离水的热干烃，酸值通常用中和值或总酸值表征。原油中不同环烷酸其腐蚀性不一，腐蚀速率与总酸值的关系不能完全对应，是由实际介质成分决定的； 温度：通常发生在温度范围为218400的烃相介质中，随着温度的升高腐蚀加剧，超过这个温度范围偶见腐蚀发生； 硫含量：烃相中的硫可反应生成硫化亚铁保护膜，对环烷酸腐蚀有减缓作用，硫含量越低，对环烷酸腐蚀越有利； 流速：流速越高，腐蚀速率越大； 相态：两相流（气相和液相）、湍流区、蒸馏塔的气相露点部位腐蚀严重； 材料：合金中Mo元素可以提高耐蚀性，Mo含量下限为2%（质量比），具体Mo含量可根据原油及物料中的总酸值确定。,2.6环烷酸腐蚀,易发生的装置或设备常减压装置加热炉炉管、常压和减压转油线、减底油管线、常压瓦斯油循环系统，减压渣油和减压瓦斯油循环系统。以一次加工为高酸原油的减压渣油为原料的延迟焦化装置轻油系统和蜡油系统中可能发生环烷酸腐蚀； 管道高流速、湍流、流向改变的部位，如阀门、弯头、三通、减压器位置，以及泵内构件、设备和管道焊缝、热偶套管等流场受到扰动的部位； 常压塔、减压塔内构件在闪蒸区、填料和高酸物流凝结或高速液滴冲击的部位易发生腐蚀； 常减压装置的下游装置内注氢点之前热烃物料系统。,2.6环烷酸腐蚀,主要预防措施掺炼：原设计不耐环烷酸腐蚀的装置或系统部件，原料油混合掺炼，降低酸值或适当提高硫含量； 选材：使用Mo含量高的合金来提高耐蚀性，严重腐蚀时宜采用022Cr19Ni13Mo3奥氏体不锈钢； 缓蚀剂：选用合适的缓蚀剂。,2.6环烷酸腐蚀,检测/监测方法监测工艺条件：原油和侧线物流中的酸值监测，确定酸在不同馏分中的分布； 测厚：采用宏观检查超声波测厚，检测壁厚变化； 射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域； 探针或挂片：设置电阻腐蚀探针和腐蚀挂片； 腐蚀产物监测：检测物流中的Fe和Ni含量来评估系统的腐蚀程度； 氢通量监测：使用氢探针监测氢通量。相关或伴随的其它损伤模式高温硫化物腐蚀（无氢气环境）。,腐蚀减薄,2.8有机酸腐蚀,损伤描述及损伤机理 金属与低分子有机酸（如甲酸、乙酸、乙二酸等，不含本标准中单独列明的环烷酸等其他有机酸）接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。以甲酸为例，腐蚀过程为： Fe+2HCOOHFe(HCOO)2+H2 损伤形态 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢发生甲酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。 敏感材料 碳钢、低合金钢。,2.8有机酸腐蚀,主要影响因素 酸类型：甲酸和乙酸的腐蚀性最强，均可溶于烃中并在接触水份时被水萃取，可形成局部高浓度酸液； 浓度或pH值：腐蚀速率一般随着酸浓度的升高（即pH值降低）而增大，而对于甲酸来说浓度在50%（质量比）左右时腐蚀性最强，浓度降低或浓度升高腐蚀减缓； 温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大； 合金成分：碳钢耐蚀性最差，其次为低合金钢，次之奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢，钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对有机酸具有较好的抗腐蚀能力。,2.8有机酸腐蚀,易发生的装置或设备 有机酸腐蚀一般由环烷酸分解或工艺添加剂加入的有机酸引发，比如常加压装置蒸馏塔的塔顶系统。对于某特定的有机酸来说，腐蚀一般多发生在直接输送该有机酸的物料系统，或输送可能生成该有机酸的其他物料系统中。 比如甲酸腐蚀易发生的装置或设备如下： 甲醇装置：甲醇合成塔后含甲酸的物料系统， 二甲醚装置：甲醇原料系统，尤其是温度较高的部位； 其他输送或储存甲醇、甲醛或甲酸的设备及管道系统，温度越高的部位腐蚀越明显。 乙酸装置易发生的装置或设备如下： 醋酸装置：醋酸合成系统、分离系统，尤其是温度较高的部位，以及醋酸储运系统； 乙酸乙酯装置：反应系统和醋酸回收系统，尤其是温度较高的部位； 氯乙酸装置：反应系统和醋酸回收系统； 精对苯二甲酸装置：乙酸回收系统； 其他输送或储存乙醇、乙醛或乙酸的设备及管道系统，温度越高的部位腐蚀越明显。 乙二酸装置易发生的装置或设备如下： 乙二醇装置：乙二醇储运系统； 草酸装置：反应系统和草酸分离系统； 其他输送或储存乙二醇、乙二酸的设备及管道系统。,2.8有机酸腐蚀,主要预防措施选材：采用含钼奥氏体不锈钢、镍基合金或钛，也可采用衬四氟乙烯的复合钢材，或者设置陶瓷衬里等； 加中和剂：降低介质中有机酸含量，但中和剂添加需要适量，避免引起其它损伤； 工艺优化：输送醛、醇、醚等有机物的设备和管道应避免因系统密封问题混入空气造成有机酸浓度升高。,2.8有机酸腐蚀,检测/监测方法检测方法一般为宏观检查和腐蚀部位壁厚测定； 内腐蚀外检：自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法减薄部位壁厚测定； 介质的pH值测定和监控； 腐蚀探针/腐蚀挂片：监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其它损伤模式湿硫化氢破坏。,腐蚀减薄,2.11大气腐蚀（有绝热层）,损伤描述及损伤机理 敷设保温层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀，又称层下腐蚀。 在高温下，氧气和金属反应生成氧化物膜； 通常发生在加热炉和锅炉燃烧的含氧环境中。 损伤形态 碳钢和低合金钢：覆盖层下局部减薄； 奥氏体不锈钢：覆盖层下金属表面应力腐蚀、点蚀； 铝、镁和钛：氧化膜，并失去表面金属光泽； 铜在遭受层下腐蚀时易在金属表面生成绿色腐蚀产物。 敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢,2.11大气腐蚀（有绝热层）,主要影响因素 大气成分：含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气易导致严重层下腐蚀； 覆盖层防护质量：如果覆盖层防护不严密，覆盖层的间隙处或破损处容易容易渗水，水的来源比较广泛，可能来自雨水的泄漏和浓缩、冷却水塔的喷淋、蒸汽伴热管泄漏冷凝等。渗水可导致碳钢和低合金钢的腐蚀，如果渗水中含有氯离子并浓缩聚集，也可导致奥氏体不锈钢的点蚀； 温度：多发生在-12120温度范围内，尤以5093区间最为严重。,2.11大气腐蚀（有绝热层）,易发生的装置或设备 所有敷设保温层等覆盖层的装置和设备中覆盖层破损处； 用蒸汽等进行加温伴热的设备和管道； 法兰和其它管件的覆盖层端口； 年降雨量较大地区或沿海地区的设备； 乙烯裂解装置：碳二系统的乙烯低温管道和碳三系统的丙烯低温管道。,2.11大气腐蚀（有绝热层）,主要预防措施防腐涂层：可使用有机、无机涂层和金属镀层； 选材：可选用耐候钢、不锈钢，或者在材料冶炼过程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素； 控制覆盖层质量：一般认为覆盖层良好的情况下几乎不会发生层下腐蚀，对于覆盖层破损的部位应及时进行修复； 环境保护：增强大气环境保护，减少大气中的污染物含量； 操作温度：如果工艺允许尽量避开层下腐蚀敏感温度区间运行。,2.11大气腐蚀（有绝热层）,检测/监测方法检测方法一般为覆盖层宏观检查和覆盖层破损部位/有怀疑部位壁厚测定； 导波法可对未拆除覆盖层部位进行一定条件下的截面腐蚀减薄量检测； 管道自动爬行检测器可以对满足仪器检测条件的管道进行覆盖层下腐蚀检测。相关或伴随的其它损伤模式大气腐蚀、氯离子应力腐蚀开裂、高温氧化腐蚀。,腐蚀减薄,2.12冷却水腐蚀,损伤描述及损伤机理 冷却水中由溶解盐、气体、有机化合物或微生物活动引起的碳钢和其它金属的腐蚀。 损伤形态 氧的去极化腐蚀情况下冷却水对碳钢的腐蚀多为均匀腐蚀； 垢下、缝隙处腐蚀，或者电偶腐蚀或微生物腐蚀时，局部腐蚀较为常见； 冷却水在管嘴入口/出口或管线入口易形成冲蚀或磨损，形成波纹状或光滑腐蚀； 在电阻焊制设备或管道的焊缝区域，冷却水腐蚀多沿焊缝熔合线形成腐蚀沟槽。 敏感材料 碳钢、所有不锈钢、铜、铝、钛和镍基合金。,2.12冷却水腐蚀,主要影响因素 温度：冷却水出口温度和/或工艺物料侧入口温度的升高会增加腐蚀速度和结垢倾向。工艺物料侧的温度高于60时淡水冷却水存在结垢倾向，工艺物料侧温度继续升高或冷却水入口温度升高时，这一倾向更明显。海水冷却水或含盐冷却水出口温度高于46时会结垢严重，超过80后腐蚀逐渐下降； 氧含量：冷却水氧含量增加会导致碳钢的腐蚀速率增大； 结垢：垢层可由矿物沉淀（硬的）、淤泥、悬浮的有机材料、腐蚀产物、轧制氧化皮、海水和微生物生长形成，造成垢下腐蚀； 流速：流速足够时可降低结垢，并冲出沉积物，但不能过高以至引发冲刷腐蚀，流速的限制取决于管线材质和水质。低流速时通常腐蚀严重，流速低于1米/秒容易导致结垢、沉积，在冷却水用于凝结器/冷却器的壳程时，介质流动死区或滞流区部位腐蚀加剧，比管程腐蚀严重； 水质：奥氏体不锈钢在淡水、海水和含盐水系统中可产生点蚀、缝隙腐蚀和环境开裂；铜/锌合金在淡水、海水和含盐水系统会发生脱锌腐蚀；铜/锌合金在含氨或铵化合物的冷却水中会发生环境开裂；电阻焊接制造的碳钢设备在淡水、海水中会在焊缝或热影响区发生严重腐蚀； 钛和其他阳极材料连接可能发生严重的氢脆，温度高于82较为常见，低温也偶有发生。,2.12冷却水腐蚀,易发生的装置或设备 所有水冷换热器和冷却塔设备。,2.12冷却水腐蚀,主要预防措施系统改进：系统设计改进、运行优化和进行化学处理来防护，如冷换设备设计时冷却水走管程； 温度：入口设计温度应低于57； 流速：流速须有最小流速和最大流速范围限制，尤其是使用含盐水时； 材质选用：选用耐蚀性好的材质，尤其对于在高含氯、低流速、高温度和/或水处理不当的冷却水系统中运行的换热设备； 清洗：对换热管内外表面进行定期清洗。,2.12冷却水腐蚀,检测/监测方法水质监测：对pH值、氧含量、回流比、残存药剂量、微生物活性、冷却水出口温度、烃污染程度和工艺泄漏情况进行监测； U因子计算：定期计算换热器性能指标U因子，掌握结垢和杂质状况； 流速监测：用超声波流速仪检测冷却水流速； 涡流检测或内部旋转检测系统检查：对管线进行涡流检测或内部旋转检测系统检查； 取样分析：对有代表性的管子进行取样，剖管分析。相关或伴随的其它损伤模式微生物腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。,腐蚀减薄,2.13土壤腐蚀,损伤描述及损伤机理 金属接触到土壤时发生的腐蚀。损伤形态 土壤腐蚀多表现为局部腐蚀，形成蚀坑甚至蚀孔，腐蚀的严重程度取决于局部的土壤条件和设备金属表面环境条件的变化。 敏感材料 碳钢、铸铁、球墨铸铁。,2.16碱腐蚀,损伤描述及损伤机理 高浓度的苛性碱或碱性盐，或因蒸发及高传热导致的局部浓缩引起的金属腐蚀。 损伤形态 局部浓缩致碱腐蚀表现为局部腐蚀，锅炉管道的腐蚀沟槽或热障垢层下的局部减薄均属此类； 垢下局部腐蚀在垢层的遮掩下一般不太明显，使用带尖锐前端的设备轻击垢层可有助于观察到局部腐蚀情况； 水汽界面的介质浓缩区域在腐蚀后形成局部沟槽，立管可形成一个环形槽，水平或倾斜管可在管道顶端或在管道相对两边形成纵向槽； 温度高于79的高强度碱液可导致碳钢的均匀腐蚀，温度升高至95时腐蚀加剧。 敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢。,2.16碱腐蚀,主要影响因素 碱浓度：碱浓度越高，腐蚀越严重。这里的碱指总碱量，包括工艺注碱、药剂含碱、泄漏混入碱盐； 局部浓缩度：蒸发、沉积、分离等局部浓缩形成高浓度碱区； 温度：温度越高腐蚀越严重。,2.16碱腐蚀,易发生的装置或设备 锅炉和蒸汽发生器，以及部分换热器； 常减压蒸馏装置原油进料注碱后部流程管道； 常减压蒸馏装置预热器、加热炉炉管和转油线内的注碱部位，尤其是注入的碱不能和油气充分混合时可能发生严重局部腐蚀； 乙烯裂解装置：压缩系统的注碱管道、碱洗塔三段碱洗段； 采用碱进行产品脱硫的装置。,2.16碱腐蚀,主要预防措施优化设计：注水降低碱浓度，或控制炉膛燃烧强度以避免炉管过热，或减少凝汽器入口的碱盐量；亦可对注入碱和介质进行有效的混合，避免碱在器壁高温部位发生浓缩； 碳钢和奥氏体不锈钢在66以上的高浓度碱液中有严重的腐蚀倾向，镍基合金腐蚀速率相对较低。,2.16碱腐蚀,检测/监测方法超声波测厚：碱致均匀腐蚀；目视检测和超声波测厚：碱致局部腐蚀； 注入点监测：对注入点下游进行腐蚀监测，如定点测厚、导波检测和射线扫描； 无法打开检测的蒸汽发生器可用内窥镜辅助目视检测。相关或伴随的其它损伤模式蒸汽阻滞。,腐蚀减薄,2.19氯化铵腐蚀,损伤描述及损伤机理 氯化铵在一定温度下结晶成垢，垢层吸湿潮解或垢下水解均可能形成低pH值环境，对金属造成腐蚀。NH4ClH2OHClNH3H2O 损伤形态 腐蚀部位多存在白色、绿色或灰色盐状沉积物，若停车时进行水洗或吹扫，会除去这些沉积物，其后目视检测时沉积物可能会不明显； 垢层下腐蚀通常为局部腐蚀，易形成蚀坑或蚀孔。 敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、钛。,2.19氯化铵腐蚀,主要影响因素 材质：按耐蚀性能由低到高为碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、钛； 成垢（结晶）程度：高温物料冷却时氯化铵盐会析出成垢（结晶），其程度取决于氯化铵浓度和温度，当温度处于水露点温度（约149）时会腐蚀管线和设备； 水份：氯化铵盐易吸湿潮解，并形成局部酸性环境，存在少量水时可造成严重腐蚀，最大腐蚀速率可达2.5毫米/年。大量注水则可溶解氯化铵盐，降低物料浓度，稀释酸性成分，降低腐蚀速率； 温度：腐蚀速率随温度的升高而增大，超过水露点后随温度的升高而降低。,2.19氯化铵腐蚀,易发生的装置或设备 常减压塔塔顶：塔顶部筒体、塔内上段塔盘、塔顶管线及换热器易发生垢下腐蚀；塔顶循环回流物料含有氯化铵时腐蚀严重； 加氢装置：反应器流出物热交换器及高压空冷会发生氯化铵垢下腐蚀，可能发生结垢的换热器应进行水冲洗； 催化重整装置：反应器流出物和循环氢系统会发生氯化铵垢下腐蚀； 流化床催化裂化装置和焦化装置：分馏塔塔顶和顶回流系统会发生氯化铵垢下腐蚀。,2.19氯化铵腐蚀,主要预防措施耐点蚀的合金同样具有较好的耐氯化铵盐腐蚀性能，但即便是最耐点蚀的镍基合金和钛合金也会在氯化铵盐环境中发生点蚀； 常减压装置：电脱盐、脱盐后的原油中注碱，降低塔进料中的氯盐含量；塔顶管线注水冲洗沉积盐；注入成膜胺型缓蚀剂缓解腐蚀； 加氢装置：降低反应器原料中的氯化物含量；控制补充氢中的氯元素含量；反应产物系统连续或间断注水冲洗氯化铵沉积； 催化重整：反应产物采取脱氯处理，或注水冲洗，注水量须控制合理；塔顶系统可注入成膜胺型缓蚀剂缓解腐蚀。,2.19氯化铵腐蚀,检测/监测方法氯化铵盐垢下腐蚀通常为局部腐蚀，由于垢层的遮蔽，目视检测存在一定困难； 壁厚测定：射线扫描或超声波检测壁厚减薄； 温度控制：监测进料和出料中的水份含量以确定氯和氨的含量，通过工艺计算来确定氯化铵浓度和露点温度，计算氯化铵盐沉积温度并控制壁温始终在该温度以上； 监测换热器的压力降和热效率，压力降异常升高且热效率明显降低时可能已发生严重的氯化铵盐垢层沉积； 腐蚀挂片或探针，由于氯化铵盐必须能沉积在探针表面才可有效监测腐蚀，不是有效性很高的检测方法。相关或伴随的其它损伤模式盐酸腐蚀。,腐蚀减薄,2.21高温硫化物腐蚀(无氢气环境),损伤描述及损伤机理 无氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀。 FeRSFeSR 损伤形态 多为均匀减薄，有时表现为局部腐蚀，高流速时局部腐蚀明显； 腐蚀发生后部件表面多覆盖硫化物膜，膜厚度跟材料、介质腐蚀性、流速和杂质浓度有关。敏感材料 所有铁基材料，包括碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢； 镍基合金会不同程度地发生硫化物腐蚀，腐蚀速率取决于材料合金元素，尤其是Cr含量； 和碳钢相比，铜合金发生硫化物腐蚀的起始温度更低。,2.21高温硫化物腐蚀(无氢气环境),主要影响因素 合金元素：硫化物腐蚀取决于反应产生的保护性硫化物膜的钝化能力，一般而言，Cr含量越高，耐硫化物腐蚀能力越强； 温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260时开始发生，温度越高，腐蚀越快； 硫含量：物料中的硫腐蚀是指在高温下能够发生热分解生产硫化氢的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蚀，与介质中的总硫含量不具有完全对应性； 流速：反应产生的硫化物保护膜可以提供不同的防护效果，保护膜的钝化能力除受合金成分影响外，还跟介质的流速有关，高流速下保护膜容易被破坏掉，使腐蚀速度加剧。,2.21高温硫化物腐蚀(无氢气环境),易发生的装置或设备 在常减压、催化裂化、焦化炉、加氢裂化和加氢精制装置中较常见，其中加氢装置主要发生在高温物料注氢点之前； 处理含硫物料的设备和管道的高温段； 使用油、气、焦和其它燃料的加热炉，腐蚀程度取决于燃料中的硫含量； 暴露在含硫气体中的锅炉等高温设备； 乙烯裂解装置：裂解与急冷系统中裂解部分的原料进料预热段及裂解炉对流段炉管、急冷部分的减粘塔釜及塔釜裂解燃料油出口管道，以及急冷部分的汽油分馏塔塔釜燃料油部分回流、部分去燃料油汽提塔、部分去裂解气急冷器流程，包括汽油分馏塔釜、燃料油汽提塔进料、换热器管程及流程相连管道。,2.21高温硫化物腐蚀(无氢气环境),主要预防措施材质升级：提高材料中Cr的含量； 复合层防护：采用复合层为奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢的复合材料； 低合金钢渗铝：可降低硫化速率，但渗铝质量应达到要求，并注意焊缝的防护。,2.21高温硫化物腐蚀(无氢气环境),检测/监测方法监测工艺条件：温度和硫含量的变化； 测厚：条件允许的情况下采用超声波测厚，注意壁厚变化； 射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域； 验证系统：对在硫化物腐蚀环境中使用的合金，应在采购体系中进行验证和核实其合金成分，并应使该过程可追溯。相关或伴随的其它损伤模式高温硫化物腐蚀（氢气环境）。,腐蚀减薄,2.22高温硫化物腐蚀(氢气环境),损伤描述及损伤机理 氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀，又称高温硫化氢/氢气腐蚀。 损伤形态 通常表现为均匀减薄，同时生成FeS保护膜，膜层大约是被腐蚀掉的金属体积的5倍，并可能形成多层膜； 金属表面保护膜因结合牢固且有灰色光泽，易被误认为是没有发生腐蚀的金属。 敏感材料 碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。,2.22高温硫化物腐蚀(氢气环境),主要影响因素 温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260时开始发生，温度越高，腐蚀越快； 合金元素：一般而言，Cr含量越高，合金耐硫化物腐蚀能力越强，但Cr含量低于9%（质量比）时，对材料耐腐蚀性能提高意义不大。按耐蚀性能由低到高排列：碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。Cr含量相近的奥氏体不锈钢材料其耐腐蚀能力相近，含Cr的镍基合金也是如此； 氢分压：临氢条件下硫化物腐蚀产生的保护性膜的稳定性被破坏，钝化能力下降，腐蚀加快。存在高氢分压时，腐蚀速率比无氢或低氢分压环境下的硫化物腐蚀速率高得多； 硫化氢分压：腐蚀速率随硫化氢分压的增加而增大。,2.22高温硫化物腐蚀(氢气环境),易发生的装置或设备 处理高温氢气/硫化氢介质的设备和管道中易发生这种腐蚀； 加氢精制和加氢裂化装置注氢点下游的设备和管道； 乙烯裂解装置：裂解与急冷系统中急冷部分的急冷锅炉的管程出口-急冷器-汽油分馏塔进料及流程相连管道、减粘塔顶至汽油分馏塔流程。,2.22高温硫化物腐蚀(氢气环境),主要预防措施使用Cr含量高的合金，在服役温度下奥氏体不锈钢如022Cr19Ni10，06Cr18Ni11Ti，06Cr18Ni11Nb和022Cr17Ni12Mo2耐蚀能力较强耐蚀能力较强；优化工艺，降低氢分压。,2.22高温硫化物腐蚀(氢气环境),检测/监测方法监测工艺条件：实际金属壁温和硫含量的变化； 测厚：条件允许的情况下采用宏观检查和超声波测厚检测壁厚变化。相关或伴随的其它损伤模式高温硫化物腐蚀（无氢气环境）。,腐蚀减薄,2.23硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水),损伤描述及损伤机理 金属材料在存在硫氢化铵(NH4HS)的碱性酸性水中遭受的腐蚀。 NH4HSH2O+FeFeS+NH3H2O+H2 损伤形态 介质流动方向发生改变的部位，或浓度超过2%（质量比）的紊流区易形成严重局部腐蚀； 介质注水不足的低流速区可能发生局部垢下腐蚀，对于换热器管束可能发生严重积垢并堵塞； 硫氢化铵会迅速腐蚀耐酸黄铜管和其它铜合金。敏感材料 碳钢耐硫氢化铵腐蚀能力较差； 奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铝合金和镍基合金具有较强的抗腐蚀性，具体腐蚀速率与硫氢化铵浓度和流速有关。,2.23硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水),主要影响因素 pH值：pH值接近中性时腐蚀性较低； 浓度：腐蚀随着硫氢化铵浓度增大和流动速度加快而增加。浓度低于2%（质量比）时，腐蚀性较低；浓度超过2 %（质量比）时，具有明显的腐蚀性； 流速：低流速区易发生垢下腐蚀，高流速区易发生冲刷腐蚀； 紊流状态：紊流区易发生腐蚀； 温度：温度低于66时，加氢反应器、流化床催化裂化装置反应器和炼焦炉气相中易析出硫氢化铵，并可导致积垢和堵塞； 杂质：注入加氢反应器废气的洗涤水中，氧元素和铁元素可导致腐蚀增加和积垢增多，氰化物存在时破坏硫化物保护膜导致腐蚀严重。 合金成分：碳钢耐腐蚀能力较差，奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铝合金和镍基合金具有较强的抗腐蚀性。,2.23硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水),易发生的装置或设备 加氢装置：空气冷却器联管箱、进出口管道以及换热器管束；反应器产物分离器的进出口管道、酸性水排出管（尤其是控制阀下游位置）；高压分离器的气相管线；汽提塔塔顶； 催化裂化装置：硫氢化铵浓度通常小于2 %（质量比），多在介质低流速或高流速部位，以及或存在氰化物的部位发生严重腐蚀； 酸性水汽提塔：汽提塔塔顶管道、冷凝器、回流罐和回流管道； 酸性水处理装置：再生塔塔顶设备和回流管道； 延迟焦化装置：分馏塔下游的气体提浓装置； 乙烯裂解装置裂解与急冷系统：汽油分馏塔塔顶裂解气至急冷水塔进料流程，包括汽油分馏塔塔顶、急冷水塔进料（注氨）。,2.23硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水),主要预防措施优化设计：空冷器的进出物流采用对称结构，保持物料压力平衡； 浓度监控：硫氢化铵浓度一般不应超过8%（质量比），否则碳钢腐蚀严重。硫氢化铵浓度超过2%（质量比）以上，尤其是达到8%（质量比）或更高时，应对介质流速进行分析，确定腐蚀倾向。 流速：材质采用碳钢的设备和管道，介质流速宜保持在37米/秒的范围内，流速超过7米/秒时，为防止冲刷腐蚀，应采用优异的耐蚀合金材料，可选镍基合金、双相不锈钢等； 注水：注入适量无氧洗涤水稀释硫氢化铵； 选材：酸性水汽提装置中的塔顶冷凝器宜用钛或镍基合金，存在冲蚀的部位不应使用铝管换热器。,2.23硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水),检测/监测方法腐蚀区划分：取样和计算硫氢化铵，结合流速确定腐蚀敏感区、腐蚀一般区和腐蚀轻微区； 厚度监测：对腐蚀敏感区，尤其是高流速区和低流速区、控制阀下游部位经常进行超声波测量、导波检测或射线扫描； 铁磁性材料制空冷器管：内部旋转检测系统检测、远场涡流检测和漏磁检测； 非铁磁性材料制空冷器管：涡流检测； 注水监控：注入水的水质和流量监控。相关或伴随的其它损伤模式冲蚀、冲刷。,腐蚀减薄,2.24酸性水腐蚀(酸性酸性水),损伤描述及损伤机理 含有硫化氢且pH值介于4.5和7.0之间的酸性水引起的金属腐蚀，介质中有时可能含有二氧化碳。 阳极反应： Fe Fe2+ +2e 阴极反应： 2H+2eH2损伤形态 碳钢的酸性水腐蚀一般为均匀减薄，有氧存在时易发生局部腐蚀，形成沉积垢时可能发生垢下局部侵蚀，含CO2的环境可能伴有碳酸盐应力腐蚀； 奥氏体不锈钢易发生点蚀、缝隙腐蚀，有时伴有氯化物应力腐蚀。 敏感材料 碳钢耐酸性水腐蚀能力较低； 奥氏体不锈钢、铜合金和镍基合金对酸性水腐蚀不敏感。,2.24酸性水腐蚀(酸性酸性水),主要影响因素 H2S浓度：腐蚀速率随酸性水中H2S浓度的升高而增大，酸性水中H2S浓度取决于气相中H2S分压、温度和pH值，在一定的压力下，酸性水中的H2S浓度随温度增加而降低； pH值：H2S浓度增加会降低溶液的pH值，最低可达4.5，形成较强的酸性环境，腐蚀加剧。pH高于4.5时会形成硫化亚铁保护膜，降低腐蚀速率。有些场合则可能形成一个多孔的硫化物厚膜，不仅不能降低均匀腐蚀速率，甚至会加剧垢下腐蚀； 杂质：HCl和CO2会降低pH值（酸性更强），氨会增加pH值且可能形成碱性酸性水，即硫氢化铵腐蚀。空气或氧化剂的存在会增加腐蚀，并导致点蚀或垢下腐蚀； 流速：高流速冲刷易致硫化亚铁保护膜被破坏，腐蚀速率增大。,2.24酸性水腐蚀(酸性酸性水),易发生的装置或设备 催化裂化装置和焦化装置的气体分离系统塔顶H2S含量高、NH3含量低的部位； 乙烯裂解装置裂解与急冷系统的急冷部分：急冷水塔顶裂解气至压缩部分的裂解气压缩机入口流程，包括急冷水塔顶及相连管道；汽油分馏塔塔顶裂解气至急冷水塔进料流程，包括汽油分馏塔塔顶、急冷水塔进料（未注氨）； 乙烯裂解装置压缩系统：裂解气自急冷水塔顶至裂解气压缩机14段流程，包括14段间分离罐顶部、换热器壳程、碱洗塔进料及相连管道；裂解气压缩机14段分离罐底部冷凝的裂解汽油至汽油汽提塔流程，包括14段间分离罐底部、汽油汽提塔进料及相连管道；裂解气压缩机14段分离罐底部冷凝的冷凝水至急冷水塔流程，包括14段间分离罐底部、急冷水塔进料及相连管道；汽油汽提塔顶轻烃返回压缩机入口流程，包括汽油汽提塔顶及相连管道；汽油汽提塔釜裂解汽油部分回流，部分送出界区流程，包括汽油汽提塔釜、换热器管程或壳程及相连管道。,2.24酸性水腐蚀(酸性酸性水),主要预防措施奥氏体不锈钢可用于温度低于60，且无氯化物应力腐蚀的环境； 铜合金和镍基合金一般不易发生酸性水腐蚀。当存在氨时，铜合金会发生腐蚀。,2.24酸性水腐蚀(酸性酸性水),检测/监测方法壁厚测定：碳钢腐蚀一般为均匀减薄，在高流速或湍流区域会发生局部腐蚀，尤其在水汽凝结的部位，可采用超声波检测或射线扫描确定局部减薄状况； 工艺和腐蚀监测：酸性水应定期进行pH值监测； 探针或挂片：设置探针或挂片，监测腐蚀速率。相关或伴随的其它损伤模式湿硫化氢破坏、碳酸盐应力腐蚀开裂。,腐蚀减薄,报告内容,承压设备损伤模式识别,三、环境开裂,3.1 氯化物应力腐蚀开裂 3.2 碳酸盐应力腐蚀开裂 3.3 硝酸盐应力腐蚀开裂 3.4 碱应力腐蚀开裂 3.5 氨应力腐蚀开裂 3.6 胺应力腐蚀开裂 3.7 湿硫化氢破坏 3.8 氢氟酸致氢应力开裂* 3.9 氢氰酸致氢应力开裂* 3.10 氢脆 3.11 高温水应力腐蚀开裂 3.12 连多硫酸应力腐蚀开裂 3.13 液体金属脆断*,3.1氯化物应力腐蚀开裂,损伤描述及损伤机理 奥氏体不锈钢及镍基合金在拉应力和氯化物溶液的作用下，氯离子易吸附在金属表面的钝化膜上，取代氧原子后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，导致钝化膜破坏。破坏部位的新鲜金属遭腐蚀形成一个小坑，小坑表面的钝化膜继续遭氯离子破坏生成氯化物。在坑里氯化物水解，使小坑内pH值下降，局部溶液呈酸性，对金属进行腐蚀，造成多余的金属离子，为平衡蚀坑内的电中性，外部的氯离子不断向坑内迁移，使坑内氯离子浓度升高，水解加剧，加快金属的腐蚀。如此循环，形成自催化，向蚀坑的深度方向发展，形成深蚀孔，直至形成穿孔泄漏。 损伤形态 a) 材料表面发生开裂，无明显的腐蚀减薄； b) 裂纹的微观特征多呈树枝状，金相观察可观察到明显的穿晶特征。但对于敏化态的奥氏体不锈钢，亦可能沿晶开裂的特征更加明显； c) 垢下易发生水解和氯离子浓缩，有时可在垢下观察到此开裂。 敏感材料 a) 奥氏体不锈钢属敏感材料； b) 铁素体不锈钢和镍基合金的耐氯化物开裂能力强于奥氏体不锈钢。,3.1氯化物应力腐蚀开裂,主要影响因素 温度：随着温度的升高，氯化物应力腐蚀裂纹产生倾向增加。裂纹常见于金属温度60或更高的场合； 浓度：随着氯化物浓度的升高，氯化物应力腐蚀倾向增加。但在很多场合氯化物具有自动浓缩聚集的可能，所以介质中氯化物含量即使很低也未必一定不发生应力腐蚀； 伴热或蒸发条件：如果存在伴热或蒸发条件将可能导致氯化物局部浓缩聚集，显著增加氯化物应力腐蚀裂纹增加的倾向性。处于干湿、水汽交替的环境具有类似的倾向性； pH值：在碱性溶液中，应力腐蚀裂纹倾向较低。 应力：对于加压冷作制成的金属构件，具有较高的残余应力，开裂敏感性大，比如冷冲压制成的奥氏体不锈钢封头。对于因载荷或结构等造成的局部高应力同样可能导致开裂敏感性高； 镍含量：镍含量在8%12%（质量比）间的材料易产生氯化物应力腐蚀裂纹，材料镍含量大于35%（质量比）时具有较高的抗氯化物应力腐蚀能力，材料镍含量大于45%（质量比）时，基本上不会产生氯化物应力腐蚀裂纹； 材质或组织：铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢具有更高的抗氯化物应力腐蚀能力，碳钢、低合金钢对氯化物应力腐蚀开裂不敏感。,3.1氯化物应力腐蚀开裂,易发生的装置或设备 a) 所有由奥氏体不锈钢制成的管道及设备都对氯化物应力腐蚀敏感； b) 水冷器和冷凝器； c) 加氢反应后物料运储的管道和设备，如果在停车后没有针对性清洗，氯化物应力腐蚀开裂的敏感性升高； d) 保温棉等绝热材料被水或其他液体浸泡后，可能会在材料外表面发生层下氯化物应力腐蚀开裂； e) 聚丙烯（聚乙烯）装置：催化剂中含有氯化物，如三氯化钛，在聚丙烯的合成工艺中，在与水蒸气或水接触的奥氏体不锈钢制设备和管线； f) 氯化物应力腐蚀开裂也可发生在锅炉的排水管中。,3.1氯化物应力腐蚀开裂,主要预防措施选材：使用具有抗氯化物应力腐蚀裂纹能力的材料； 水质：当用水进行压力试验时，应使用含氯量低的水，结束后应及时彻底烘干； 涂层：材料表面敷涂涂层，避免材料直接接触介质流体； 结构设计：结构设计时尽量避免可能导致氯化物集中或沉积，尤其是应避免介质流动死角或低流速区； 消除应力：对奥氏体不锈钢制作的工件宜进行固溶处理，对稳定化奥氏体不锈钢可进行稳定化处理以消除残余应力。若只进行消除应力热处理，应同时考虑该热处理可能带来的敏化和变形、热疲劳开裂等因素。 表面要求：降低材料表面粗糙度，防止机械划痕、碰伤和麻点坑等，减少氯化物积聚的可能性，降低开裂敏感性。,3.1氯化物应力腐蚀开裂,检测/监测方法a) 检测方法一般为材料表面宏观检查和怀疑部位渗透检测； b) 管道、换热器管束和设备表面的检测可采用涡流检测法； c) 极细微裂纹主要采用金相检测。相关或伴随的其它损伤模式碱应力腐蚀开裂、连多硫酸应力腐蚀开裂。,环境开裂,3.2碳酸盐应力腐蚀开裂,损伤描述及损伤机理 在碳酸盐溶液和拉应力共同作用下，碳钢和低合金钢焊接接头附近发生的表面开裂，是碱应力腐蚀开裂的另一种特殊情况。损伤形态 碳酸盐应力腐蚀开裂常见于焊接接头附近的母材，裂纹平行于焊缝扩展，有时也发生在焊缝金属和热影响区； 易在焊接接头的缺陷位置形成开裂，裂纹细小并呈蜘蛛网状； 裂纹主要为沿晶型，裂纹内一般会充满氧化物。 敏感材料 碳钢、低合金钢。,3.2碳酸盐应力腐蚀开裂,主要影响因素 应力水平：在残余应力并非很高的部位，如未进行焊后消应力热处理的焊接接头、冷加工变形区域发生开裂； pH值和碳酸盐浓度：随pH和碳酸盐浓度的增加，开裂敏感性增加。典型开裂组合阈值有pH9.0且CO32-100ppm，或8400ppm； 如果物料含氰化物时，开裂敏感性增加； 气体净化装置中二氧化碳浓度超过2%（质量比）时，温度高于93时才会发生开裂； 物料含水，硫化氢浓度不低于50ppm，且pH不低于7.6时，设备和管线即可能发生开裂。,3.2碳酸盐应力腐蚀开裂,易发生的装置或设备 a) 催化裂化装置主分馏塔塔顶冷凝系统和回流系统，及下游的湿气压缩系统，和这些工段排出的酸性水管线、设备； b) 制氢装置的碳酸钾、钾碱和二氧化碳脱除系统的设备、管线； c) 乙烯裂解装置：压缩系统的碱洗塔釜及塔釜碱液循环管道、塔釜废碱排出管道。,3.2碳酸盐应力腐蚀开裂,主要预防措施对焊接接头(包括修补焊接接头和内、外部构件焊接接头)进行焊后消除应力热处理； 敷设涂层，或选用奥氏体不锈钢、复合材料、镍基合金、其它耐蚀合金代替碳钢； 热碳酸盐系统中在热处理或蒸汽吹扫前，应采用水冲洗未进行焊后热处理的管线和设备； 在制氢装置二氧化碳脱除单元的热碳酸盐系统，可以使用偏矾酸盐来防止开裂，但须注意缓蚀剂的剂量和氧化情况。,3.2碳酸盐应力腐蚀开裂,检测/监测方法a) 工艺的微小变化可能导致偶然性的快速开裂，对开裂本身进行监测并不可行，通常只定期检测催化裂化装置酸性水中的pH值和CO32-浓度以确定开裂的敏感性； b) 目视检测、磁粉检测、漏磁检测，不宜采用渗透检测； c) 超声波横波检测除可以检测是否存在裂纹，还可对裂纹自身高度进行测定； d) 声发射检测可以用于监测裂纹活性，确定裂纹是否处于扩展状态。相关或伴随的其它损伤模式碱应力腐蚀开裂、胺应力腐蚀开裂。,环境开裂,3.4碱应力腐蚀开裂,损伤描述及损伤机理 暴露于碱溶液中的设备和管道表面发生的应力腐蚀开裂，多数情况下出现在未经消除应力热处理的焊缝附近，它可在几小时或几天内穿透整个设备或管线壁厚。 碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应： 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 在这个反应中，氢氧化钠起着催化作用，反应生成的Fe3O4覆盖在钢的表面，形成一层保护膜，由于过高的局部拉伸应力会使保护膜遭到破坏，在金属表面形成最初的腐蚀裂纹，氢氧化钠富集在裂纹中，形成电化学腐蚀。裂纹的尖端区域成为阳极，而裂纹周围的保护层成为阴极，形成小阳极大阴极的结构，再加上拉伸应力的作用，使裂纹迅速扩展，最终导致断裂。 损伤形态 a) 碱应力腐蚀开裂通常发生在靠近焊缝的母材上，也可能发生在焊缝和热影响区； b) 碱应力腐蚀开裂形成的裂纹一般呈蜘蛛网状的小裂纹，开裂常常起始于引起局部应力集中的焊接缺陷处； c) 碳钢和低合金钢上的裂纹主要是沿晶型的，裂纹细小并组成网状，内部常充满氧化物； d) 奥氏体不锈钢的开裂主要是穿晶型的，和氯化物开裂裂纹形貌相似，难以区分。敏感材料 碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、镍基合金。,3.4碱应力腐蚀开裂,主要影响因素 浓度：碱浓度超过5%（质量比）时开裂可能发生，随着碱浓度的增加开裂敏感性增加。存在浓缩条件时(如：干湿交替、局部加热或高温吹汽等)，50100ppm的碱浓度就足以引起开裂； 温度：一般发生在46以上，温度上升开裂敏感性增加； 残余应力：焊接或冷加工（如弯曲和成型）导致的残余应力为开裂提供了应力条件，通常认为应力要达到屈服应力开裂才会发生； 伴热：工厂经验表明，有伴热的管线开裂可能性较高。,3.4碱应力腐蚀开裂,易发生的装置或设备 a) 碱处理的设备和管线，包括脱H2S和脱硫醇装置，硫酸烷基化和氢氟酸烷基化装置中使用的碱中和设备； b) 伴热设置不合理的设备及管线； c) 经蒸汽清洗的碱处理设备； d) 锅炉； e) 乙烯裂解装置裂解与急冷系统：急冷水塔釜急冷水回流流程，包括急冷水塔釜及相连管道；工艺水汽提塔塔釜工艺水部分回流、部分去稀释蒸汽发生系统流程，包括工艺水汽提塔釜、蒸汽发生器底部、凝液分离罐底部、换热器管壳程及流程相连管道。,3.4碱应力腐蚀开裂,主要预防措施a) 合理选材； b) 焊后热处理； c) 对未焊后热处理过的碳钢管线和设备在蒸汽吹扫前应水洗，避免直接进行蒸汽吹扫，或只使用低压蒸汽进行短时间吹扫，缩短暴露时间； d) 优化设计和注入操作来使碱在进入高温原油预热系统前能够与原油充分混合。,3.4碱应力腐蚀开裂,检测/监测方法a) 目视检测、磁粉检测、射线检测、涡流检测或漏磁检测等技术来检测裂纹，检查前应对检测表面进行清理； b) 通常裂纹中充满垢物，不宜采用渗透检测； c) 裂纹自身高度可以采用超声波端点衍射技术等方法进行测量； d) 声发射检测可以用于监测裂纹是否在扩展。相关或伴随的其它损伤模式胺应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂。,环境开裂,3.6胺应力腐蚀开裂,损伤描述及损伤机理 钢铁在拉伸应力和碱性有机胺溶液联合作用下发生的应力腐蚀开裂，是碱应力腐蚀开裂的一种特殊形式。 损伤形态 a) 多发生在设备和管线接触介质部位的焊接接头热影响区，在焊缝和靠近热影响区的母材高应力区也可能发生； b) 热影响区发生的开裂通常平行于焊缝，在焊缝上发生的开裂既可能平行于焊缝，也可能垂直于焊缝； c) 表面裂纹的形貌和湿硫化氢破坏引发的表面开裂相似； d) 胺应力腐蚀裂纹一般为沿晶型，在一些分支中充满了氧化物。 敏感材料 碳钢、低合金钢。,3.7湿硫化氢破坏,损伤描述及损伤机理 在含水和硫化氢环境中碳钢和低合金钢所发生的损伤过程，包括氢鼓泡、氢致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂四种形式。 a) 氢鼓泡：金属表面硫化物腐蚀产生的氢原子扩散进入钢中，并在钢中的不连续处(如夹杂物、裂隙等)聚集并结合生成氢分子，造成氢分压升高并引起局部受压，发生变形而形成鼓泡； b) 氢致开裂：氢鼓泡在材料内部不同深度形成时，相临的鼓泡会连接在一起，形成台阶状裂纹为氢致开裂； c) 应力导向氢致开裂：在焊接残余应力或其他应力作用下，氢致开裂沿厚度方向不断连通并形成最终暴露于表面的开裂； d) 硫化物应力腐蚀开裂：由于金属表面硫化物腐蚀过程中产生的原子氢吸附造成的一种氢应力开裂。 损伤形态 a) 氢鼓泡：在钢材表面形成独立的小泡，小泡与小泡之间一般不会发生合并； b) 氢致开裂：在钢材内部形成与表面平行的台阶状裂纹，裂纹一般沿轧制方向扩展，不会扩展至钢的表面； c) 应力导向氢致开裂：一般发生在焊接接头的热影响区部位，由该部位母材上不同深度的HIC沿厚度方向的连通而形成； d) 硫化物应力腐蚀开裂：在焊缝热影响区表面起裂，并沿厚度方向扩展。 敏感材料 碳钢、低合金钢。,3.7湿硫化氢破坏,主要影响因素 a) pH值：溶液的pH值小于4，且溶解有硫化氢时易发生湿硫化氢破坏。此外溶液的pH值大于7.6，且氢氰酸浓度20ppm并溶解有硫化氢时湿硫化氢破坏易发生； b) 硫化氢分压：溶液中溶解的硫化氢浓度50ppm时湿硫化氢破坏容易发生，或潮湿气体中硫化氢气相分压大于0.0003MPa时，湿硫化氢破坏容易发生，且分压越大，敏感性越高； c) 温度：氢鼓泡、氢致开裂、应力导向氢致开裂损伤发生的温度范围为室温到150，有时可以更高，硫化物应力腐蚀开裂通常发生在82以下； d) 硬度：硬度是发生硫化物应力腐蚀开裂的一个主要因素。炼油厂常用的低强度碳钢应控制焊接接头硬度在HB 200以下。氢鼓泡、氢致开裂和应力导向氢致开裂损伤与钢铁硬度无关； e) 钢材纯净度：提高钢材纯净度能够提升钢材抗氢鼓泡、氢致开裂和应力导向氢致开裂的能力； f) 焊后热处理：焊后热处理可以有效地降低焊缝发生硫化物应力腐蚀开裂的可能性，并对防止应力导向氢致开裂起到一定的减缓作用，但对氢鼓泡和氢致开裂不产生影响； g) 如果溶液中含有硫氢化铵且浓度超过2%（质量比）会增加氢鼓泡、氢致开裂和应力导向氢致开裂的敏感性； h) 如果溶液中含有氰化物时，会明显增加氢鼓泡、氢致开裂和应力导向氢致开裂损伤的敏感性。,3.7湿硫化氢破坏,易发生的装置或设备 a) 装置：常减压装置、加氢装置、催化裂化装置、延迟焦化装置，制硫装置的轻油分馏系统和酸性水系统，乙烯裂解装置的压缩系统以及裂解与急冷系统的急冷部分等； b) 设备：未采用抗氢致开裂钢制造的塔器、换热器、分离器、分液罐、球罐、管线等。,3.7湿硫化氢破坏,主要预防措施a) 选用合适的钢材或合金，或设置有机防护层； b) 用冲洗水来稀释氢氰酸浓度； c) 采用高纯净度的抗氢致开裂钢； d) 限制焊缝和热影响区的硬度，应不超过HB 200； e) 焊接接头部位进行焊后消除应力热处理； f) 使用特殊的缓蚀剂。,3.7湿硫化氢破坏,检测/监测方法湿荧光磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声横波检测、硬度测定、金相分析等。相关或伴随的其它损伤模式氢脆、胺应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂。,环境开裂,3.10氢脆,损伤描述及损伤机理 腐蚀过程中化学反应产生的氢或材料内部的氢，以氢原子形式渗入高强度钢，造成材料韧性降低，在材料内部残余应力及外加载荷应力共同作用下发生脆性断裂。 损伤形态 a) 氢脆引起的开裂以表面开裂为主，也可能发生在表面下； b) 氢脆发生在高残余或三向应力的部位（缺口、紧缩）； c) 断裂时一般不会发生显著的塑性变形； d) 强度较高的钢氢脆开裂一般形成沿晶裂纹。敏感材料 碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、镍基合金。,3.10氢脆,主要影响因素 a) 同时满足以下三个条件时氢脆易发生：钢或合金中的氢达到临界浓度，钢及合金的强度水平和微结构对脆断敏感，残余应力和外加载荷共同作用造成的应力高于氢脆开裂的临界应力； b) 氢的来源：焊接、酸溶液清洗和酸洗、高温氢气环境、湿硫化氢或氢氟酸环境、电镀、阴极保护； c) 温度高于82时氢脆通常不会发生； d) 氢脆在静态载荷下对断裂韧性的影响较大，材料中渗入足够多的氢且承受一定的应力时，失效会迅速发生； e) 渗氢量取决于环境、表面化学反应和金属中存在的氢陷阱(如微观不连续、夹杂物、原始缺陷或裂纹)； f) 厚壁部件更容易发生氢脆； g) 材料强度增加，氢脆的敏感性增加； h) 相对于同样强度的回火马氏体，珠光体材质更容易发生氢脆。,3.10氢脆,易发生的装置或设备 a) 催化裂化装置、加氢装置、胺处理装置、酸性水装置和氢氟酸烷基化装置中在湿硫化氢环境下服役的碳钢管线和容器； b) 采用高强度钢制造的球罐； c) 高强度钢制螺栓和弹簧十分容易发生氢脆，甚至在电镀过程中渗入氢并发生开裂； d) 加氢装置和催化重整装置的铬钼制反应器、缓冲罐和换热器壳体，尤其是焊接热影响区的硬度超过HB 235的部位。,3.10氢脆,主要预防措施 a) 选用低强度钢，或采用焊后热处理降低残余应力和硬度； b) 在焊接过程中，选用低氢焊材，并使用干电极和预热工艺。如果氢可能渗入金属，可在焊接前采用预热至204或更高的方法把氢释放出来； c) 对在高温临氢环境下工作的设备和管线，停工时必须先降压后降温，开工时必须先升温后升压； d) 对设备和管线内部施加涂层、堆焊不锈钢或设置其他保护衬里。,3.10氢脆,检测/监测方法 a) 采用无损检测，如磁粉检测或渗透检测来检查有无表面开裂； b) 超声波横波检测可用检查材料内部有无氢脆裂纹，也可用于从设备外壁检测内壁有无裂纹。相关或伴随的其它损伤模式 无。,环境开裂,3.12连多硫酸应力腐蚀开裂,损伤描述及损伤机理 在停工期间设备表面的硫化物腐蚀产物，与空气和水反应生成连多硫酸(H2SxO6，x=36)，对敏化后的奥氏体不锈钢（如焊接接头热影响区）易引起应力腐蚀开裂，一般为沿晶型开裂。这种开裂与奥氏体不锈钢在经历高温阶段时碳化铬在晶界析出，晶界附近的铬浓度减少，形成局部贫铬区有关。损伤形态 易发生在奥氏体不锈钢的敏化区域，多为沿晶型开裂，开裂可能在短短几分钟或几小时内迅速扩展穿透管道和部件的壁厚。多见于集聚有硫铁化物腐蚀产物的奥氏体不锈钢设备及管道上，一旦暴露在空气和水中极易产生开裂。敏感材料 奥氏体不锈钢、镍基合金。,