炼油装置在湿硫化氢环境中的腐蚀与选材.pdfVIP

第49卷第 1期 I匕 工 设 备 与 管 道 Vb1．49 NO．1 2012年 2月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Feb．2012 炼油装置在湿硫化氢环境中的腐蚀与选材 张军 (中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东青岛 266071) 摘 要：基于湿硫化氢腐蚀原理，将其分为硫化物应力腐蚀开裂型和氢致开裂型；然后提出了这两种腐蚀 发生的条件和腐蚀机理，并分别讨论了材料因素、环境因素等对两种腐蚀的影响；最后指出了这两种不 同湿硫化氢腐蚀环境下选材的具体要求。 关键词：炼油装置；湿硫化氢；选材；腐蚀 中图分类号：TQ050．9；TH17 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2012)01—0067—05 原油中杂质组分构成了多种组分的腐蚀性环境， 是介质中的离子氢获得电子，变成原子氢，并向金属 造成了炼油装置 的腐蚀破坏，特别是当原油中含有 内部裂纹尖端扩散。腐蚀机理可能是阳极溶解机理， 一 定量的硫和硫化物 (主要为 H，s)时腐蚀特别严重。 也可能是氢致开裂机理，如果阳极溶解是断裂的控制 装置在 H，s介质中运行时，影响其服役寿命的主要 过程，即阳极金属溶解反应导致了应力腐蚀裂纹的形 腐蚀为湿Hs环境下的腐蚀开裂，它可引起装置的 核、扩展 ，则属阳极溶解机理；如果阴极析出的氢进 破裂、泄漏甚至爆炸 ]。1984年美国Unocal公司雷 入金属后 ，对断裂起决定性作用，则属氢致开裂机理。 蒙特炼厂单乙醇胺 s吸收塔发生爆炸，14m长的 常见湿硫化氢腐蚀部位有脱硫塔上部塔盘、塔 一 段塔体飞出1km，17人遇难 2【]。胜利炼厂脱硫再生 体及内构件，汽、柴油吸收塔上部塔盘、塔体及内构 塔顶冷却器发生壳体环向纵焊缝开裂20余处；再生 件 ，吸收塔、解析塔 、稳定塔、脱丁烷塔、脱丙烷塔、 塔回流罐发现氢鼓泡800余处；三台加氢反应产物后 脱乙烷塔的塔盘、塔体及内构件，胺液再生塔上部塔 冷器30CrMo内浮头面螺栓一半以上发生断裂 p]。扬 盘、塔体及内构件，污水汽提塔、氨精制塔塔体及 内 子石化H，s腐蚀使芳烃燃气分离罐底部严重减薄， 构件，以上塔盘连接的容器、换热器、冷却器、管线、 需频繁更换 f4]。南京炼厂催化裂化稳定塔顶冷却器 机泵与阀门等，含硫污水管线及储罐等。 16Mn外壳大面积出现氢鼓泡与 SSCC(硫化物应力 湿硫化氢环境危害程度如表 1所示。 腐蚀开裂)，吸收解吸塔顶头盖焊缝开裂 ]。北京燕 2 第一类湿硫化氢环境腐蚀与选材 (ssco 山分公司炼油厂脱硫制硫装置溶剂再生塔 C403／2于 1983年 11月制造并安装 ，备用期间充氮保护，多次 2．1 第一类湿硫化氢环境 (sscc)~。 检查 ，未发现异常现象。2000年 11月此设备首次正 装置接触的介质中存在液态游离水，且具备下列 式投入使用，不足 3个月便发现塔体泄漏，存在多处 条件之·者为第一类湿硫化氢环境，但不仅限于此： 裂纹 。 (1)游离水中溶解的硫化氢含量大于 50mg／L； 由此可见，对于湿H，s腐蚀与选材的研究具有重 (2)游离水的pH小于4．0，且溶解硫化氢的含 要的现实意义和应用价值，因此，本文就湿Hs腐蚀 量不小于 1mg／L； 的机理、影响因素、选材等进行了相关研究。 (3)游离水中HCN含量大于20mg／L，且溶解