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化工企業(yè)常見的幾種腐蝕及應(yīng)對措施

[日期:2024-11-01]   來源:云南技能考試網(wǎng)  作者:云南技能考試網(wǎng)   閱讀:15次

腐蝕一直以來就是石油化工行業(yè)的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設(shè)備,重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)害。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,石油化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的,因此在石油化工設(shè)備及材料選型時首先要注意選型的科學(xué)性。下面針對一些不同環(huán)境下的腐蝕類型談?wù)勗O(shè)備材料的選擇與防護(hù)的要點。



01、高溫硫腐蝕

高溫硫化物的腐蝕環(huán)境是指240℃以上的重油部位硫、硫化氫和硫醇形成的腐蝕環(huán)境。典型的高溫硫化物腐蝕環(huán)境存在于蒸餾裝置常、減壓塔的下部及塔底管線,常壓重油和減壓渣油換熱器等;
在加氫裂化和加氫精致等臨氫裝置中,由于氫氣的存在加速硫化氫的腐蝕,在240℃以上形成高溫硫化氫與氫氣的腐蝕環(huán)境,典型例子是加氫裂化裝置的反應(yīng)器、加氫脫硫裝置的反應(yīng)器以及催化重整裝置原料精制部分的石油腦加氫精制反應(yīng)器等。


材料選擇:

高溫硫腐蝕主要采用材料防腐,煉油裝置塔體高溫部位可選用碳鋼和0Cr13或0Cr13Al之類的鐵素體不銹鋼復(fù)合板。

0Cr13有較好的耐蝕性,且膨脹系數(shù)與碳鋼相近,易于制造復(fù)合板。塔內(nèi)件則可選用0Cr13、碳鋼滲鋁等,換熱器的管束可選用碳鋼滲鋁和0Cr18Ni9Ti。塔體材料也可選擇碳鋼和0Cr18Ni10Ti復(fù)合板,其耐硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕性要優(yōu)于0Cr13或0Cr13Al,且加工性好。管線使用Cr5Mo防腐是適宜的,對硫腐蝕嚴(yán)重部位可選用321,對于轉(zhuǎn)油線彎頭等沖刷腐蝕嚴(yán)重的部位可選用316L。




02、低溫硫腐蝕


原油中存在的硫以及有機硫化物在不同條件下逐步分解生成的硫化氫等低分子的活性硫,與原油加工過程中生成的腐蝕性介質(zhì)(如氯化氫、氨氣、二氧化碳等)和人為加入的腐蝕性介質(zhì)(如乙醇胺、糖醛等)共同形成腐蝕性環(huán)境,在裝置的低溫部位(特別是氣液相變部位)造成嚴(yán)重的腐蝕。


典型的有蒸餾裝置常、減壓塔頂?shù)穆然瘹、硫化氫、水腐蝕環(huán)境;催化裂化裝置分餾塔頂?shù)那杌瘹、硫化氫、水腐蝕環(huán)境;加氫裂化和加氫精制裝置流出物空冷器的硫化氫、氨氣、水腐蝕環(huán)境;干氣脫硫裝置再生塔、氣體吸收塔的乙醇胺、二氧化碳、硫化氫、水腐蝕環(huán)境等。


材料選擇:

下面對氰化氫、硫化氫、水共同組成的腐蝕環(huán)境下設(shè)備材料的選擇與防腐作簡單說明。催化原料油中的硫化物在催化裂化反應(yīng)條件下反應(yīng)生成硫化氫,造成催化富氣中硫化氫濃度很高。原料油中的氮化物在催化裂化反應(yīng)條件下約有10-15%轉(zhuǎn)化成NH4+,有1-2%則轉(zhuǎn)化成HCN。在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的溫度(40-50℃)和水存在的條件下,從而形成了HCN+H2S+H2O型腐蝕環(huán)境。

催化裂化裝置的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的耐蝕選材,由于系統(tǒng)中濕硫化氫環(huán)境的存在,而且CN-存在時可大大提高應(yīng)力腐蝕開裂敏感性,因此目前吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)備以碳鋼為主,要注意焊后熱處理,塔體用0Cr13復(fù)合鋼板。在催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)加注一定量的咪唑啉類緩蝕劑,能取得較好的防腐效果。




03、高溫氫氣的腐蝕

高溫氫腐蝕是在高溫高壓條件下擴(kuò)散侵入鋼中的氫與不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成甲烷氣泡(它包含甲烷的成核過程和成長),即Fe3C+2H2→CH4+3Fe,并在晶間空穴和非金屬夾雜部位聚集,引起鋼的強度、延性和韌性下降與劣化,同時發(fā)生晶間斷裂。由于這種脆化現(xiàn)象是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,所以它具有不可逆的性質(zhì),也稱永久脆化現(xiàn)象。高溫氫腐蝕有兩種形式:一是表面脫碳;二是內(nèi)部脫碳。


材料選擇:

高溫高壓氫環(huán)境下高溫氫腐蝕的防止措施主要是選用耐高溫氫腐蝕的材料,工程設(shè)計上都是按照原稱為“納爾遜(NELSON)曲線”來選擇的。

該曲線最初是在1949年由G.A.NELSON收集到的使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)繪制而成,并由API提出。從1949年至今,根據(jù)實驗室的許多試驗數(shù)據(jù)和實際生產(chǎn)中所發(fā)生的一些按當(dāng)時的納爾遜曲線認(rèn)為安全區(qū)的材料在氫環(huán)境使用后發(fā)生氫腐蝕破壞實例,相繼對曲線進(jìn)行過多次修訂,現(xiàn)較新版本為API RP941(第5版)“煉油廠和石油化工廠用高溫高壓臨氫作業(yè)用鋼”。



04、儲罐系統(tǒng)的腐蝕

石油化工廠常用的各類儲罐,由于所儲物中含有有機酸、無機鹽、硫化物及微生物等腐蝕性介質(zhì),都會發(fā)生不同程度的腐蝕。隨著所儲物性質(zhì)變差,腐蝕也變嚴(yán)重,因此必須采取必要的保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。儲罐的腐蝕應(yīng)當(dāng)特別注意三個區(qū)域:罐頂內(nèi)壁、罐底板內(nèi)壁和外壁。
材料選擇:


罐內(nèi)底板采用涂層加高效鋁犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)是儲罐常用手段。涂層采用不導(dǎo)靜電的涂料(建議采用環(huán)氧樹脂類或聚氨脂類涂料),涂層厚度不小于120μm,然后按設(shè)計安裝高效鋁犧牲陽極,并對焊口進(jìn)行補涂防腐涂層處理。

罐內(nèi)其它部位采用抗靜電涂料、環(huán)氧氯磺化聚乙烯抗靜電涂料、聚氨脂抗靜電類涂料等。涂層進(jìn)行施工前,需要先對表面進(jìn)行清理,然后進(jìn)行噴砂除銹,噴砂除銹需達(dá)到GB 8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中的Sa2.5級要求。



05、循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕

一些重金屬離子如銅、銀、鉛對鋼、鋁、鎂、鋅等起有害作用。在酸性溶液中Fe3+具有強烈的腐蝕性。循環(huán)水中往往含有泥土、沙粒、焊渣、麻絲、腐蝕產(chǎn)物等不溶性物質(zhì),這些物質(zhì)有些是從空氣中進(jìn)入的,有些是安裝時帶入的,也可能是在運行中生成的。這些不溶物一方面易在滯流區(qū)域沉積造成垢下腐蝕,另一方面隨水流沖擊管壁,對硬度較低的金屬或合金(例如銅管)產(chǎn)生磨損腐蝕。
材料選擇:
為了避免這種物理腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生,可以在重要設(shè)備的周圍安裝防護(hù)罩以達(dá)到保護(hù)的目的,避免設(shè)備在長期的運行中一些不必要的損耗,要注意的是,擋板材料的選擇也盡量選用抗沖擊性較好的材料,保證其能長久的發(fā)揮作用。
另外,在開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,對冷卻塔進(jìn)行生化處理時,可能會帶入大量的黑色粘泥。粘泥會堵塞涼水塔填料,附著在凝汽器的銅管內(nèi)壁,降低凝汽器的熱交換效率,造成管壁在粘泥下的腐蝕,為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生可以給設(shè)備增加旁流裝置。