中石化腐蚀会议高压空冷器管束失效分析和预防.ppt

加氢裂化高压空冷失效原因及预防 镇海炼化公司 吕碧超、董绍平、偶国富、张立群 合肥通用机械研究所 关卫和、艾志斌 1、概述 镇海炼化 A301高压空冷器有关参数 操作压力: 16.32MPa 操作温度:146/49℃ 管束规格:25×3×10615mm 材质:10#钢 进口端衬不锈钢管:φ17.9×1×300mm 工作介质:反应流出物 管子数量：48×5=240/每台 2000年9月, A301G管束发生泄漏 2002年12月，A301H发生爆管事故 2、加氢裂化高压空冷失效原因调查 国外高压空冷防腐控制原则 （NACE）76年提出 ： （1）控制流速 （2）控制腐蚀因子Kp值[Kp= （H2S）mol%×（NH3）mol%] （3）控制污水中NH4HS浓度 3、A301G、A301H高压空冷器管束失效分析 3.1 A301实际运行工况 A301管束中流速最高达6.7m/s Kp值在0.24～0.49之间 高分水中NH4HS浓度在8～16% ，平均值为9.6 3.3材料性能分析 抽查6根管子,材料为10和20钢 拉伸试验:机械性能符合10和20钢标准 金相组织 为铁素体+珠光体 晶粒度 基本符合要求 非金属夹杂 较多 3.4 腐蚀产物分析 X射线衍射相结构分析 垢状物主要是单质硫 腐蚀产物主要为FeOOH（铁锈） 5 失效分析 镇海炼化公司A301管束中介质流速最高达6.7m/s，Kp值在0.24～0.49之间，高分水中NH4HS浓度在8～16%之间。 空冷器使用的钢管化学成分和力学性能符合有关标准要求 ,材质混用与失效无明显因果关系 镇海炼化加氢裂化装置A301管束的失效是由于介质特性、运行工艺条件、钢管的钢质纯净度、表面光洁度、衬管尾部的结构突变等综合原因造成的冲刷腐蚀。 6 失效预防与措施 硫氢化铵浓度为4%时，流速限制在6m/s以下 内衬管的端部应设计为锥形倒角，避免内衬管与碳钢管之间流场的突然变化引起湍流，造成碳钢管的严重冲蚀 在制造过程中，内衬管应与碳钢管紧密配合，防止松衬 大型立式储罐罐底腐蚀及在线声发射检测 福建炼化公司 合肥通用机械研究所 1.问题的提出 大型常压金属储罐具有容积大；分布集中；储存介质易燃、易爆等特点 储油罐事故主要是腐蚀和泄漏引起，外腐蚀主要是油罐底板外壁的土壤腐蚀和潮湿的大气腐蚀；内腐蚀主要为罐底、罐壁、罐顶腐蚀 解决罐底腐蚀问题、防止泄漏事故的手段有: (1)在油罐建造期间加强防腐措施，防患于未然；(2)使用期间加强监测、监控，提早发现问题，安排检修计划 2.国外进展 泄漏源监测结果 * 1999年又提出： （1）应采用完全对称的集合管箱结构； （2）碳钢管：峰值流速最大值6m/s； （3）污水中NH4HS浓度低于8wt%； （4）Kp值在0.2～0.3之间 Craig Harvey和Anil Singh对国际上46套加氢装置总计超过700年的运行经验进行调查研究，将25套REAC装置碳钢管腐蚀程度分为4种： 严重(寿命小于5年) 中度(寿命6～10年) 低度(有腐蚀，但寿命超过10年) 无腐蚀 镇海炼化 投用日期：1993年9月 2000年5月国产化空冷管束A301-G发生泄漏 ； 2001年9月国产化空冷管束A301-H发生爆管。 3.2宏观检查 （1）失效部位宏观检察情况 管5-4为纵向开裂，破口部位最小壁厚约为0.3mm，裂口部位距内衬端部约40mm，属于不均匀壁厚减薄导致的局部纵向开裂 。 管5-8为环向爆裂，爆口部位距内衬端部约45mm，爆口 管壁壁厚为0.2～0.8mm，是管子局部周向均匀减薄最终 导致因强度不足而发生的环向爆裂。 （3）金相分析结果 试样编号 金相组织 晶粒度评级 非金属夹杂评级 5-1 铁素体＋珠光体 11级 1.5 5-8 铁素体＋珠光体 8．5级 2.0 5-4 铁素体＋珠光体 8．5级 1.5 3.5冲刷腐蚀试验 0.228mm/年 0.0091mm/年 0.0091mm/年 年腐蚀速率 8m/s 6m/s 4m/s 流速 冲刷腐蚀试验结果 当流体的速度小于6m/s时,试件基本上没有腐蚀的迹象. 当流速达到8m/s时腐蚀速率迅速增大 4、管束介质流场分析 典型工况代号 典型工况 时间 原料罐 1 800kt/a标定工况 94.11.29 8:00 517 2 900kt/a标定工况 97.03.27 8:00 51