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时间:2018-07-29
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1、炼油装置加热炉的腐蚀及应对措施专论石油化工腐蚀与防护Corrosion&ProtectioninPetrochemicalIndustry2012,29(4)·11·周庆(中石化广州工程有限公司,广东广州510620)摘要:加热炉是炼油生产装置的主要设备之一,除了加热炉的热效率和烟气污染物排放量控制之外,随着炼油装置运行周期的延长,加热炉的长周期运行越显得重要。炼油装置加工高硫、高酸、重质等劣质原油后,结焦和腐蚀问题已成为影响加热炉长周期运行的重要影响因素之一。列举了炼油装置加热炉存在的不同类型腐蚀案例,包
2、括蒸馏装置常压炉对流段急弯弯头腐蚀减薄、焦化装置加热炉炉管表面高温氧化硫化腐蚀、减粘加热炉辐射炉管急弯弯头冲蚀减薄、减粘加热加热炉烟气硫酸露点腐蚀等,探讨从选材、结构设计、生产操作、检查维护等各炉热电偶护套腐蚀、方面采取措施以提高加热炉耐腐蚀性,以及通过合理工艺和检查维护等确保加热炉正常运行。关键词:炼油加热炉腐蚀对策文章编号:1007-015X(2012)04-0011-05中图分类号:TE985.9文献标识码:A不论是被加热物料中包含的腐蚀介质,还是燃料中生成的腐蚀介质都会在加热炉炉管内外、——————
3、—————————————————————————————————————————空气预热器、炉膛、烟道及附件等部位产生各式各样的腐蚀。从工厂实践经验看,硫引起的腐蚀是其他介质如氢炼油装置加热炉腐蚀的主要类型,气、氧气、氯、环烷酸、金属钒(V)、碱等也会引起加热炉的腐蚀问题,另外机械冲刷对腐蚀过程的加速作用也不容忽视。1炼油装置加热炉腐蚀案例1.1蒸馏装置常压炉对流段急弯弯头腐蚀常压炉F101对流段工况:管内介质:拔头原油;温度:260℃;压力:1.2MPa;材质:碳钢(10#);90°-Φ152×10-1
4、52;管内流速0.35m/规格:25-Ⅱs(流量78t/h)。投用13a后,切开弯头,发现受冲见图1,内表面有很多的坑,并刷的部分减薄明显,且在内部减薄最明显的部位覆盖有一层光滑的黑色膜。对该层黑色膜进行电子探针能谱分析显示S为该层膜主要是有机物,其他元素Fe为22%、14.95%,从其比例来看,主要是FeS。分析结果表明弯头腐蚀减薄主要是管内高温硫腐蚀+冲刷腐蚀引起的。通过对弯头不同部位进行测厚,见图2图2弯头外弯不同部位测厚点分布图1Fig.1减薄弯头环向剖面Profileofthinningelbow
5、ring———————————————————————————————————————————————Fig.2Elbowbendindifferentpartsofthicknessmeasuringpointsmaps6、7和表1,测厚结果显示最薄部位主要分布在5、线上(即弯头中间受90°冲刷部位,宽约100mm),收稿日期:2012-04-18;修改稿收到日期:2012-05-26。最薄处仅厚2.5mm,经核算最大平均腐蚀速率为作者简介:周庆(1972-),1997年毕业女,工程师,浙江奉化人,0.5
6、8mm/a,最小平均腐蚀速率为0.13mm/a,两者于西安石油学院机械系石油化工设备与机械专业,现从事石油相差超过3.5倍。化工压力容器及工业炉设计工作zhouq.lpec@sinopec.com·12·表1Table1石油化工腐蚀与防护腐蚀减薄弯头外弯不同部位测厚数据第29卷Corrosionthinningofelbowbendindifferentpartsofthicknessmeasurementdatamm1.2焦化装置加热炉炉管高温腐蚀101/2炉投用8a后,焦化炉H-北面有7根性比较大,在出
7、现湍———————————————————————————————————————————————流的情况下管壁有凹坑等缺陷部位处将出现气蚀现象。Cr9Mo炉管正常部位组织为铁素体+贝氏体,金相分析结果看出,因长期使用,其金相组织已发生变化,有大量的碳化物析出,见图4,导致耐冲刷能力下降。而烧焦工艺过程一般一年一次,最多几次,每次仅为30h,烧焦过程的冲刷造成的壁厚减薄仅占整个壁厚减薄的很少部分,所以烧焦工艺不是本起失效的主要原因。辐射段炉管运行过程中出现外表面片状脱落现象。该炉管材质为Cr5Mo/Cr9M
8、o;加热介质为热渣油,介质入口温度360℃,出口温度500℃;炉膛温度在703~773℃之间,而北面炉膛的温度在742℃左右。对剥落片截面进行扫描电镜形貌观察,发现剥落片截面总厚度约为1.5mm,内层(指靠近炉管母材部分)约厚1.1~1.2mm,其密度高,外层约厚0.3~0.4mm,结构疏5#)成分进行化学松。在截面的不同部位(1#-S,Na,Cr,Si,Mg等,检测出的元素有Fe,分析,9.由外到里S的质量分数
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