西汽提装置塔1穿孔分析

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1、联合三车间关于西汽提装置塔-1穿孔的分析报告2008年9月26FI晚18:45分，西汽提装置班长刘伟清在正常巡检中突然闻到有硫化氢气味，他立即警觉起来，经过对装置内各处含硫化氢介质危险点的仔细排斉，终于发现是硫化氢汽提塔-1的屮段有气体喷出。经紧急汇报车间和调度，装置立即停工处理，避免了事件的恶化。装置停工后拆保温检查，是位于塔盘板第二十八层与第二十九层之间的塔体穿孔，穿孔位置刚好在4）1200塔体钢板环焊缝上约2mm的距离（如图），属于焊缝热影响区。经对漏点周围的塔壁测焊结果显示，漏点旁边的塔壁最薄处只有2.5mm（图屮粉红色小圆圈处），漏点焊缝下部分塔体壁厚最薄处为3.0画（图中粉红色大圆

2、圈处），周围塔体壁厚最薄处为4.3mm（图中粉红色方框内）。在图中粉红色方框以外部位的塔体厚度均为9.8i™以上；呈现局部腐蚀的特征。其后，我们扩大塔体测厚范围，在同一块塔板对面的位置，靠近人孔部位塔体检测到最薄4.3mm的壁厚。在塔2000*12段，对塔热进料（分别为十八层和二十四层塔盘板）附近，以及塔底重沸器返回口附近的各上下两圈塔体壁厚测量，检测到在二十三层塔盘板附近的塔壁焊缝附近有减薄，最薄5.3mm。其余部位未见减薄。针对硫化氢汽提塔的工况，主要是以湿硫化氢环境下的应力腐蚀开裂破坏形式为主。一般认为，湿硫化氢环境中的开裂有氢鼓泡（HB）、氢致开裂（HIC）、硫化物应力腐蚀开裂（SSC

3、C）和应力导向氢致开裂（S0HTC）等四种形式。且我们的测厚结果显示塔体减薄到多为5"6mm,我们怀疑为塔壁板夹层，故对塔体做了超声波检测（UT）,检测到在塔上部（1）1200*10的塔盘板以上部位，主要是在塔填料段，奋1500H1H1高的塔体钢板奋夹层(再往上部位未检测)，夹层部位在钢板5rmn的部位，与测厚结果相吻合。如上图，在塔人孔部位附近塔体壁厚检测到减薄为4.3mm，但拆开人孔，目测到塔壁内人孔附近并无明显的坑点腐蚀迹象，证实丫我们的推测。基于测厚和超声波检测结果，我们分析硫化氢汽提塔T-1的穿孔主要是焊缝热影响区局部的材料缺陷引起，其它部位的腐蚀应是仍以应力腐蚀开裂为主，再增加检测

4、点数也是相同的结果，经与机动处专业人员探讨，并请示机动处领导，对漏点附近的塔体及已经检测到减薄的部位进行贴焊处理，并对焊缝进行焊后热处理。其它部位不再检测，恢复生产，待明年二月份的装置大修时再做处理。硫化氢汽提塔T-1是污水汽提装置的关键设备，投用于1999年，由茂石化机械厂制造，塔体材质16MnR，规格：4>2000/1200*34900*12/10。工艺介质主要为硫化氢、气氨及水。该塔共有三十层塔盘板，其中，二十四层塔盘板以下塔体规格为4)2000*12:第二十五层塔盘板以上塔体规格为(1)1200*10。中间有一段长700mm的*2000/(1)1200*14锥体过渡段。三十层塔盘板以上

5、有两段填料段。这台设备在装置2005年停汽人修时曾作过压力容器检验，在对塔中部、锥体段及上部的超声波检测中，均未发现超标缺陷，评定为I级。2007年装置停汽技措改造时，考虑到塔在05年检测中未发现缺陷，为控制修理费，未开盖检查。根据硫化氢汽提塔的操作工况，我们分析出现如此严重腐蚀的原因有以下几点：1、装置超设计浓度，超负荷运行。西汽提装置原设计能力100t/h,设计原料含硫污水浓度：H2S彡lOOOOppm,NH3彡lOOOOppm。但随着公司原油劣质化的不断加深,近几年含硫污水硫化氢浓度一直在1500(Tl8000ppm,氨在15000〜20000ppm之间，远超设计浓度。此外，由于厂内新建

6、装置增加，含硫污水量增多，装置于2005年进行了扩能改造，在塔体直径和塔盘间距不变的前提下，将塔1的浮阀塔盘更换为河北工业大学的专利产品立体传质塔盘，装置处理能力也由100t/h扩人为150t/h,实际达到185t/ho塔内汽液相负荷急剧增大。污水汽提装置中影响腐蚀的最重要因素是介质中H2S的浓度，其腐蚀性随着H2S浓度的增大而增强。另外CN浓度也是影响腐蚀的重要因素之一。CN能溶解FeS保护膜,从而加速H2S的腐蚀，因此随着CN"浓度的增加，对设备的腐蚀影响也越大，当CN浓度大于500mg/L时，促进腐蚀的作用明显增强。但从我们分析含硫污水的情况(2008.10.7采样)如表所示，浓度并不高

7、。含硫污水H2SNH3CN'cr浓度(mg/1)17228221650.0112.952、塔体选用材质有不当。16MnR作为我国压力容器用钢的主要钢种被广泛使用。但近年来，随着含硫原油加工的不断增多，16MnR钢发生失效破坏的事例也不断增多。研宄表明，锰元素在钢材屮以MnS化合物的形态存在，其在钢材的生产和焊接过程屮容易产生偏析，形成富锰带，导致马氏体/贝氏体组织增加，显微硬度增高。当锰含量大于1