FT合成装置合成油气脱盐水换热器腐蚀分析

《FT合成装置合成油气脱盐水换热器腐蚀分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第9期一一F-T合成装置合成油气一脱盐水换热器腐蚀分析陈国良，赵盈国，沈建民，王庆(1．宁波市特种设备检验研究院，浙江宁波315100)(2．北方导航控制技术股份有限公司，北京100176)[摘要]某化工厂F_T合成装置合成油气一脱盐水换热器多次出现壳体底部严重腐蚀，本文针对此情况分析了腐蚀成因，提出了从根本上减少此类腐蚀发生的措施。[关键词]F—T合成装置；换热器；合成油气；冷凝液；腐蚀；分析某化工厂F—T合成装置合成油气一脱盐水换热聚，并延伸到设备底部，距离法兰面环焊缝约30器壳程简体靠近管箱部位下部接管处出现泄漏。cm处。此台压力容器全面检验后

2、仅用一年时间，且同类2腐蚀成因分析设备也发生过类似腐蚀泄漏情况。为此对此台压2．I腐蚀机理力容器分析其腐蚀原因，以便推广到同类设备，为设备材料的选用和日常维护和检验提供参考。金属的腐蚀机理有多种，其中电化学腐蚀是该换热器运行参数见表1。．最广泛的一种。当金属置放在水溶液中或潮湿的大气中时，金属表面形成一种微电池，也称腐蚀表l合成油气一脱盐水换热器运行参数电池(其电极习惯称为阴极、阳极)。阳极上发最高T作压力最高T作温度工作介质主体材质生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原壳程壳程壳程壳程反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形(4．0MPa)／(180℃)／(合成油气)／(16M

3、nR)／成原因是金属表面吸附了水分，形成一层水膜，管程(0．6MPa)管程(60℃)管程(脱盐水)管程(16MnR)而使空气中CO，SO，NO等溶解在这层水膜1宏观观察中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金对腐蚀泄漏部位进行切割，观察内表面腐蚀属总是不纯的，如工业用钢铁，实际上是合金、形态，如图I，发现腐蚀呈溃疡沟槽状，主要发渗碳体(Fe，C)及其它金属和杂质，它们大多不生在壳体法兰面焊接接头热影响区部位，焊接接及铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极是铁，阴头未发现明显腐蚀，且腐蚀沟槽开始于法兰面环极是杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀焊缝下半部分，冷凝液流到设备底部后在底部积不断

4、进行。合成油气～脱盐水换热器壳程为合成油气，合成油气中的化学成分主要为CO，H，轻油(液)和水(液)，温度为180℃；管程为脱盐水，温度为60℃。由于靠近管箱侧法兰面处温度低于露点，容易造成合成油气的气体局部过冷，形成含有二氧化碳、有机酸、水等的酸性冷凝液，造成冷却器的电化学腐蚀，在腐蚀过程中，16MnR充当了腐蚀电池的阳极。方程式如下：作者简介：陈国良(1979一)，男，黑龙江人，本科，工程师。在宁波市特种设备检验研究院任检验师。图1学兔兔www.xuetutu.com74一■腐蚀防护石油和化工设备一2013年第16卷Fe+2H20=Fe(OH)2+H2f2_4腐蚀过程分析02+2H

5、2O+4e一一40H一合成油气为F—T合成的主产物，在反应过程中还有一系列伴随反应，生成部分副产物，如2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22H+2e～一H2CO，同时含有少量有机酸，如丙酸、丁酸等，由碳钢作为腐蚀电池的阳极，在酸性冷凝液腐于管程温度低，在法兰面容易造成合成油气中的蚀环境中极易发生吸氧腐蚀，造成筒体局部腐蚀气体局部过冷，使此处温度低于露点，形成含有减薄，严重时发生腐蚀穿孔泄漏。CO、有机酸、HO等酸性冷凝液。合成油气中的2．2腐蚀部位分析CO：含量越高，压力越大，冷凝液中的CO溶解度合成油气一脱盐水换热器壳程筒体靠近管箱越大，冷凝液的腐蚀性越强。部位的下部接管处出现泄

6、漏，主要发生于壳体法强腐蚀性的冷凝液顺着壳体侧的法兰面向下兰面焊接接头热影响区部位，焊接热影响区常见流到冷却器壳体底部，冷凝液在简体下半部停留组织有铁素体、珠光体、魏氏组织、上贝氏体、时间比上部长，因此下半部比上半部腐蚀严重，下贝氏体、粒状贝氏体、低碳马氏体、高碳马氏造成下半部法兰面附近出现一条腐蚀严重的腐蚀体及MA组元等。焊接热影响区最高硬度反映了槽，在冷凝液流到壳程底部后，由于没有及时清焊接热影响区的强度，而焊接热影响区的强度超除掉腐蚀性极强的冷凝液体，积聚下来的腐蚀液高，会导致其塑性降低，从而易形成缺陷(裂纹体对壳程底部造成腐蚀，造成铁离子浓度增加，等)。在一定条件下生成含铁的复

7、合型氧化物，增加了由于该容器发生泄漏部位在简体与接管的焊腐蚀速率，最终导致接管附近出现泄漏。如图3N接部位，常发生应力集中现象，因此这个部位发7。生应力腐蚀的概率较大。对该腐蚀部位进行金相检测，发现腐蚀部位的材料金相组织与正常组织无明显异常，如图2，薏尊判断该腐蚀与应力集中无直接联系。一¨

8、_。一_0．一．_铲，图33解决措施(1)在设计过程中，壳程材料可用奥氏体不锈钢代替碳钢或在碳钢简体内衬不锈钢衬里以阻止冷凝液与敏感材料的接触；(2)使用单