催化裂解管线腐蚀分析与治理
2019-03-28 13:57:13
作者：本网整理 来源：设备管理与防腐
本文讨论某炼厂催化裂解及酸性水装置设备管线出现严重腐蚀，在研究腐蚀机理后，采取防腐蚀措施，有效延缓腐蚀速度的案例。
1双提升管催化裂化装置腐蚀漏点概述
某炼厂双提升管催化裂化装置自2003年5月开工，到2009年6月发现气压机二级冷却器后的管线漏，之后漏点陆续出现遍布气压机一段出口至三段出口及一、二级脱液线，装置被迫停工。6月15日更换管线。2010年4月再次更换二级冷却器后管线。
气压机管线在一段出口至三段出口及一脱液线出现严重腐蚀。腐蚀点集中在焊口处、焊接热影响区，腐蚀漏点形状为点状及细小裂纹。
管线弯头部位的腐蚀漏点
2原因分析
2005年1月至2009年6月未出现漏点，而更换的新管线仅仅使用8个月就出现多处漏点，说明可能是富气成分发生变化。我们找出四年气压机操作参数对比，发现富气量减少与腐蚀存在一定关系。推断回炼汽油减少或富气量减少导致凝缩油硫化物浓度增加，从而导致设备、管线腐蚀速度加快。
TMP装置富气压缩机级间凝缩油的主要成分和工作条件如表。
3腐蚀机理：
富气经气压机压缩后通过一级冷却器冷凝析出凝缩油、水、H2S，在湿的硫化氢环境中，H2S与钢发生电化学反应：
阳极反应Fe→Fe2﹢+2e
阴极反应2H﹢+2e→2H→H2
在正常条件下，钢的表面形成分子氢，如果腐蚀速度不快的话，钢会慢慢的腐蚀掉。当管线、罐体存在硫化物垢膜时，硫化物会成为负催化剂，抑制原子氢生成分子氢，结果原子氢渗透进入钢中，并在晶体结构中聚集，影响钢的机械特性。这种破坏叫做硫化物应力腐蚀破裂（以下称SSCC）。
硫化物应力腐蚀破裂受H2S浓度、温度、溶液PH值及添加剂等环境因素的影响。硫化氢浓度大于20mg/L时会发生硫化氢腐蚀开裂。 湿硫化氢在15～70℃范围内对碳钢和低合金钢应力腐蚀开裂影响最大。腐蚀介质PH值增加，钢在H2S中SSCC破裂稳定性增加，出现破裂的时间增加。富气中含有的硫化氢在湿环境下，发生电化学作用生成氢原子渗透到金属内部，溶解于晶格中，导致氢脆，在应力作用下形成开裂，硫化物应力腐蚀破裂，通常发生在焊道、热影响区等高硬度区。
4整改措施：
01控制环境因素
脱水是防止SSCC的一种有效方法，减少湿H2S腐蚀，降低腐蚀物浓度，气压机一、二级中间罐水包内的酸性水每周脱二次。
02提高气压机各级冷后温度
气压机出口管线温度升至85-90℃之后，气压机二级冷后温度为保证机组的正常运行，温度无法大幅度提高，管线腐蚀情况无明显改善。
03严格控制新配管线焊接质量
控制新配管线焊接质量消除焊接应力，降低焊缝硬度。对腐蚀严格的管线进行预制，采取氩弧焊打底，提高焊接质量，焊后采取热处理工艺。
04洗涤富气中的硫化物
为进一步降低压缩富气中的硫化物浓度，减少腐蚀物的生成，在气压机一级出口配1条DN20注氨水管线，注水量为300-400升／小时（5%氨水），降低富气中的H2S等硫化物浓度，并洗涤管线、罐体硫化物垢膜。
05加强后续处理酸性水装置设备防腐
后续酸性水装置设备防腐措施如下：
装置氨水储罐原防腐材料是环氧树脂，在设备检修时发现罐内防腐层全部脱落，罐体腐蚀严重，对罐喷沙除锈用环氧煤沥青漆进行防腐。
采用耐酸、碱、盐钛纳米聚合物涂料替代H88型涂料。前期罐所采用的防腐涂层为环氧性H88型涂料，防腐涂层在使用3年后出现多处鼓泡，变硬，失去防腐作用，罐壁母材在运行中陆续产生明显的腐蚀漏点，而且二座酸性水罐腐蚀漏点集中区域在第五、六圈板材上和焊道附近，正是汽相集中区域处，漏点现象表现出穿透性延长裂纹。
由于酸性水中硫化氢对碳钢管线焊口腐蚀严重，对安全生产造成威胁，已将原料水泵进出入口线、冷、热进料线，酸性气线，原料水进罐集合管更换为304材质，取得较好效果，汽提塔热载体重沸器管束更换为304材质。
5结论
气压机管线在采取上述措施前，四个月内出现22处漏点，采取上述措施后8个月出现3处漏点。由此可见上述措施尤其是注氨水能明显减缓腐蚀速度。
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