導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

低溫濕H2S腐蝕與防護措施

文檔作者：李冬冬文檔來源：中國石化集團第四建設(shè)公司設(shè)計所		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月14日
下載地址：點擊這里	文件大?。?103.25 KB 共2頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共2頁]

本文件共2頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：103.25 KB 共2頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：常減壓裝置腐蝕狀況分析與防護措施

上一篇：縫隙腐蝕產(chǎn)生的原因及其防護措施

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

2002年第4期 天津化工 37
低溫濕H S腐蝕與防護措施
李冬冬
(中國石化集團第四建設(shè)公司設(shè)計所，天津300270)
摘要：介紹了低溫濕H’S腐蝕和影響因素，并提出了防護措施。
關(guān)鍵詞：應(yīng)力腐蝕；硬度；強度；熱處理
中圖分類號：TQ 050．9 文獻標識碼：B 文章編號：1008—1267(2002)04—0037—02
近年來由于國產(chǎn)原油變重，含硫、含氮、酸值的
增加，以及進口高含硫的中東原油，更加重了設(shè)備的
腐蝕。硫腐蝕貫穿于煉油的全過程，它直接影響著
生產(chǎn)裝置的周期、安全、穩(wěn)定、滿負荷及優(yōu)質(zhì)運轉(zhuǎn)。
低溫濕H S腐蝕是指溫度低于2300C的H S—
H2o型。H2S與腐蝕介質(zhì)(如HC1、NH3、乙醇胺、水
等)共同形成腐蝕環(huán)境，在裝置的低溫部位(特別是
氣液相變部位)造成嚴重的腐蝕，如果我們在設(shè)計中
不加以高度重視，它會引起重大災害。
l 低溫H，S腐蝕的實例
某煉油廠脫硫再生塔頂冷凝冷卻器在投產(chǎn)運行
4個月時發(fā)現(xiàn)管板泄漏而被迫停產(chǎn)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)管
板與換熱管的焊縫區(qū)出現(xiàn)貫穿裂紋多處。經(jīng)鑒定，
這是由硫化物應(yīng)力腐蝕破裂引起。
2 分析原因
首先，設(shè)計不合理。它的不合理處在于以下兩
條：第一條是對焊接接頭只要求做20％射線探傷檢
測。設(shè)備的應(yīng)力水平對硫化氫應(yīng)力腐蝕起著最重要
的影響，應(yīng)力水平越高，硫化氫應(yīng)力腐蝕傾向越嚴
重。焊接對母材從焊縫、熔合線和熱影響區(qū)三個方
面產(chǎn)生許多影響，造成夾渣、氣孔、分層、未焊透等缺
陷。大量試驗和使用經(jīng)驗表明，焊接能產(chǎn)生很大的
殘余應(yīng)力，使鋼材的金相組織發(fā)生變化，產(chǎn)生偏析。
這些都會使鋼材的抗硫化氫應(yīng)力腐蝕能力下降。如
果只做20％射線探傷，會造成焊接中產(chǎn)生的一些缺
陷的漏檢，這些缺陷將可能成為裂紋的源泉。第二
條是雖然要求焊后進行消除應(yīng)力熱處理，但未要求
對焊縫硬度進行測量。我們知道鋼材的硬度也是導
致硫化氫應(yīng)力腐蝕的重要原因之一。在某一給定條
件下，當硬度低于某個數(shù)值時，可減少或不發(fā)生開
裂；多數(shù)情況下，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂處的宏觀硬度在
布氏硬度HB235～HB262范圍內(nèi)。極少數(shù)情況下，
在特別苛刻的腐蝕環(huán)境中，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂處的
宏觀硬度可低到布氏硬度HB200以下，所以應(yīng)規(guī)定
熱處理后的硬度不大于HB200。
其次，設(shè)備的選材。本設(shè)備設(shè)計采用20R鋼
板，但在制造過程中因缺乏20R而用16MnR 鋼板
代用，這樣做是不合理的。因為雖然用16MnR代
替20R鋼板在行業(yè)標準中是允許的，但是在較苛刻
的硫化物環(huán)境中，選用16MnR鋼應(yīng)慎重，因為鋼材
的化學成分對濕H S腐蝕也有很大的影響。鋼材
中MnS夾雜物是引起濕H S應(yīng)力腐蝕的主要因
素。由于MnS為粘性物質(zhì)，在鋼材壓軋過程中呈條
狀分布，滲入鋼中的氫聚集在其尖端處，產(chǎn)生氫鼓
泡，成為裂紋及開裂的起點。條狀的MnS夾渣越
多，越容易產(chǎn)生硫化氫應(yīng)力腐蝕。鋼材中的Ni、
Mn、P、S等可加劇濕硫化氫應(yīng)力腐蝕，而在鋼材中
適量加入Cr、Mo、V、Ti、AI、B等可抑制MnS夾雜的
產(chǎn)生，明顯改善鋼材抗?jié)窳蚧瘹鋺?yīng)力腐蝕的能力。
16MnR的含Mn量為1．2％ ～1．6％，20R為0．35％
～ 0．80％ ，S的含量均少于0．035％ 。兩者的硫含量
相同，而16MnR比20R的錳含量高2～4倍，因而
對硫化物應(yīng)力腐蝕的敏感性增大。
再次，制造質(zhì)量不高。機加工時，管板鉆孔的精
度差，管壁與管板處普遍存在較大間隙(最大0．65
n瑚)，角焊縫處未焊透，且有焊縫裂紋和關(guān)橋裂紋
相通。這是由焊接連接以及其它原因形成的縫隙也
是引起應(yīng)力腐蝕的主要原因之一。在縫隙中，由于
閉塞電池的原理，溶液的化學性質(zhì)和電化學性質(zhì)都
起了顯著的變化(pH值和電位下降)，在由拉應(yīng)力作
收稿日期：2002—06—02
作者簡介：李冬冬，畢業(yè)于天津大學，現(xiàn)工作單位：中國石化集團
第四建設(shè)公司金屬結(jié)構(gòu)廠工廠工藝設(shè)計室，擔任設(shè)計
審核人。
維普資訊 http://www.cqvip.com
38 天津化工 2002年7月
用時，就會引起應(yīng)力腐蝕開裂。另外，由于應(yīng)力集中
和縫隙中的腐蝕產(chǎn)物均會使拉應(yīng)力增加，促進應(yīng)力
腐蝕開裂。
再者，制造熱處理工藝的編制和執(zhí)行不嚴格。
確定熱處理的厚度應(yīng)取1／4的管板厚度與殼體厚度
中的較大值，但編制工藝人員只以殼體厚度來確定
(該厚度小于1／4的管板厚度)，造成保溫時間不夠
長，大大影響了殘余應(yīng)力的消除效果。另外，在熱處
理過程中，沒有嚴格按熱處理工藝要求控制升溫和
降溫速度，這也是影響因素之一。
3 防護措施
3．1 技術(shù)要求
設(shè)計者應(yīng)在技術(shù)要求中提出：(1)對嚴重硫化氫
腐蝕的情況，增加探傷比例；(2)在技術(shù)要求中明確
提出“熱處理后焊縫(含熱影響區(qū))的硬度不大于
HB200”的要求。
3．2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及選材
在設(shè)計時應(yīng)使應(yīng)力分布盡可能均勻，減小局部
應(yīng)力集中的程度。設(shè)備的結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量連續(xù)，避免
縫隙、死角等形狀突變，防止應(yīng)力集中，以最大限度
的降低殼體的應(yīng)力水平。或?qū)⑦@些邊、角、槽、開孔
設(shè)計在低應(yīng)力區(qū)或壓應(yīng)力區(qū)，并做一定的處理，如銳
角倒圓、毛刺磨掉、內(nèi)角填平，對應(yīng)力可能集中的關(guān)
鍵部位，可適當增加部件的壁厚。設(shè)備的連接和支
承設(shè)計也是容易造成縫隙和死角的場所，應(yīng)予以充
分考慮。
設(shè)備的選材應(yīng)符合：I制造設(shè)備所用鋼材盡量
選用碳素鋼，碳鋼及低合金鋼應(yīng)符合下列要求：選取
鎮(zhèn)靜鋼；材料使用狀態(tài)至少應(yīng)為正火或正火加回火、
退火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)；對非焊接件或焊后熱處理經(jīng)正火或
回火處理的材料，硬度限制為：低碳鋼HV(10)<
220(單個值)、低合金鋼HV(10)<245(單個值)；殼
體用鋼板厚度>20 mm 的碳鋼和低合金鋼制造時，
應(yīng)按JB4730進行超聲波探傷，符合Ⅱ級要求；鋼材
的含鎳量不大于l％。Ⅱ 盡量降低鋼中硫含量為
0．005％以下，從而降低鋼材對HB及HIC的敏感
程度。同時要嚴格控制P、Mn等含量。Ⅲ 在材料
代用時要慎重考慮對H2S腐蝕的敏感性。
3．3 制造及焊后熱處理
3．3．1 制造
I嚴格控制制造公差，提高機加工精度，避免
造成縫隙。Ⅱ 在制造和安裝過程中不允許進行強
力組對，避免產(chǎn)生裝配應(yīng)力。
3．3．2 焊接
I在滿足強度要求的前提下，盡可能采用低強
度焊接材料，且保證全焊透；焊接接頭(包括焊縫、熱
影響區(qū)及母材)的硬度限制為低碳鋼HV(1)≤ 220
(單個值)、低合金鋼HV(1O)4245(單個值)。Ⅱ 仔
細控制焊縫化學成分避免合金成分超高(錳最大含
量應(yīng)為1．6％ ，硅最大含量應(yīng)為1％ ，Ni小于1％)。
Ⅲ 焊縫外的起弧、打弧點(包括臨時焊縫處)均應(yīng)在
焊后熱處理前打磨0．3 ITtlTt以上，并做磁粉或著色
檢查。Ⅳ 所有焊接接頭不應(yīng)留下封閉的中間空隙
(如襯板、加強板的四周填腳焊后)，如不可避免時，
應(yīng)開設(shè)排氣孔。
3．3．3 焊后熱處理
為了消除由于冷加工、組裝或焊接產(chǎn)生的殘余
應(yīng)力，對于存在濕硫化氫應(yīng)力腐蝕傾向的設(shè)備，一般
均要進行焊后熱處理。
熱處理應(yīng)嚴格按熱處理工藝執(zhí)行，熱處理后焊
縫(含熱影響區(qū))的硬度不大于HB200，或超過應(yīng)采
取措施：切除并重新焊接；在最低溫度620℃ 下，進
行焊后熱處理到硬度不超過HB200。
3．3．4 刷防腐蝕涂料
這是一種新工藝，是在換熱管和管板之間涂刷
一種添加硅烷偶聯(lián)劑的環(huán)氧一聚氨酯涂料(RG系
列涂料)。該涂料具有在凝汽器和其它熱交換器水
側(cè)環(huán)境中長期使用并且防止脹口滲漏、防止管口沖
刷腐蝕和管板電偶腐蝕所需的各種性能。主要技術(shù)
指標為對碳鋼的附著力為1級；耐水(85℃)>100
天；柔韌性：1級；耐酸(室溫，5％HC1)>15天；強度
高，抗沖刷；密封性能好。結(jié)合配套的專項施工工
藝，使用壽命可達10年以上。RG涂料和相應(yīng)的成
套施工技術(shù)已在國內(nèi)40多臺凝汽器和其它熱交換
器管板和管口上推廣應(yīng)用，最長時間已達6年，且涂
膜的顏色、光澤未發(fā)生明顯變化，均取得了良好的防
腐防滲漏效果。
總之，低溫濕H2S腐蝕是煉油設(shè)備中常見的破
壞形式。應(yīng)從設(shè)計選材、制造、檢驗均要按照規(guī)定嚴
格執(zhí)行，特別要控制設(shè)備的拉應(yīng)力水平，盡量避免形
成應(yīng)力腐蝕環(huán)境，除此之外應(yīng)采取刷防腐涂料等新
工藝，以最大限度的讓設(shè)備安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)的運行。

網(wǎng)友評論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11