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《常压塔塔顶系统设备腐蚀原因分析及对策1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、二氧化碳气化器设备腐蚀原因分析2009年04月24日一、概况2009年03月，我单位在对江苏泰兴华扬液碳有限公司，食品级二氧化碳提纯装置检验过程中，发现二氧化碳气化器下管箱短节厚度异常。经内部宏观检查，发现该管箱底部沉积有大量深绿色的块状物（见图1）、管箱短节下部有大量腐蚀坑，腐蚀坑伴有大量纵向可见裂纹（见图2）、短节与封头连接的环缝呈现同方向滚齿状腐蚀沟槽（见图3）。经金相分析发现该容器的主要技术参数为：管程壳程设计压力MPa4.204.20设计温度℃100100使用压力MPa4.004.00使用温度℃＜100＜100介质二氧化碳气、微量水气液二氧化碳、油水材质换热管00C
2、r17Ni14Mo2；管箱0Cr18Ni9壳体16MnR；管板0Cr18Ni9-II厚度mm换热管3.0；管箱1616；85注：该容器于2003年10月投入使用，2006年02月因换热管泄漏，委托原制造单位将0Cr18Ni9的换热管，全部更换成00Cr17Ni14Mo2换热管。工艺流程：地采气体二氧化碳—气化器—蒸馏塔—热交换器—脱硫塔（氧化铁）—加氧—催化塔（氯化钯）—气化器—塔后水冷器。原因分析1、封头底部沉积物地采二氧化碳存在有少量的H2S和烷烃类气体，该厂工艺采用氧化铁脱硫和烷烃类气体在氯化钯催化作用下与氧气产生无火焰的燃烧去除烷烃类气体。由于催化剂和氧化铁都是以粉末
3、状存在于脱硫塔、催化塔，所以在高速二氧化碳气体的带动下会部分带到气化器，形成沉积。2、形成腐蚀坑的原因0Cr18Ni9材料形成腐蚀坑的原因主要是含有氯离子的水。水主要来源于烷烃类气体中的H与氧燃烧生成。氯离子主要来源于通常有两个方面,一方面是原气的无机盐,主要是氯化镁和氯化钙在一定温度下水解生成。另一方面是为去除烷烃类气体所使用的催化剂氯化钯,这些氯化物在一定温度下分解生成HCl溶解于水形成游离氯离子。该容器制造时管箱经过酸洗钝化处理，理论上钝化膜可以阻止新鲜金属表面与筒内介质接触发生新的化学反应。但由于高速流的的二氧化碳气体中夹带有颗粒状的催化剂和氧化铁，对管箱内壁不断冲刷
4、，致使钝化膜不断被破坏，使筒体金属处于活化态。活化态金属与游离氯离子接触反应生成溶于水的FeCl2，从而形成最初的点蚀源。由于FeCl2可溶性，不能在金属表面形成稳定的保护膜，点蚀源内的金属始终处于活化状态，氯离子点蚀在不断扩大，继而形成宏观的腐蚀坑。3、腐蚀坑内形成裂纹的原因在用压力容器常见裂纹都是应力腐蚀产生的。根据应力腐蚀形成的条件，必须有应力存在和腐蚀介质同时存在。管箱内钝化未被破坏的部分，虽然存在应力由于腐蚀坑内金属失去了钝化膜的保护，使腐蚀坑内的金属始终处于活化状态对于圆筒形容器其径向应力是轴向应力的2倍，这与宏观裂纹的方向一致。而焊缝敷容金属的强度一般都大于母材
5、金属，所以应力一般比母材大，这与焊缝及热影响区腐蚀最严重一致。氯离子生成水溶性的FeCl21、总结洛阳石化分公司常减压装置是按加工低硫、低酸值中原原油设计的,常压塔塔体及封头材质均为Ａ3Ｒ,壁厚18ｍｍ/20ｍｍ,进料温度360℃。常压塔塔顶换热器经1996年改造后管程介质为常顶油气,壳程介质为原油,管束材质为10钢。2000年管束材质改为316Ｌ,2002年因腐蚀泄漏又改用碳钢。近年来,加工的原油由低硫、低酸值的中原原油和新疆原油逐步改变为以管输混合进口的高硫原油为主,进装置原油硫质量分数最高达1.09%,常压塔顶系统的设备腐蚀加剧,已严重影响了装置的长周期运行。 1
6、腐蚀状况 1.1塔顶换热器 常压塔塔顶换热器采用3台Ｕ形管并联的形式,由于频繁出现泄漏,于2000年将其管束材质由10钢升级为316Ｌ。但在2002年检修时发现换热器又发生严重泄漏,无法继续使用。在所取换热管的表面没有明显变形和减薄,外壁的腐蚀程度较轻,但存在Φ2～Φ4ｍｍ的蚀孔,在管束弯曲部位出现了穿透性裂纹。为此,在装置开工后,又将换热器管束材质改用10钢,但是在运行过程中又多次出现内漏,泄漏部位大多集中在换热管和管板与换热管的焊缝区。 1.2常压塔顶 常压塔顶的腐蚀主要集中在常压塔上部5层塔盘、塔体及部分挥发线等部位,2002年测定的各主要部位的
7、挂片腐蚀数据见表1。塔顶日常运行中的腐蚀监测数据表明,在塔顶低温系统、塔顶挥发线近换热器部位及塔顶油气出口附近塔壁腐蚀最为严重,挥发线腐蚀速率高达1.3ｍｍ/ａ。塔顶封头由于贴衬不锈钢腐蚀较轻,但未贴衬的部位,如塔顶油气出口及贴衬不锈钢板下部塔壁腐蚀严重,腐蚀速率最高达1.8ｍｍ/ａ。2腐蚀原因分析 常压塔塔顶换热器和常压塔顶所处的腐蚀环境是典型的低温小于120℃HClH2SH2O腐蚀环境,即腐蚀主要是由于原油中所含氯化物及活性硫化物分解形成的HCl、H2S在塔顶120℃以下区域和水蒸气一起冷凝并溶解
