奥氏体不锈钢装置连多硫酸应力腐蚀和防护.pdf

第10期 57一 奥氏体不锈钢装置连多硫酸应力腐蚀与防护 董月香 (荆楚理工学院，湖北荆门448000) [摘 要]奥氏体不锈钢在连多硫酸中发生沿晶应力腐蚀开裂。文章分析 了连多硫酸浓度、氯离子、不锈钢热处理状态对开 裂的影响。防护措施可从环境、材料 、应力三方面进行。 [关键词]奥氏体不锈钢；连多硫酸；应力腐蚀 奥氏体不锈钢 因其具有优异的成型性、 良好 酸的晶间腐蚀，接着 由于拉应力的存在 ，造成这 的可焊性及耐高温特性、较高的疲劳强度 ，在各 些最薄弱的区域发生连多硫酸应力腐蚀开裂 。比 种石化装置中得到广泛应用 。但是，由于连多硫 如变换系统的不锈钢设备、加氢精制高压分离器 酸引起的奥 氏体不锈钢应力腐蚀开裂事故[1-3]时有 接管等工作温度在不锈钢敏化温度区的设备均易 发生，使其应用受到限制 。美 国石油协会 (API) 发生连多硫酸应力腐蚀破坏3[j】。 曾对 12个炼油厂的71件不锈钢应力腐蚀开裂进行 不锈钢在连多硫酸 中应力腐蚀开裂属于沿 晶 过调查分析，调查结果表 明，停工中所发生的开 断裂机制，其应力腐蚀开裂具有典型的阳极溶解 裂大多为连多硫酸应力腐蚀开裂 。因此，探讨奥 机理 6[】o 氏体不锈钢连多硫酸的应力腐蚀与防护对于合理 使用不锈钢及安全生产均具有一定的意义。 2影响因素 2．1介质因素 1腐蚀机理 2．1．1连多硫酸浓度 连多硫酸应力腐蚀最 易发生在高压含氢环境 连多硫酸浓度对不锈钢沿晶应力腐蚀开裂的 下，特别是在加氢脱硫、加氢裂化、催化重整等 影响如图IN示，随着连多硫酸浓度的上升，溶液 系统中用奥 氏体钢制成 的管线 、加热炉炉管及设 pH值下降，断裂时间随之缩短 。 备上4【J。这些管线、设备在高温、高压、缺氧、缺 水的条件下运行时，原料油中的硫化氢或活性硫 会与设备表面的金属铁发生反应生成FeS，此时不 会形成连多硫酸应力腐蚀 。但是 ，当装置停车、 降温并打开设备后 ，含有大量O和水分 的空气便 翟 涌入设备 ，空气中的O和水分与设备表面的FeS发 生反应 ，生成大量连多硫酸 (H2SXO ，X=3，4， 重 5)，反应如下： 鍪 FeS+02+H20— O3+^r2D6 苷 so：+H20 sQ H2so,+FeS— mH2S~04+nFe HESQ+D2 H2so, 馥稂度，I‘o‘U H：SO4+FeS FeSO4+H zS 图1连多硫酸浓度对敏化18—8不锈钢应力腐蚀开裂的影响 H ：SO~+H s mH2s06+nS 注：敏化温度65O℃／4h，应力48MPa x 连多硫酸的生成形成了应力腐蚀 的环境 。一 2．1．2氯离子 ． 般认为，该应力腐蚀与晶间腐蚀密切相关，易于 氯离子 的加入会增加不锈钢在连多硫酸环境 发生敏化的奥 氏体不锈钢和其它高合金钢 比较容