加氢精制反应器的腐蚀与防护.pdf

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1、第39卷第5期当代化工Vo1．39．No．52010年10月ContemporaryChemicalIndustryOctober。2010加氢精制反应器的腐蚀与防护刘金纯，赵延江z(1．中国寰球1=程公司辽宁分公司，辽宁抚顺113006；2．陕西延长石油(集团)有限责任公司炼化公司，陕西延安727406)摘要：由于加氢精制装置操作条件的特殊性，加氢精制反应器有可能出现一些如氢脆、氢腐蚀、不锈钢堆焊层的剥离等特殊的损伤现象。为避免这些破坏性损伤的产生，加氢精制反应器必须要有正确的设计与选材，并且合理使用，从而保证设备的使用安全。关键词：加氢精制反应器；腐蚀；防护中图分类号：TE985．

2、9文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)05—0532—03加氢精制反应器是加氢精制装置中的核心设威胁。备。由于原料的不同，其操作条件也不尽相同，从汽为避免氢脆的发生，可在设计中注意以下几油、煤油、柴油、蜡油到渣油，其反应温度和反应压点：钢材强度不要超过设计规定值；且要注意降低力逐渐增大。一般来说，加氢精制反应器操作温度焊接热影响区的硬度(2．25Cr一1Mo钢应控制~<220的范围为60～420℃，操作压力的范围为2．0—9．5HB)；通过无损检测消除宏观缺陷；消除残余应力使MPa。正因其操作条件相当苛刻，技术难度大，制造负荷应力降低。技术要求高，造价昂贵，所以不管在

3、设计上还是使1．2氢腐蚀用上人们都对它给予极大的重视。为避免发生破坏氢腐蚀是指当钢处在高温临氢环境中，侵入钢性的损伤，加氢反应器必须要有正确的设计与选材的氢在钢中聚集形成梯度分布，并且与晶间的碳材，并且合理使用。化物发生反应生成甲烷。由于甲烷分子比氢分子大得多，在钢中的扩散能力很小，会聚集在晶界原有1加氢精制反应器的腐蚀类型微观间隙或亚微观孔隙，形成105—106~'lPa的局部1．1氢脆高压，造成应力集中，使晶界变宽并发展成为裂纹，所谓氢脆，是指由于氢残留在钢中所引起的脆导致钢材的强度和韧性下降，失去原有的塑性而变化现象。氢脆是可逆的，也称作一次脆化现象。产生脆。这种性质变化具有不可

4、逆转性，即使热处理也了氢脆的钢材，其延伸率和断面收缩率显著下降。无法消除。影响氢腐蚀的主要因素有：操作温度、氢氢脆一般发生在150℃以下，所以实际装置中氢脆的分压和加热时间；形成稳定碳化物的合金元素，损伤往往发生在装置停工过程中的低温阶段。氢脆如铬、钛、钨及钼的添加情况；固溶体中碳和氢原子的敏感性一般是随钢材强度的提高而增加，钢材的的含量；冷加工程度；晶粒大小、表面条件和表面张氢脆化程度与钢中的氢含量密切相关(可以认为，力；钢材所受的应力水平；合金元素的偏析隋况。在可能发生氢脆的温度下，会存在着不引起亚临界抗高温氢腐蚀的材料多年来都是按照原称为裂纹扩展的氢浓度，称之为安全氢浓度。它与钢

5、材“纳尔逊(Nelson)曲线”来选用。“纳尔逊(Nelson)曲的强度水平、裂纹尖端的拉应力大小以及裂纹的几线”现为APIRP941—2008(炼油厂和石油化工厂用何尺寸有关)。对于工作在高温高压氢环境下的反高温高压临氢作业用钢》标准上的一个图线，在应应器，在操作状态下，器壁中会吸收一定量的氢，在用这个图线进行选材时，还应该注意以下几点：停工的过程中，若冷却速度过快，使吸藏的氢来不本图线只涉及到材料抗高温氢腐蚀的性能，它及扩散出来，造成过饱和氢残留在器壁内，就有可并不考虑在高温时其它重要因素引起的损伤。由能引起亚临界裂纹的扩展，给设备的安全使用带来于纳尔逊曲线已经过多次修订，使用时务

6、必按照最收稿日期：2010-08—11作者简介：刘金纯(1971一)，男，辽宁抚顺人，高级工程师，1993年毕业于抚顺石油学院化工设备与机械专业，主要从事石油化工设备的设计工作。E—mail：lnO19Oljc@enpc．corn．cn，电话：0413—7593782。刘金纯，等：加氢精制反应器的腐蚀与防护533新版的曲线选用，才能保证使用的可靠性。在实际性按马氏体、贝氏体、珠光体的顺序递减。应用中，焊缝部位的氢腐蚀更是不可忽视的。在依影响回火脆性的主要因素很多，如化学成分、据此图线进行选材时，应尽量减少不利影响的杂质制造时的热处理条件、加工时的热状态、强度大小、元素含量，注意控制非金

7、属夹杂物的含量和作用应塑性变形、碳化物的形态、使用时所保持的温度等力水平以及进行充分的回火和焊后热处理等对提等。而且有些因素相互间还有关联，情况较为复杂。高钢材抗高温氢腐蚀都是有好处的口-2]。化学成分中的杂质元素(如P、Sn、As、Sb)和某些合1．3高温氢和硫化氢金元素(如Si、Mn等)对回火脆性影响很大。在工程H2+H2s型腐蚀为均匀腐蚀，影响因素有：硫化应用上通常采用2个与化学元素有关的经验式来氢浓度、温度、时间和压力。Hs体积分数在1