惠生-壳牌下行水激冷气化装置腐蚀机理和管道选材探讨.pdf

CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 2．3 其它介质的腐蚀 3．1 气化单元气化炉出口的合成气管线 其他介质如氯离子和氢氰根离子等，这些离子 以南京惠生一壳牌下行水激冷技术气化炉出 即使有较少的量存在，也会产生较大的影响。一 口的合成气组成为例，操作温度：208％ (设计温 般情况下，氯离子主要加速均匀腐蚀速率，而氢氰 度 ：400~C)；操 作压力：4．0MPa (设计 压力： 根离子则易引起 SSCC、HB、HIC和SOHIC。 4。4MPa)。合成气组分见表 1。 2．4 奥氏体不锈钢的应力腐蚀和晶间腐蚀 表 1 合成气组分 (otol％) 2．4．1 应力腐蚀 不锈钢在拉应力和特定腐蚀介质的共 同作用 下发生的断裂破坏，称为应力腐蚀。敏感材料、 特定环境和应力三者缺一不可。对于管道来说， 焊接、冷加工及安装时残余应力是主要的。 奥氏体不锈钢管道的焊接接头在焊接时，会 产生残余应力。在残余应力下，引起奥氏体不锈 钢应力腐蚀的环境条件主要有 Cl一、连多硫酸和湿 硫化氢等。奥氏体不锈钢对 cl一极为敏感，易产生 点腐蚀 ，更能引起应力腐蚀破裂。发生应力腐蚀 破裂的临界氯离子浓度随温度的上升而减小，高 温下，氯离子浓度只要达到 10～，即能引起破裂。 一 ∞ 吼眦 一 管道在正常运行时，受H：S腐蚀 ，生成FeS，在停 车检修时，与空气 中的氧及水反应生成连多硫酸 气化炉出口的合成气管线中产生腐蚀的成分 盐，在奥氏体不锈钢管道残余应力较大的部位， 产生应力腐蚀裂纹。湿硫化氢环境 中腐蚀产生的 主要有 H 、H s及 CO2，合成气温度在 200％以 氢原子渗入钢的内部，固溶于晶格中，使钢材的脆 上，由腐蚀机理分析可知，管线的腐蚀首先要考 性增加，在外加拉应力或残余应力作用下形成应力 虑高温氢腐蚀。 腐蚀开裂。 气化炉出口的合成气管线的选材原则是对操 2．4．2 晶间腐蚀 作温度≥200℃，首先根据Nelson曲线选用合适的 量绳一一一一～” ㈣∞，印。狮 抗氢钢种，由于它的数据大部分来源于工业实际 不锈钢在 450—850℃的温度范围内长时间停 报告，因此在查曲线数据时，应在操作温度的基 留，钢中的碳会向奥氏体晶界扩散，并在晶界处 与铬化合析出碳化铬，于是碳化物两侧出现贫铬 础上加20—40％作为基准温度。根据气化炉的操 区，这种贫铬区使晶间不能抵抗某些介质的侵蚀。 作参数，出口温度上限取 248℃，氢分压最高按 所以，这样的晶间对腐蚀介质就十分敏感。由于 0．42MPa考虑，在此温度和氢分压下，气化炉出口 焊接时焊缝和热影响区在升降温过程中难于避开 的高温管道选用碳钢即可对抗高温氢腐蚀。 450—850℃的温度区间，所以焊接接头金属的晶间 下行水激冷气化技术的特点：反应生成的合 容易贫铬发生晶间腐蚀。除此之外，其他热加工 成气经冷却水喷淋和降温，进入气化炉水浴洗涤 后，从下降管和上升管环隙上升至气化炉煤气出 或使用过程 ，如温度处于敏化温度区间，也有可 能导致奥氏体不锈钢晶间贫铬，降低不锈钢的耐 口。考虑到合成气中会携带液相水滴的