石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护

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1、第37卷第5期2008年9月石油化工设备PETRO-CHEMICAI。EQUIPMENTVoI．37No．5Sept．2008文章编号：1000—7466(2008)05-0096—02石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护姚艾(庆阳市特种设备检验所，甘肃庆阳745000)摘要：针对石油化工设备在湿硫化氢环境下普遍发生的腐蚀现象，通过对硫化氢腐蚀机理的探讨，分析了影响腐蚀的因素，提出了防止硫化氢腐蚀除降低源头介质中硫的质量分数外，还应对设备设计、制造、检验及使用等环节提出要求，才能保证石油化工设备的安全正常运行。关键词：石油化工设备；湿硫化氢

2、；腐蚀；防护中图分类号：TQ050．9文献标志码：BCorrosionofPetrochemicalEquipmentinWetH2SConditionandtheProtectionYAOAi(QingyangInspectionInstitution，forSpecialEquipments，Qingyang745000，China)Abstract：LargecorrosiononpetrochemicalequipmentsoccursundertheconditionofwetH2S．Basedonthesurveyofcorrosi

3、onmechanismbywetH2S，thefactorscausingcorrosionwasana—lysedandmeasuredtopreventsuchcorrosionbyreducingsulfurcontentsfrominletsource．Thekeystepsindesign，fabrication，inspecting，andusagewereintroduced．Keywords：petrochemicalequipment；wetH2S；corrosion；protection2006年8月庆阳市特种设备检验所在对

4、中石油庆阳石化分公司的压力容器进行全面检验时，发现2003年投用的液态烃沉降罐(材质16MnR)罐体内壁表面有氢致鼓包多处，其最大直径约200mm。另外在换热器、异构化装置、液化石油气储罐及富气水洗罐中也发现了鼓包、微裂纹及分层现象。其中一些设备存在的缺陷在原工艺条件下会继续产生和扩展。由于这些缺陷类似且较多，因此对其进行分析研究，提出相应的措施对存在缺陷设备的安全运行有重要意义。l原因分析庆阳石化分公司所用原油中含硫量有时偏高，从设备使用单位的分析数据得知，已出现问题设备的介质中不同程度都含有硫。原油在提炼中虽经脱硫处理但脱硫效果并不稳定，因

5、此，湿硫化氢环境(H2S+H：0型的腐蚀环境)广泛存在于炼油厂原油加工的第一道工序、炼油厂二次加工装置的轻油部位、石油化工催化装置及液化石油气储罐等部位。根据有关文献并结合庆阳石化分公司的实际情况，设备介质中存在硫化氢成分是导致上述压力容器发生腐蚀损坏的根本原因。另外，在使用中也存在着许多引起局部高应力的因素，包括力学或化学损伤，诸如磨损、磨蚀、点蚀、晶间腐蚀、浓差电池腐蚀、缝隙腐蚀等各种形式的局部腐蚀；构件各部分处于不同温度下产生的温差应力；碳、氢、氮、氧等气态碳化物介质扩散进入金属构件内部及存在残余应力等。当应力和腐蚀环境组合时，很容易造成

6、设备的腐蚀与损坏。2腐蚀机理在H：S+Hzo腐蚀环境中，碳钢设备发生均匀腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。开裂的形式包括以下几种。收稿日期：2008—05—09作者简介：姚艾(1967一)，女，甘肃庆阳市人，工程师，从事特种设备安全方面的工作。标准分享网www.bzfxw.com免费下载第5期姚艾：石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护·97·(1)氢鼓泡含硫化合物腐蚀过程析出的氢原子向钢中渗透，在裂纹、夹渣、缺陷等处聚集并形成分子，从而形成很大的膨胀力。随着氢分子数量的增加，对晶格界面的压力不断增高，导致界面开裂形成氢鼓泡。主要分布在设备内壁的浅

7、表面。(2)氢致开裂在钢材内部发生氢鼓泡的区域，当氢的压力继续增高时，小的鼓泡裂纹趋向于相互连接，形成阶梯状特征的氢致开裂，分布在平行于表面方向，钢中MnS夹杂带状组织分布会增加氢致开裂的敏感性。(3)硫化物应力腐蚀开裂湿硫化氢环境中产生的氢原子渗透到钢的内部，溶解于晶格中导致氢脆，在外加应力或残余应力作用下形成开裂。它通常发生在焊缝与热影响区等高硬度区。(4)应力导向氢致开裂在应力引导下，在夹杂物与缺陷处因氢聚集而形成成排的小裂纹沿着垂直于应力的方向发展。它通常发生在焊接接头的热影响区及高应力集中区，如接管处、几何形状突变处、裂纹状缺陷处或应

8、力腐蚀开裂处等。3影响因素pH值接近中性或偏碱性时钢中的氢溶解量最低，否则pH值较低或较高时氢溶解量都较高。环境中氨离子会增加硫化氢应力腐蚀敏感性，且