設(shè)備防腐專業(yè)培訓(xùn)

1、設(shè)備防腐專業(yè)培訓(xùn)內(nèi) 容 提 要腐蝕的定義及分類腐蝕介質(zhì)來(lái)源加氫聯(lián)合車間裝置腐蝕部位及類型腐蝕控制的措施一、腐蝕的定義及分類定義：腐蝕是指材料與其所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料變質(zhì)、破壞和性能惡化的現(xiàn)象。金屬腐蝕是指金屬在周圍介質(zhì)作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解而產(chǎn)生的破壞。腐蝕定義明確指出，金屬要發(fā)生腐蝕必須有外部介質(zhì)的作用，且這種作用是發(fā)生在金屬與介質(zhì)的相界上。因此，金屬腐蝕是包括材料和環(huán)境介質(zhì)兩者在內(nèi)的一個(gè)具有反響作用的體系。腐蝕分類a、按腐蝕機(jī)理分類：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕b、按腐蝕破壞形式分類： 均勻腐蝕、局部腐蝕c、按腐蝕環(huán)境、介質(zhì)分類： 高溫腐蝕、濕腐蝕、沉淀

2、腐蝕、堿腐蝕、酸腐蝕、環(huán)烷酸腐蝕、氫腐蝕、硫化氫腐蝕、連多硫酸腐蝕、硫化氫-氯化氫-水型腐蝕、硫化氫-氫型腐蝕、硫化氫-氧化物-水型腐蝕等化學(xué)腐蝕：金屬外表與周圍介質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。其反響歷程的特點(diǎn)是，氧化劑直接與金屬外表的原子相互作用而形成腐蝕產(chǎn)物?；瘜W(xué)腐蝕過(guò)程中沒(méi)有電流產(chǎn)生。如金屬在高溫時(shí)氧化引起的腐蝕等。煉油廠比較少見(jiàn)。電化學(xué)腐蝕：金屬外表與離子導(dǎo)電的電介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反響而產(chǎn)生的破壞。腐蝕過(guò)程中伴有電流產(chǎn)生，如同一個(gè)短路原電池的工作。這類腐蝕是最普遍、最常見(jiàn)又是比較嚴(yán)重的一類腐蝕，如金屬在酸、堿、鹽等介質(zhì)存在的環(huán)境中所發(fā)生的腐蝕皆屬此類。另外，電化學(xué)作用既可單獨(dú)造成腐蝕，

3、也可與機(jī)械作用等共同導(dǎo)致金屬產(chǎn)生各種特殊腐蝕應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、磨損腐蝕等物理腐蝕：金屬由于單純的物理作用所引起的破壞。許多金屬在高溫熔鹽、熔堿及液態(tài)金屬中可以發(fā)生此類腐蝕。如盛放熔融鋅的鋼容器，鐵被液態(tài)鋅所溶解而腐蝕。 均勻腐蝕：是指腐蝕分布在整個(gè)金屬外表上，它可以是均勻的，也可以是不均勻的。這類腐蝕的危險(xiǎn)性相對(duì)較小，當(dāng)全面腐蝕不太嚴(yán)重時(shí)，只要在設(shè)計(jì)時(shí)增加腐蝕裕度就能夠使設(shè)備到達(dá)應(yīng)有的使用壽命而不被腐蝕損壞。局部腐蝕：是指腐蝕主要集中在金屬外表某一區(qū)域，而外表的其他局部那么幾乎未被破壞。局部腐蝕類型很多，如點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、氫致開(kāi)裂、氫損傷、磨損腐蝕等。這類腐

4、蝕往往是在沒(méi)有先兆下發(fā)生的，目前對(duì)其預(yù)測(cè)和控制都很困難。因此，這類腐蝕是造成設(shè)備失效的主要原因。 后面我們就主要針對(duì)局部腐蝕進(jìn)行介紹，在介紹裝置易腐蝕部位時(shí)那么主要按環(huán)境腐蝕、介質(zhì)分類進(jìn)行。 點(diǎn)蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點(diǎn)蝕有大有小，一般情況下，點(diǎn)蝕的深度要比其直徑大的多。點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在外表有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。在石油化工的腐蝕失效類型統(tǒng)計(jì)中，點(diǎn)蝕約占20%25%。 點(diǎn)蝕機(jī)理： 活性陰離子Cl、Br、I使鈍化膜破壞，Cl離子進(jìn)入、HCl形成等。PH值降低、溫度升高都會(huì)增加點(diǎn)蝕的傾向。點(diǎn)蝕會(huì)使晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點(diǎn)蝕是這些類型腐蝕的起源。碳鋼的點(diǎn)蝕現(xiàn)象 縫隙腐蝕是一種

5、特殊的點(diǎn)蝕現(xiàn)象,縫隙腐蝕常發(fā)生在設(shè)備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處。機(jī)理是內(nèi)外金屬離子濃度差形成濃差電池。 電偶腐蝕：兩種不同電位金屬電極構(gòu)成的宏觀原電池的腐蝕電位低的成為陽(yáng)極，腐蝕加劇。電位高的為陰極，腐蝕減輕。在油罐、埋地輸油管線、反響器等處存在電偶腐蝕，可以采用采用陰極保護(hù)、用涂料、墊片等使金屬間絕緣等方式進(jìn)行控制油罐底部的陽(yáng)極保護(hù)塊墊片陽(yáng)極保護(hù)塊 晶間腐蝕：金屬材料奧氏體和鐵素體不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)中，沿著材料的晶粒間界受到腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部腐蝕破壞現(xiàn)象。受這種腐蝕的設(shè)備或零件，有時(shí)從外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之間的結(jié)合力被破壞，材料幾乎喪失了強(qiáng)度

6、，嚴(yán)重者會(huì)失去金屬聲音，輕輕敲擊便成為粉末。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油化工設(shè)備腐蝕失效事故中，晶間腐蝕約占4%9%。1Cr18Ni9晶間腐蝕 應(yīng)力腐蝕破裂：材料在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下的破裂。三個(gè)必要條件應(yīng)力一般指拉應(yīng)力、腐蝕介質(zhì)、敏感的材料。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力可以來(lái)自工作應(yīng)力，也可以來(lái)自制造過(guò)程中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂在石油化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可達(dá)50% 。 氫致開(kāi)裂：氫致應(yīng)力開(kāi)裂，氫致環(huán)境脆化，氫致拉伸延性喪失三種形式是金屬材料特別是鈦材一旦吸氫，就會(huì)析出脆性氫化物，使機(jī)械強(qiáng)度劣化。機(jī)理：在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的氫原子進(jìn)入鋼中,并在鋼的內(nèi)部缺陷部位(主要是非金屬夾雜物與金屬基體

7、的界面)聚集成氫分子，使局部壓力升高到104MPa。在腐蝕介質(zhì)中，金屬因腐蝕反響析出的氫及制造過(guò)程中吸收的氫，是金屬中氫的主要來(lái)源。有活性陰離子共存時(shí)的影響， Cl-最嚴(yán)重。 PH相同：Cl-Br-I-F-ClO3-OH-SO42- 易發(fā)生部位：汽油穩(wěn)定蒸餾塔頂冷凝器、加氫脫硫裝置中的成品冷卻器、汽提塔塔頂冷凝器 氫損傷包括氫鼓泡、氫脆、外表脫碳、氫腐蝕、氫剝離五種類型。 氫鼓泡：氫原子滲入鋼中，在金屬的錯(cuò)位處或缺陷位置處聚合形成氫分子，因體積膨脹，從而使鋼材產(chǎn)生鼓泡。 氫脆：由于氫殘留在材料中而引起脆化的現(xiàn)象。氫原子對(duì)材料的侵入，使材料晶體間的結(jié)合力減弱，或以分子狀在晶界出或雜質(zhì)周邊析出，形

8、成脆化。 外表脫碳：鋼材與氫接觸后可產(chǎn)生外表脫碳。外表脫碳不會(huì)產(chǎn)生裂紋，但材料的強(qiáng)度及硬度稍有下降，而延伸率增加。 氫腐蝕：高溫高壓下鋼中氫與碳及Fe3C生成甲烷造成材料內(nèi)裂紋或鼓泡使鋼機(jī)械性能變壞。 氫剝離：氫在高溫高壓下擴(kuò)散進(jìn)入鋼中，當(dāng)設(shè)備檢修或冷卻過(guò)程中，溫度降低至150以下時(shí)，由于氫氣來(lái)不及向外釋放，在一定條件下就會(huì)產(chǎn)生堆焊層與母材的開(kāi)裂現(xiàn)象。 生產(chǎn)中特別是停工過(guò)程中必須注意嚴(yán)格控制降溫降壓速率降溫：20-25/h，降壓：1.0-1.5MPa/h，防治氫脆、氫鼓泡、氫致開(kāi)裂。 磨損腐蝕：流動(dòng)的腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬外表即發(fā)生腐蝕作用，又存在機(jī)械沖刷的條件下導(dǎo)致的金屬破壞。主要原因是鈍化膜的破損

9、。高速、湍流、氣泡及固體粒子加速磨損腐蝕。低溫?zé)煔獾穆饵c(diǎn)腐蝕：主要發(fā)生在加熱爐、鍋爐空氣預(yù)熱器的低溫部位。加熱爐、鍋爐用的燃料中含有硫化物，硫燃燒后全部生成SO2，由于燃燒室中由過(guò)量的氧氣存在，所以又有少量的SO2進(jìn)一步再與氧化合形成SO3。在通常的過(guò)剩空氣系數(shù)條件下，全部SO2中約有13%轉(zhuǎn)化成SO3。在高溫?zé)煔庵械腟O3不腐蝕金屬，但當(dāng)煙氣溫度降到400以下，將與水蒸氣化合生成稀硫酸。煙氣的溫度繼續(xù)下降，當(dāng)降至150170時(shí)，已到達(dá)硫酸的結(jié)露溫度，這時(shí)稀硫酸就會(huì)凝結(jié)到加熱爐的受熱面上從而發(fā)生低溫硫酸腐蝕。由于這種腐蝕發(fā)生在硫酸的結(jié)露溫度以下，所以又稱作露點(diǎn)腐蝕。高溫腐蝕：當(dāng)煉油設(shè)備壁溫高于

10、250且又處于H2S環(huán)境下時(shí)，就會(huì)受到H2S腐蝕，近年來(lái)原油的硫含量有逐步增大的趨勢(shì)。這類腐蝕表現(xiàn)為設(shè)備外表減薄，屬均勻腐蝕；在220以下時(shí)，環(huán)烷酸的腐蝕并不劇烈，但隨溫度升高有逐步增大的趨勢(shì)，在280以上時(shí)，溫度每升高55，環(huán)烷酸對(duì)碳鋼和低合金鋼的腐蝕速度就增加三倍，直到385時(shí)為止。H2S+ H2 和大于200以上條件，氫滲入金屬外表FeS保護(hù)膜，使其而失去保護(hù)作用。FeS保護(hù)膜反復(fù)剝離、生成，加快腐蝕。減壓塔填料高溫環(huán)烷酸腐蝕二、腐蝕介質(zhì)來(lái)源原油：氯化鹽、硫化物、有機(jī)酸、氧、氮化物，有機(jī)氯化物，重金屬等；運(yùn)輸和生產(chǎn)中參加的助劑：氯化物、酸、堿、氫氰酸、糠醛、胺等；煉制過(guò)程生成的：硫化氫、

11、二氧化碳、氰化物、氫、鹽酸、氨、氯化氨、有機(jī)酸、連多硫酸、二硫化物、酚等； 這些腐蝕介質(zhì)在工藝環(huán)境下腐蝕金屬材料 歸屬不同的腐蝕機(jī)理硫化物能與鋼起反響的叫活性硫，主要是以下五種。非活性硫主要是噻吩,大都存在于渣油餾分中。不同溫度下各種硫化物的腐蝕性不同，二硫化物腐蝕最強(qiáng)。當(dāng)500，不是硫化物腐蝕范圍，為高溫氧化腐蝕。2600C3160C3710C4270C4820C硫醚硫化氫硫化氫硫化氫硫化氫元素硫元素硫硫醇硫醇硫醇硫化氫硫醚元素硫元素硫硫醚硫醇硫醇硫醚硫醚元素硫二硫化物二硫化物二硫化物二硫化物二硫化物硫分布餾分汽油煤油柴油蠟油渣油硫含量%0.80.5mgKOH/g 采用不銹鋼材料316L 鉬

12、含量大于2.5%； 二次加工原料TAN1.5mgKOH/g采用不銹鋼材料。 硫大于1%時(shí)，硫化物分解在釋放的H2S與鋼材反響生產(chǎn)硫化亞鐵保護(hù)膜，可減緩環(huán)烷酸腐蝕。高硫低酸值原油腐蝕性相對(duì)較小，反之低硫高酸值腐蝕性更大。低酸原油：酸值 9會(huì)引起嚴(yán)重腐蝕。氯化氨鹽的腐蝕堿金屬在NaOH或KOH存在的條件下，拉應(yīng)力和適當(dāng)溫度產(chǎn)生的開(kāi)裂；碳鋼、低合金鋼、300系列不銹鋼易腐蝕；鎳基合金耐腐蝕；常見(jiàn)于含濃縮堿液體的管線，堿洗后殘留堿開(kāi)裂連多硫酸形成環(huán)境：硫化物水空氣反響形成酸性環(huán)境H2SXO6材料：敏化材料(370-815長(zhǎng)期操作)或類似敏化的焊縫附近300系列應(yīng)力：存在剩余應(yīng)力或拉應(yīng)力的地方產(chǎn)生裂紋；

13、腐蝕形態(tài)：在焊縫熱影響區(qū)或母材上的晶間腐蝕開(kāi)裂，可以數(shù)分鐘或數(shù)小時(shí)擴(kuò)展，通常在開(kāi)工時(shí)才發(fā)現(xiàn)泄漏；3FeS + 5O2 Fe2O3FeO + SO2SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 + 1/2O2 H2SO4 H2SO3 + FeS H2SxO6FeS + H2SO4 FeSO4 + H2SH2SO3 + H2S H2SxO6三、加氫裝置腐蝕部位及類型加氫裝置腐蝕分布制氫裝置 制氫裝置腐蝕分布四、腐蝕控制的措施針對(duì)不同的腐蝕環(huán)境、油品，有針對(duì)性的選材，工藝設(shè)計(jì)是裝置在服役周期內(nèi)不發(fā)生腐蝕泄漏事故的根底。工藝防腐是關(guān)鍵。腐蝕監(jiān)控必不可少，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇是關(guān)鍵。含硫油和含酸油選材比照選腐蝕率

14、為0.25mm/a，比照不同的資料，選擇材料耐硫或硫環(huán)烷酸介質(zhì)腐蝕的最高使用溫度；API581： S1wt%，高硫油 碳鋼260 5Cr 316 9Cr 399 TAN0.5，含酸油 碳鋼246-260 5Cr 316399 9Cr 371-399選材導(dǎo)那么：SH/T3096-2021高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)那么腐蝕裕量：設(shè)備：腐蝕裕量6.0mm；管道：碳素鋼腐蝕裕量6.0mm、低合金鋼和鉻鉬鋼腐蝕裕量3.2mm或高合金鋼或有色金屬腐蝕裕量1.6mm；加熱爐爐管：碳素鋼腐蝕裕量3.0mm、鉻鉬鋼腐蝕裕量2.0mm或高合金鋼腐蝕裕量1.0mm。設(shè)計(jì)壽命：設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)按SH/T 3

15、074的規(guī)定，爐管的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)按SH/T3037的規(guī)定，管道元件的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)按1015年考慮。設(shè)計(jì)含硫量：以裝置正常操作條件下介質(zhì)中的含硫量為依據(jù)，并應(yīng)充分考慮操作條件下可能到達(dá)的最大含硫量的影響。 總硫含量大于或等于1.0wt，且酸值按照GB264-83方法測(cè)定小于0.5mgKOH/g的原油。選材： 大于240管道 Cr5Mo鋼， 240-350設(shè)備 碳鋼+06Cr13 大于350設(shè)備 碳鋼+022Cr19Ni10或碳鋼+06Cr18Ni11Ti 設(shè)計(jì)含酸量：原油酸值大于等于0.5mgKOH/g 選材：介質(zhì)溫度小于240，選用碳鋼；介質(zhì)溫度大于等于240小于288，介質(zhì)為液相且流速小于3m/

16、s時(shí)，選用1Cr5Mo、0Cr18ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；流速高于3m/s時(shí)或介質(zhì)為氣液兩相，選用0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；介質(zhì)的溫度大于等于240且流速大于等于30m/s時(shí)，選用0Cr17Ni12Mo2/00Cr17Ni14Mo2；介質(zhì)溫度大于等于288，選用0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10或0Cr17Ni12Mo2/00Cr17Ni14Mo2；選材導(dǎo)那么：SH/T3129-2021 高酸原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)那么 加強(qiáng)設(shè)備防腐蝕管理工作的要求制定全廠性的設(shè)備與工藝防腐解決方案建立健全全廠腐蝕管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防腐要從設(shè)計(jì)和管理入手加強(qiáng)防腐攻關(guān)，包括腐蝕失效案例分析和腐蝕規(guī)律研究，以建立相應(yīng)的腐蝕數(shù)據(jù)模型，為腐蝕預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)。加強(qiáng)防腐新技術(shù)的考察和應(yīng)用管理工作。加強(qiáng)國(guó)外同行業(yè)的腐蝕資料調(diào)研，跟蹤國(guó)外最新防腐動(dòng)態(tài)，總結(jié)先進(jìn)的腐蝕防護(hù)經(jīng)驗(yàn)加強(qiáng)腐蝕監(jiān)檢測(cè)加強(qiáng)企業(yè)員工的腐蝕防護(hù)教育工藝控制加強(qiáng)原料控制，盡量保證進(jìn)廠原油品種穩(wěn)定。進(jìn)廠原油應(yīng)盡量做到“分