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石油加工裝置中設備的硫腐蝕與防護

5 S+H2S+RSH+RCOOH(環烷酸)型腐蝕環境
  對于酸值超過0.5 mgKOH/g的原油,無論硫含量多高,其防腐措施亦應按含酸原油考慮。環烷酸能形成可溶性的腐蝕產物,腐蝕形態為帶銳角邊的蝕坑和蝕槽,在高溫區隨溫度的升高有兩個腐蝕高峰(在270~280℃和350~400℃)。物流的流速對腐蝕影響更大,環烷酸的腐蝕部位都是在流速高的地方,流速增加,腐蝕速率也增加。而硫化氫的腐蝕產物是不溶的,多為均勻腐蝕,隨溫度的升高而加重。兩者的腐蝕作用同時進行,若硫含量低于某一臨界值,其腐蝕情況加重。亦即環烷酸破壞了硫化氫腐蝕產物,生成可溶于油的環烷酸鐵和H2S,使腐蝕繼續進行。若硫含量高于臨界值時,H2S在金屬表面生成穩定的硫化鐵保護膜,減緩了環烷酸的腐蝕作用。也就是平常所說的,低硫高酸腐蝕比高硫高酸的腐蝕還嚴重。S+H2S+RSH+RCOOH型腐蝕部位與S+H2S+RSH型腐蝕部位的腐蝕情況基本相同,但加工高酸值原油的煉油廠,其嚴重腐蝕部位集中在減壓爐、減壓轉油線及減壓塔進料段下部。
  對于酸值較高腐蝕性較強的原油來說,可以從工藝上投加高溫緩蝕劑;在腐蝕部位可選用1Cr18Ni10Ti或316L等鋼;在設計上可加大轉油線管徑,降低流速;在施工上,對管道及設備內壁焊縫磨平,防止產生渦流。
6 H2+H2S型腐蝕環境
  H2S體積濃度在1%以下時,隨著H2S濃度的增加,腐蝕速率迅速增加。當超過1%時,腐蝕速率基本不再變化。
  在315~480℃范圍內,隨著溫度的增加,腐蝕速率急劇增加。溫度每增加55℃,腐蝕速率大約增加兩倍。
  腐蝕速率隨著時間的增長而逐漸下降。超過500 h的腐蝕速率僅為短時間的腐蝕速率的1/3~1/11。
  壓力對腐蝕速率沒有影響。但在單純高溫氫氣中,壓力對氫腐蝕則有很大影響。
  在高溫H2S+H2型腐蝕環境中,影響腐蝕速率的主要因素是溫度和H2S濃度。目前,工程設計依據A.S.Couper和J.W.Gormon曲線估算腐蝕速率來確定材料。一般來說,在設計溫度不大于450℃時,采用18-8Ti奧氏體不銹鋼的腐蝕速率是可以接受的。
7 連多硫酸引起的應力腐蝕開裂與防護
  連多硫酸最易發生在煉油裝置中由不銹鋼或高合金材料制造的設備上,一般是高溫、高壓含氫環境下的反應塔器及其襯里和內構件、儲罐、換熱器、管道、加熱爐爐管等,特別在加氫脫硫、加氫裂化、催化重整等裝置中用奧氏體不銹鋼制造的設備上。這些設備在高溫、高壓、缺氧和缺水的干燥條件下運行時,一般不會形成連多硫酸。但當裝置運行期間遭受硫的腐蝕,在設備表面生成含硫化合物,裝置停工期間有氧(空氣)和水進入時,與設備表面生成的含硫化合物反應生成連多硫酸(H2SXO6),設備即使在“冷態”時,通常也存在拉伸應力(包括殘余應力和外加應力),在連多硫酸和這種拉伸應力的共同作用下,奧氏體不銹鋼和其它高合金鋼產生敏化條件,就有可能發生連多硫酸應力腐蝕開裂。

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