16mnr钢在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护

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1、大连理工大学硕士学位论文16MnR钢在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护姓名：褚常国申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：彭乔;张炳辉20081201大连理T大学专业学位硕士学位论文摘要炼制高硫原油的过程中，油品中的硫化物随着加工过程的深入进行转化为对设备具有侵蚀性的硫化氢，当硫化氢与液相水或含水介质共存时，形成了湿态硫化氢腐蚀环境。在催化裂化装置的解吸系统存在这种腐蚀环境。16MnR钢在此环境中不仅出现全面(均匀)腐蚀，还能够发生与渗氢现象有关的腐蚀开裂，国外称之为SCC(StressCorrosionCracking)。腐蚀开裂是危害性最大的腐蚀形式之一，有四种表现形

2、式：氢鼓泡、氢致开裂、应力腐蚀开裂、应力导向氢致开裂。在湿硫化氢环境中，16MnR发生硫化物应力腐蚀开裂(SCC)比例约占其它低合金材料发生SCC事故的55％。因此，国内外许多学者对16MnR钢的抗SCC性能、SCC影响因素、SCC腐蚀机理等方面进行了大量研究。本文介绍了16MnR钢制设备使用过程中一些的腐蚀防护方法，特别针对催化裂化装置中使用的16MnR钢制设备在湿H。S环境中的的腐蚀行为进行试验研究：采用挂片试验，测试服役17年的16MnR钢和服役4个月的16MnR钢抗均匀腐蚀能力；通过慢拉伸应力腐蚀试验，研究16MnR钢产生应力腐蚀条件；运用均匀设计试验方法分析

3、H。S含量、CN-l含量、温度和pH值等参量对16MnR钢产生应力腐蚀敏感指数的影响；采用挂片试验，研究催化裂化装置改造前后的防腐蚀能力。研究结果表明，(1)长期处在湿H：S腐蚀环境中的新16MnR钢，其常规机械性能没有发生显著变化。旧16MnR钢制冲击韧性下降，在H：S质量浓度小于0．0316％的情况下仍可继续使用，但要避免交变冲击应力的作用；(2)腐蚀环境中H。S浓度增加，应力腐蚀敏感指数呈线性大幅度增加。PH值增加，应力腐蚀敏敏感指数呈线性常规幅度增加。温度的变化和CN一浓度的变化对16MnR钢的应力腐蚀敏感性的影响不大；(3)在拉应力作用下，H：S浓度较低时不

4、产生应力腐蚀；当质量浓度达到0．0410％时产生应力腐蚀，敏感指数F(A)为63．2％；(4)催化裂化装置中，脱污单元新16MnR钢制设备的腐蚀速率可取0．29mm／a，分馏单元新16MnR钢制设备的腐蚀速率可取0．070mm／a,(5)新脱盐系统适合350万吨年炼油能力的工艺需求，满足16MnR钢制设备的运行需求，节水、节电方面达到环评要求；(6)在HCN+H：S+H20腐蚀环境中，使用BC一2053型中和缓蚀剂效果较好，最佳注入量为25．5mg／L。关键词：16MnR；湿硫化氢：腐蚀；试验；防护16MnR钢在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护TheCorrosionand

5、Protectionof16Ⅳ【nRSteeli11WetH2SEnvironmentAbstractIntheprocessofsulfur-richcrudeoilrefining，sulfideintheoiltranslatestocorrosivehydrogensulfideinoilprocessing．Whenhydrogensulfidecoexistswithwaterorhydratedmedium．thecorrosiveenvironmentwillbeformed．Thecorrosiveenvironmentexistsinthedeso

6、rptionsystemofcatalyticcrackingunit．16MnRsteeloccurnotonlygeneralcorrosionbutalsocorrosioncrackingrelatedtothehydrogenpermeation，whichisnamedSulfideStressCorrosioncracking(SSCC)．Corrosionfracture，whichincludeshydrogenblistering(HB)，hydrogeninducecracking(Hie)，stresscorrosioncracking(See

7、)，stressorientedhydrogeninducecracking(SOHIC)，iSoneofthemostseriouscorrosion，whichmeansgreatdanger．TheprobabilityratioofSSCCto16MnRinthewethydrogensulfideenvironmenttakesabout55％ofalltheaccidentsoflowalloymaterial．Manyresearchersintheworldhavedonealotofworkabouttheinfluencefact