丁二烯装置二精塔顶冷凝器腐蚀原因分析.pdf

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1、第40卷第6期化工机械819丁二烯装置二精塔顶冷凝器腐蚀原因分析何智仁+(中海石油炼化有限责任公司惠州炼化二期项目组)摘要针对某石化厂水冷器腐蚀泄漏导致装置局部停车的f*-I题，从丁二烯装置腐蚀较为严重的二精塔顶冷凝器的腐蚀形貌和机理进行全面分析，为水冷器的运行与管理提供参考。关键词丁二烯装置水冷器垢下腐蚀微生物中图分类号TQ051．5文献标识码B文章编号0254-6094(2013)06-0819-04某石化厂丁二烯装置的二精塔顶冷凝器E．2303，在2003年扩能改造时，将换热器直径扩大为1600ram，采用弓形折流板。ERP维修记录显示2006年10月曾更换过新管束，水侧做冷涂；200

2、6年12月大修时管束没有抽出清洗，外观检查涂层脆化，有白色点，堵管3根；2007年5、7和11月均有过维修记录，没有更换记录；2008年11月更换新管束，采用螺旋式折流板，外表面做冷涂。2009年4月新换热器出现泄漏，被迫检修，受工期影响仅将管束抽出约1．5m进行外表面检查，结果显示：管束外表面涂层良好，管上表面有淤泥，而管与折流板部位有锈瘤，管束堵管58根，管子泄漏主要集中在中部，初步分析换热器失效主要与折流板设计有关。1换热器工艺参数换热器工艺侧介质为丁二烯，为避免壳程流动时产生死角，突发聚合造成安全风险，设计时将丁二烯走管程，冷却水走壳程。主要工艺参数为：换热器型式H-AES壳程材料1

3、6MnR管子材料10‘钢壳程温度32／400C管程温度43．2／42．00C壳程压力0．35MPa管程压力0．38MPa2管子腐蚀情况检查2009年7月装置停工检修，对该管束进行了更换，并对旧管束的失效原因进行分析。2．1外观检查分别抽取3个位置的管子进行外表面观察。其中A管为管束中心位置，B管为下半部稍靠下位置，c管为管束侧面边缘位置。A、B管外表面有明显的腐蚀坑，大多出现在管子上半部，腐蚀位置大多与折流板的位置无关，没有明显的规律。C管大部分涂层完好，表面没有明显的腐蚀减薄现象。A管腐蚀坑大多较浅、较密集(图1)，在距离活动管板2m的范围内有明显腐蚀的地方有8处，其中最深的距离活动管板约

4、680ram。B管的腐蚀坑较少，在距离活动管板2m的范围内有明显腐蚀的地方有4处，但都比较深(图2)，有一处穿孔，整根管穿孔的有两处，分别处在距离活动管板约1990ram和2305mm钋+何智仁，男，1979年12月生，工程师。广东省惠州市，516086。图1A管部分坑蚀形貌820化工机械2013正图2B管部分孔蚀形貌从抽管外观检查总体来看，管束靠中心位置的管子外表面有明显的局部腐蚀现象，大部分腐蚀部位不均匀地分布在管子上半部，而穿孔位置不是在与折流板接触位置。2．2管子制造质量检查选A管某一腐蚀坑轴向(即纵向)截面进行了金相检查，均为铁素体+珠光体组织，符合104钢金相组织图谱，靠近腐蚀坑

5、组织环状氧化物组织略高。A管化学成分与标准对比见表1，对A管取两个样品进行力学性能试验，结果见表2。表1A管化学成分％表2A管力学性能测试数据可以看出，A管的化学成分和力学性能均符合标准要求，材料的金相组织正常，说明制造材料没有明显缺陷。2．3现场循环水垢样分析现场采集循环水在管柬内沉积的污垢和循环水在管子外表面生成的锈垢(其中污垢样取自管子外表面的污垢，壳程锈垢取自壳体管子与折流板之间的锈垢)分别烘干，进行x射线能谱分析，结果见表3。表3管束壳程锈垢成分分析％(续表3)由以上数据可以看出，污垢主要是以粘泥为主，含有少量铁的腐蚀产物以及一些使用水稳药剂的沉淀物等。而锈垢以铁锈为主，有少量粘泥

6、。在腐蚀产物中均有s、cl元素。3水质情况自2006年11月化工区达标污水正式进入旧循环水系统作为补充水后，从循环水监测指标看，循环水质各项指标除异养菌总数外绝大部分都在控制指标内。而受到影响比较大的是旧循环水的平均异养菌总数，总体趋势是逐年上升。2006年循环水的平均异养菌总数为1．77×105，2007年循环水的平均异养菌总数为3．20×105，合格率较低，异养菌总数同时出现较高的峰值，2007年和2008年各月份的平均异养菌总数及其合格率见表4、5。第40卷第6期化工机械821表42007年3—12月循环水异养茵情况另外，旧循环的试片平均腐蚀速率虽均在控制指标(不大于0．075mm／a

7、)内，但有逐年上升的趋势，2007年比2006年钢试片平均腐蚀速率增加约3．5倍；2008年比2006年钢试片平均腐蚀速率增加约5倍。4腐蚀机理分析由抽管宏观检查情况来看，换热管大部分表面尚保留有涂层，经检查管子材料为10’碳钢，并无问题，腐蚀只发生在油漆脱落的局部，严重的蚀斑和蚀坑只占腐蚀面积的一小部分，宏观呈现的是局部腐蚀现象。在循环水环境中，造成碳钢局部腐蚀的机理主要有两种：一种是垢下腐蚀(也称缝隙腐蚀