石油化工设备湿硫化氢腐蚀与防护.pdf

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1、化工设计通讯工艺与设备第43卷第10期chemicalengineeringdesigncommunicationsTechnologyandequipment2017年10月石油化工设备湿硫化氢腐蚀与防护刘健（吉林工业职业技术学院，吉林吉林132000）摘要：针对石油化工设备常见的湿硫化氢腐蚀现象，阐述了湿硫化氢腐蚀的特点，重点论述了湿硫化氢应力腐蚀的机理、形成条件、选材原则及相应防护措施。关键词：石油化工设备；湿硫化氢；应力腐蚀；防护中图分类号：Te986文献标志码：b文章编号：1003–6490（2017

2、）10–0085–01ChemicalandChemicalEquipmentWethydrogenSulfideCorrosionandProtectionLiuJianAbstract：inviewofthecommonphenomenonofwethydrogensulfidecorrosioninpetrochemicalequipment，thecharacteristicsofwethydrogensulfidecorrosionareexpounded.Themechanism，formation

3、conditions，selectionprincipleandcorrespondingprotectivemeasuresofstresscorrosionofwethydrogensulfidearediscussedemphatically.Keywords：petrochemicalequipment；wethydrogensulfide；stresscorrosion；protection近年来，我国的原油进口中中东高硫原油比重明显增加，成分及外部拉力和自身残余应力有关。加工这些高硫原油所造成的石油

4、化工设备腐蚀问题日趋严重，1.3氢诱导开裂由此导致的事故明显增多，因此湿硫化氢所造成的腐蚀应该彼此相邻且位于不同层面的氢鼓泡裂纹在氢分压的作用下引起足够重视。湿硫化氢对石油化工设备不仅造成均匀腐蚀相互连接，导致钢材内部出现阶梯状裂纹的现象称为氢诱导开还导致应力腐蚀，均匀腐蚀时的腐蚀性强弱与其分压力有裂，简写为hic。hic仅与钢材自身杂质或不规则组织有关。关，均匀腐蚀易发现且不难控制，而湿硫化氢应力腐蚀是较1.4应力向氢诱导开裂危险的一种腐蚀破坏形式。我国炼油和化工行业参照NAce在杂质或缺陷处的小裂纹在应力的

5、作用下不断沿着钢板[1]mR0103及国内工程实际，形成了我国石油化工设备湿硫化厚度方向叠加，最终导致贯穿开裂的现象称为应力向氢诱导[2-3]氢应力腐蚀环境下的选材及使用规范。开裂，简写为sohic。多发生在应力集中或焊缝热影响区，1腐蚀机理及特点与钢材中的杂质和外部拉力有关。石油化工中的硫化氢来源主要有两种途径，一种是由原2湿硫化氢应力腐蚀的控制措施料含有的硫化物转化得到，另一种是加工过程中介质与新氢首先，壳体钢材应力腐蚀开裂的倾向随着湿硫化氢含量反应而生成。游离水中含有硫化氢且具备下列条件之一，即的增加而增

6、大，所以可以从根源上严格控制介质中湿硫化氢[2]可构成湿硫化氢应力腐蚀：①硫化氢浓度＞50mg/L；②ph的浓度。即将硫化氢浓度控制在构成湿硫化氢腐蚀的条件一+＜4；③hcN浓度＜20mg/L；④气相中硫化氢分压＞0.3kPa。以下。其次，湿硫化氢电离出h浓度随着ph值的降低而增大，[5]同时湿硫化氢腐蚀发生的环境温度一般小于200℃。其反应应力腐蚀的速度增加。即控制湿硫化氢应力腐蚀形成的条件机理如下式子所示：二。再次，应力腐蚀开裂和氢诱导开裂的敏感性随着钢材硬+-h2s→h+hs度值的增高而增大，为消除焊接过

7、程中产生的残余应力，可↓对容器进行整体热处理，并将焊接接头的硬度控制在200hb+2-h+s以下。最后，容器自身的材质对湿硫化氢应力腐蚀也存在重2+阳极反应：fe→fe+2e要影响，主要表现为材料的强度和硬度、mn和杂质s的含量。2+2-二次过程：fe+s→fes↓强度越高的材料对应力腐蚀的敏感性就越高，所以选用材料屈2+-+或：fe+hs→fes↓+h服强度≤355mPa、抗拉强度≤630mPa的材质。mn元素的含+阴极反应：2h+2e→2h→h2↑量对hic存在较大影响，碳钢对hic的敏感性随着mn含量由上

8、诉过程可见，硫化氢发生电离析出氢离子，氢离子夺的增加而增大，一般将mn含量控制在1.3%以下。而s元素钢中的电子后生成氢原子，形成原电池。所生成的氢原子容的含量对上述集中应力腐蚀都较为敏感，ii类湿硫化氢腐蚀中，聚集成为氢气排出，然而由于介质中的硫化氢等的存在，抑一般将s含量控制在0.002%范围内。因此，常规的Q345R钢制了氢气的生成，导致上式中电离得到的氢原子固溶在钢材板不适宜用