再生器材质腐蚀开裂的阴极保护研究

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1、天津大学硕士学位论文再生器材质腐蚀开裂的阴极保护研究姓名：刘春阳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张毅民;刘建明20050601摘要国内炼油企业催化裂化装置再生系统设备相继发现大量裂纹。裂纹大部分发生在焊缝部位和保温钉焊点部位，不少为穿透性裂纹。据文献报导及实验研究证明，再生系统设备开裂为低碳钢在硝酸盐介质中应力腐蚀开裂(硝脆)所致。应力腐蚀丌裂是危害最大的一种腐蚀形态，设备焊缝的应力腐蚀开裂是一种快速的、危险的开裂过程，应积极采取有效的措施。现在防护措施有提高再生系统设备壁温、工艺措施、合理选材、控制设备综合应力水平等。低碳钢在硝酸盐中存在确定的下临界电位，因而如外电位

2、低于下临界电位，则将不产生应力腐蚀，即通过阴极保护可以防止硝脆。阴极保护可通过外加电流、安装阳极、喷涂活性金属涂层，由于再生系统设备体积庞大且腐蚀性介质复杂不稳定，故采用活性金属涂层方法进行阴极保护实验。设备裂纹大部分发生在焊缝部位，所以选用四点弯曲应力腐蚀试样，两个试样组成一个试样对，由螺钉加载，试样中间带焊缝。腐蚀溶液选角硝脆最苛刻的腐蚀介质60％Ca(N03)2+3％NH4N03溶液，进行硝脆的加速试验。试样表面经喷砂处理后，用电弧喷涂方法在不同试样表面分别喷涂活性金属锌、铝，金属涂层厚度分剐选为0．100mm、0．200mm、0．300ram。实验表明低碳钢表面喷涂适当厚

3、度的锌、铝金属涂层可延缓在硝酸盐介质中产生应力腐蚀丌裂时间；相同厚度的锌、铝涂层，锌涂层比铝涂层保护时间要长得多；同样金属涂层，保护的时间随着涂层厚度增加而延长。实践应用证明提高再生系统设备壁温高于烟气露点，是防止设备材质开裂最有效的防护措施。但在实际生产过程中往往由于开停车、生产操作的波动，时而造成设备壁温低于烟气露点。某些炼油企业催化裂化再生系统在采取提高设备壁温的防护措施后，也出现了裂纹。由于活性金属涂层的厚度是有限的，不能单独使用，但可与提高壁设备温联合使用，可大大延长再生系统设备使用寿命，这有待于进一步工业应用。关键词：催化裂化再生设备应力腐蚀开裂阴极保护金属涂层ABS

4、TRACTManyCasesofequipmentcrackinghadbeenfoundontheequipmentofFCCregeneratingsystemindomesticrefineryplantsatpresent．Themostofequipmentcrackingusuallyoccurredonweldinglineandweldingpointofbudforline．Theinvestigationfromtheliteraturereportsandlaboratoryresearchshowedstresscorrosioncrackingofthe

5、soilsteelinthenitratemedium(nitrateembrittlement)wasthemaincauseofequipmentcrackingintheFCCregeneratingsystem．Stresscorrosioncrackingwasthemostdangerouscorrosiontype．Sincethestresscorrosioncrackingoftheweldinglineontheequipmentwasakindofrapidanddangerouscrackingprocedure，et五cientmeasuresshoul

6、dbeactivelytaketoovercome．Now,theprotectivemeasuresincludedraisingthewalltemperatureofregeneratingequipment，improvingontechnologyprocess，selectingreasonablematerial，andcontrollingcomprehensivestressleveloftheequipment，etc．SoftsteelhadadefinitelowercriticalelectricpotentialwhenitWaSinthenitrat

7、esolution，iftheexternalpotentialwaslowerthanthelowercriticalpotential，therewouldbenostresscorrosion．Namelycathodicprotectioncouldpreventnitrateembrittlement．Cathodicprotectioncouldbemadethroughaddingexternalelectricity,installingsacrificialan