设备腐蚀类型.docx

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1、设备损伤及其防护一、腐蚀类型对于加氢装置而言，工艺复杂，流程较长。其显著特点是临氢且高温高压，系统中还有较高浓度的硫或硫化氢存在。加氢装置主要存在下列腐蚀类型：（1）高温氢腐蚀（2）氢脆（3）湿硫化氢腐蚀（4）高温硫或硫化氢与氢共存的腐蚀（5）硫氢化铵的腐蚀（6）奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂（7）奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离（8）Cr-Mo钢的回火脆化（9）氯离子腐蚀（10）碱脆1高温氢腐蚀在高温高压条件下氢会渗透扩散到钢材中，与钢中不稳定碳化物的碳发生化学反应生成甲烷,甲烷不能逸出钢外，而是在晶间空穴和非金属夹杂物部位聚集，使钢材鼓泡、裂纹，并引起钢的强度、

2、延伸性和韧性下降与劣化，还伴有晶间断裂。一旦发生破坏，后果严重，这是加氢装置首先要考虑的问题。反应部分包括加热炉、反应器、热低分、反应物流换热器及管道都有发生高温氢腐蚀的可能，必须选用能抵抗相应使用条件下高温氢腐蚀的材料。通常是根据美国石油学会推荐惯例（API941）“炼油厂和石油化工厂高温高压临氢作业用钢”（亦称纳尔逊曲线）来选择。且可根据使用情况与经验考虑一定的安全裕量。根据本装置工艺过程的最高氢分压，其2.25Cr-1Mo钢的使用极限温度不应超过454℃；1.25Cr-0.5Mo钢不应超过330℃。操作中应严防异常超温，另外，使用过程的维修中，如果有补焊时，

3、必须进行焊后热处理。2氢脆氢脆是由氢本身引起的钢材脆化现象，氢原子渗入钢材之后，使钢材中的原子结合里降低，因而造成钢材的延伸率、断面收缩率、冲击韧性显著下降。但这种脆性是可逆的，一旦将氢从钢中脱出，钢材的力学性能就能恢复。低温氢开裂的敏感和钢的强度值，氢含量以及容器内所处部位的应力有关。决定钢抗氢脆最重要的因素是钢的强度值，钢材开裂敏感性随着强度的增加而提高。高强度钢的氢脆开裂可能在大约150℃以下出现。氢与钢材直接接触时被钢材吸附，并以原子状态向钢材内部扩散，溶解在铁素体中形成固溶体，使钢材边脆，塑性减小，这种脆性与氢在钢中的溶解度成正比。当钢中的氢浓度为6～7

4、×10-6时，钢材的延伸率σ和断面收缩率ψ只有原来的20%～30%。在高温高压条件下操作的反应器，氢气会直接进入钢中，在典型的操作温度和氢分压下，氢在器壁中的浓度范围为2～6×10-6。在停工时，如果反应器冷却太快以致于氢气不及从钢中扩散出来，在温度低于150℃时延迟氢开裂就可能出现。炼油厂里的加氢装置，在停工过程中，加氢反应器冷却到150℃之前，在低压下恒温一段时间，脱除钢中的溶解氢，是防止产生氢脆的有效措施，氢渗透到钢中的方法不同，钢中的含量也不同，破坏的敏感性也是不同的。在含有硫化氢的水溶液中，已经测得钢中的氢浓度达到10×10-6以上，因而氢脆开裂敏感性更

5、大。由这种腐蚀充氢机理引起的氢脆通常叫做硫化物开裂。硫化物开裂与氢开裂的不同仅在于氢进入钢中的量和机理，而这种类型的开裂的基本原因都是氢脆。3湿硫化氢腐蚀当化工容器接角的介质同时符合下列条件时，即为湿H2S应力腐蚀环境：（1）温度小于等于（60+2P）℃（P为压力）；（2）H2S分压大于等于0.00035MPa，即相当于常温在水中的H2S溶解度大于等于10×10-6；（3）介质中含有液相水或在水的露点温度以下；（4）PH<9或有氰化物存在。湿硫化氢腐蚀机理及形式:（1）对于碳钢，主要腐蚀形式为腐蚀减薄、点蚀、坑蚀；（2）对于部分碳钢（含碳量高、沸腾钢、钢内杂质含量

6、高等）、低合金钢、不锈钢主要腐蚀形式为腐蚀开裂。开裂形式有4种：①氢鼓泡（HB）；②氢致开裂（HIC）；③硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）；④应力导向氢致开裂（SOHIC）。氢鼓泡（HB）：硫化氢腐蚀过程中析出的氢原子向钢中渗透，在钢中某些关键部位（非金属夹杂物处、冶金不连续处、分层处）形成氢分子并富集。随着氢分子数量的增加，其形成的压力不断升高，以致引起介面开裂，形成鼓泡。氢鼓泡常发生于钢中夹杂物及冶金不连续处，其分布平行于钢板表面。氢鼓泡发生不需要外加应力（载荷应力、残余应力），故从概念讲不属于应力腐蚀破坏范畴。氢致开裂（HIC）：在钢的内部发生氢鼓泡区域，当氢

7、的压力继续增高时，小的鼓泡裂纹趋向于相互连接，形成有阶梯特征的氢致开裂。氢致开裂发生不需要外加应力（载荷应力、残余应力），故从概念讲不属于应力腐蚀破坏范畴。硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）：硫化氢在液相水中，由于电化学的作用，在阴极反应时生成氢原子渗透到钢的内部，溶解于晶格中，导致脆性增加（氢原子渗透到钢的内部晶格，在亲和力的作用下生成氢分子，钢材晶格发生变形，材料韧性下降，脆性增加），在外加拉应力或残余应力的作用下形成开裂。应力导向氢致开裂（SOHIC）：应力导向氢致开裂是在应力引导下，使在夹杂物与缺陷处因氢聚集而形成的成排小裂纹沿着垂直于应力的方向发展，即向压力

8、容器与管道