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催化裂解管線腐蝕分析與治理

2019-03-28 13:57:13 作者：本網整理來源：設備管理與防腐分享至：

本文討論某煉廠催化裂解及酸性水裝置設備管線出現嚴重腐蝕，在研究腐蝕機理后，采取防腐蝕措施，有效延緩腐蝕速度的案例。

1雙提升管催化裂化裝置腐蝕漏點概述

某煉廠雙提升管催化裂化裝置自2003年5月開工，到2009年6月發現氣壓機二級冷卻器后的管線漏，之后漏點陸續出現遍布氣壓機一段出口至三段出口及一、二級脫液線，裝置被迫停工。6月15日更換管線。2010年4月再次更換二級冷卻器后管線。

氣壓機管線在一段出口至三段出口及一脫液線出現嚴重腐蝕。腐蝕點集中在焊口處、焊接熱影響區，腐蝕漏點形狀為點狀及細小裂紋。

管線彎頭部位的腐蝕漏點

2原因分析

2005年1月至2009年6月未出現漏點，而更換的新管線僅僅使用8個月就出現多處漏點，說明可能是富氣成分發生變化。我們找出四年氣壓機操作參數對比，發現富氣量減少與腐蝕存在一定關系。推斷回煉汽油減少或富氣量減少導致凝縮油硫化物濃度增加，從而導致設備、管線腐蝕速度加快。

TMP裝置富氣壓縮機級間凝縮油的主要成分和工作條件如表。

3腐蝕機理：

富氣經氣壓機壓縮后通過一級冷卻器冷凝析出凝縮油、水、H2S，在濕的硫化氫環境中，H2S與鋼發生電化學反應：

陽極反應Fe→Fe2﹢+2e

陰極反應2H﹢+2e→2H→H2

在正常條件下，鋼的表面形成分子氫，如果腐蝕速度不快的話，鋼會慢慢的腐蝕掉。當管線、罐體存在硫化物垢膜時，硫化物會成為負催化劑，抑制原子氫生成分子氫，結果原子氫滲透進入鋼中，并在晶體結構中聚集，影響鋼的機械特性。這種破壞叫做硫化物應力腐蝕破裂（以下稱SSCC）。

硫化物應力腐蝕破裂受H2S濃度、溫度、溶液PH值及添加劑等環境因素的影響。硫化氫濃度大于20mg/L時會發生硫化氫腐蝕開裂。濕硫化氫在15～70℃范圍內對碳鋼和低合金鋼應力腐蝕開裂影響最大。腐蝕介質PH值增加，鋼在H2S中SSCC破裂穩定性增加，出現破裂的時間增加。富氣中含有的硫化氫在濕環境下，發生電化學作用生成氫原子滲透到金屬內部，溶解于晶格中，導致氫脆，在應力作用下形成開裂，硫化物應力腐蝕破裂，通常發生在焊道、熱影響區等高硬度區。

4整改措施：

01控制環境因素

脫水是防止SSCC的一種有效方法，減少濕H2S腐蝕，降低腐蝕物濃度，氣壓機一、二級中間罐水包內的酸性水每周脫二次。

02提高氣壓機各級冷后溫度

氣壓機出口管線溫度升至85-90℃之后，氣壓機二級冷后溫度為保證機組的正常運行，溫度無法大幅度提高，管線腐蝕情況無明顯改善。

03嚴格控制新配管線焊接質量

控制新配管線焊接質量消除焊接應力，降低焊縫硬度。對腐蝕嚴格的管線進行預制，采取氬弧焊打底，提高焊接質量，焊后采取熱處理工藝。

04洗滌富氣中的硫化物

為進一步降低壓縮富氣中的硫化物濃度，減少腐蝕物的生成，在氣壓機一級出口配1條DN20注氨水管線，注水量為300-400升／小時（5%氨水），降低富氣中的H2S等硫化物濃度，并洗滌管線、罐體硫化物垢膜。

05加強后續處理酸性水裝置設備防腐

后續酸性水裝置設備防腐措施如下：

裝置氨水儲罐原防腐材料是環氧樹脂，在設備檢修時發現罐內防腐層全部脫落，罐體腐蝕嚴重，對罐噴沙除銹用環氧煤瀝青漆進行防腐。

采用耐酸、堿、鹽鈦納米聚合物涂料替代H88型涂料。前期罐所采用的防腐涂層為環氧性H88型涂料，防腐涂層在使用3年后出現多處鼓泡，變硬，失去防腐作用，罐壁母材在運行中陸續產生明顯的腐蝕漏點，而且二座酸性水罐腐蝕漏點集中區域在第五、六圈板材上和焊道附近，正是汽相集中區域處，漏點現象表現出穿透性延長裂紋。

由于酸性水中硫化氫對碳鋼管線焊口腐蝕嚴重，對安全生產造成威脅，已將原料水泵進出入口線、冷、熱進料線，酸性氣線，原料水進罐集合管更換為304材質，取得較好效果，汽提塔熱載體重沸器管束更換為304材質。

5結論

氣壓機管線在采取上述措施前，四個月內出現22處漏點，采取上述措施后8個月出現3處漏點。由此可見上述措施尤其是注氨水能明顯減緩腐蝕速度。

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責任編輯：韓鑫