蒸馏常压塔顶09钢换热器腐蚀原因分析.pdf

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1、设备管理蒸馏常压塔顶09钢换热器腐蚀原因分析11212祝德利唐贵川牛聪胡红祥郑玉贵1.中国石油锦西石化分公司葫芦岛1250002.中国科学院金属研究所沈阳110016摘要：通过改进工艺防腐措施并结合材质升级等防腐措施来遭受了均匀腐蚀，由局部放大图可知（图2d-f），内壁表面成锯齿减缓腐蚀。状，腐蚀坑彼此相连，图中所示蚀坑深度约207.64μm。此外，管关键词：09Cr2AlMoRE；露点腐蚀；垢下腐蚀壁内侧未见有明显的腐蚀产物膜附着，可能是由于氧化膜质地疏一、概述松，附着力差，在预磨过程中同管材基体发生分离脱落。锦西石化分公司南蒸馏常压塔顶换

2、热器E1-1/1于2013年94.扫描电镜及能谱分析月检修时投用，2014年7月4日发生腐蚀泄漏，使用寿命10个月。该换热器为U形管换热器，管束材质09Cr2AlMoRE钢。管束外壁无明显腐蚀迹象，发现一根管子穿孔，穿孔位置位于管程入口直管段中间。常压塔顶换热器E1-1/1管程为常顶油气，主要成分为汽油、少量水蒸汽和水，入口温度130℃，出口温度75℃，压力1.5MPa；壳程为原油，入口温度40℃，出口温度72℃，压力2.5Mpa。查阅常顶汽油硫含量和酸度分析数据发现，自2012年9月开始，常顶汽油硫含量增加，大多数在100-200mg·L-

3、1之间；2014年开始，常顶汽油酸度增大。常顶切水分析结果表明pH值在7.5-9.5之间。常顶馏出线加注低温缓蚀剂。二、检验分析1.材料成分分析采用荧光法进行成分分析，结果如表1。从中可知，该稀土元素合金钢中Cr、Al、Mn、Si、Mo等主要元素均与文献[1,2]中的分析结果相近，由此可以推断，管材所用材料确实为09Cr2AlMoRE钢。表109Cr2AlMoRE钢的化学成分（wt.%）图3穿孔周围褐色垢状物形貌及EDS分析文献CrAlMnSiMoCuNiCPSVTiFe图3显示的是穿孔附近残留的大块垢层，结构非常疏松，裂[1]2.190.5

4、0.460.380.320.150.120.080.010.000.0080.00Bal.纹密布。S含量明显升高，这表明该层垢状物质主要由铁的硫化189物、氧化物及可能的铬的氧化物构成。EDS结果分析出氯元素的≤≤1.5-0.3-0.3-0.2-0.3-≤分布，尤其在垢层中（图3）含量最多。[2]——0.020.01——Bal.2.50.80.90.650.60.125.腐蚀产物XRD分析550.080.070.010.00实测2.150.410.370.310.360.05——Bal.35632.宏观形貌分析图4未处理管壁内侧刮下的垢样XR

5、D分析图4显示了管箱和管内壁中收集垢样的XRD分析结果。由图1酸洗后换热管内壁穿孔附近腐蚀形貌宏观图图可知，垢样中金属晶体峰值不明显。分析穿孔管子内壁刮下垢图1展示了带有腐蚀穿孔的一段换热管经酸洗后的内壁形样XRD（图4），结果显示主要成分为Fe的氧化物和氯化物。貌，酸洗后内壁最外层的可溶性腐蚀产物被溶解除去。穿孔处的结合腐蚀产物中铁的硫化物及氧化物成分及传热管内壁腐上下游两侧均分布有较大的腐蚀坑，且坑沿位置仍附着有褐色的蚀坑群状的腐蚀形貌，可以推断管壁减薄至穿孔是由于HCl-垢块。管内壁分布着密密麻麻的腐蚀深坑，部分坑内覆盖有褐色H2S-H

6、2O腐蚀造成的。物质，部分填充有疏松的锈点，犹如破裂后的锈层鼓泡，这是腐蚀过程中产生的气体溢出造成的形貌。三、建议3.金相显微镜形貌分析1.09Cr2AlMoRE钢在蒸馏常顶换热器使用，由于其不是耐盐酸腐蚀材料，耐硫化氢腐蚀与碳钢相似，性价比低不适宜选用。2.常压塔顶处于HCl-H2S-H2O腐蚀环境，在塔顶换热器冷凝结露时，HCl溶解于水，形成盐酸，由于初凝区水量极少，盐酸浓度可高达1%-2%，成为一个腐蚀性十分强烈的“稀盐酸腐蚀环境”。盐酸腐蚀破坏通常伴随着露点腐蚀发生，对09Cr2AlMoRE钢低合金钢会引发全面腐蚀和局部腐蚀。3.综合

7、考虑蒸馏常顶腐蚀特点，进料温度高于露点，建议换热器管束选用双相钢（2205、2507）、钛材。图2不同方法处理后管壁横截面金相及局部放大图4.换热器管束进行材质升级的同时，应考虑工艺防腐措施的由图2可知，传热管外壁边缘光滑、平整，而内壁截面凹凸不改进：如控制塔顶注水量、注水位置、喷头设计等。平，可推知腐蚀主要发生在传热管内壁。样品管壁厚从1.4mm-1.9mm不等，而原始壁厚为2mm，由此可见，传热管管壁大面积1812014年12月