煉廠停工期間奧氏體不銹鋼及奧氏體合金

NACERP0170-2004煉廠停工期間奧氏體不銹鋼及奧氏體合金設(shè)備連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂的防護(hù)前言本標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則提供了煉廠停工、間歇停工及開車期間奧氏體不銹鋼及奧氏體合金防止連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂的方法。本標(biāo)準(zhǔn)旨在防止由硫腐蝕產(chǎn)物和氧、水反應(yīng)所形成的連多硫酸腐蝕。為應(yīng)用的目的，這里假定這類酸完全是由可氧化的硫物質(zhì)（單質(zhì)硫，H2S，金屬硫化物）與氧和水反應(yīng)而來。防止連多硫酸形成的主要方法包括選擇合適金屬、避免氧氣進(jìn)入、表面堿洗、避免液態(tài)水形成。無論選擇使用何種方法，業(yè)主都應(yīng)保證采用了和標(biāo)準(zhǔn)所要求相符的正確步驟，以保證能夠達(dá)到防護(hù)效果。本標(biāo)準(zhǔn)主要是給石油煉制行業(yè)材料和腐蝕工程師及檢測、操作、維護(hù)人員使用。盡管本標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的主要是煉油工業(yè)諸如：脫硫、加氫裂化、加氫精制等PTASCC發(fā)生幾率相對較高的單元，當(dāng)然也可以用在其他使用奧氏體不銹鋼和奧氏體合金的單元中，只要用戶認(rèn)為需要考慮PTASCC，例如蒸餾單元和催化裂化單元。用戶必須考慮其他的因素如催化劑上堿性化學(xué)物的影響，及消除這些化學(xué)物質(zhì)應(yīng)采用的合適方法與防護(hù)設(shè)備。本標(biāo)準(zhǔn)中，其他的奧氏體合金是指鎳、鐵、鉻等對PTASCC敏感的合金。本標(biāo)準(zhǔn)中所描述的技術(shù)原本不是用來消除氯化物沉淀的，但是通過水洗可以減少ClSCC的可能性。本標(biāo)準(zhǔn)最初是在1970年，由NACE第八技術(shù)組T-8-19制定，在1984和1993年進(jìn)行了修訂，在1997年由T-8組委會重申。對于連多硫酸腐蝕開裂的防護(hù)由TG173組在2004年進(jìn)行了修訂。TG173是被石油煉制與天然氣加工特別技術(shù)組TG34管理。TG173組由STG39加工業(yè)材料應(yīng)用與STG60腐蝕機(jī)理組發(fā)起的。本標(biāo)準(zhǔn)由NACE國際在STG34組支持下出版發(fā)行。第一部分：概要1.1PTASCC是指在敏感奧氏體不銹鋼和其他敏感奧氏體合金中發(fā)生的沿晶開裂。連多硫酸屬于結(jié)構(gòu)式為H2SxOy的酸類，其中X通常范圍為1～5，Y的范圍可以是小于1至6。并不是所有含硫的酸都會導(dǎo)致PTASCC。諸如H2SO4也可以加劇此機(jī)理導(dǎo)致晶間腐蝕，但是他們本身不會引起這種腐蝕。附錄A中的圖為PTASCC。1.2正如其他SCC機(jī)理，PTASCC機(jī)理也需要下述的三種主要起作用的因素。至少可以通過限制下列因素中的一種來減少或降低SCC的可能性。1.2.1環(huán)境連多硫酸通常由煉油設(shè)備內(nèi)表面的含硫腐蝕產(chǎn)物和氧、水反應(yīng)而形成的。當(dāng)這類反應(yīng)物出現(xiàn)在敏感的奧氏體不銹鋼及其他奧氏體合金工藝設(shè)備時，PTASCC就會發(fā)生，通常發(fā)生在停工期間。1.2.1.1形成連多硫酸的最主要氧氣來源是設(shè)備打開后暴露于大氣引起的。還有一部分是由含氧的清洗液及用于吹掃的不純氮?dú)饣蚝猩倭垦鯕獾拿荛]氣體。1.2.1.2液體水是停工過程中的主要產(chǎn)物，主要生成于設(shè)備內(nèi)烴類吹掃用蒸汽的冷凝。換熱器需進(jìn)行除焦時除焦蒸汽的冷凝，或除焦豬的動力用水都有助于形成PTASCC環(huán)境的形成。其他停工過程中清洗用水等可見來源，偶爾地域環(huán)境條件，如降雨或易達(dá)到露點(diǎn)的潮濕環(huán)境，這些條件都可以形成液態(tài)水。停工檢修和檢測活動也都會引入少量水，諸如通過水壓測試和高壓水洗等。還有少量明顯來源包括FCCU和流化床焦化單元等難熔設(shè)備的高壓水線性切割。1.2.1.3在煉廠過程單元中易產(chǎn)生熔融鐵或其他硫化金屬垢物的環(huán)境中，PTASCC更加易發(fā)生。因為在停工時有潮濕空氣的條件下這些高溫垢物容易變濕，導(dǎo)致PTA的形成，如果設(shè)備材質(zhì)對PTA敏感就會形成連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。1.2.1.4對于體系中金屬硫化垢物生成的可能性可以通過一種熱動力學(xué)評估法確定。此評估已經(jīng)表明FCCU再生器和加氫處理單元中PTASCC有一定的差異。這類評估假設(shè)的前提是硫化鐵形成的平衡態(tài)已經(jīng)達(dá)到。但這是一個保守的假設(shè)，因為多數(shù)情況下平衡態(tài)很難真的達(dá)到，并且在奧氏體材質(zhì)上形成的多是Cr2O3而不是FeS垢物時，所需的氧化能力很難達(dá)到。倘若形成的氧化垢物占主流，那么PTA形成的可能性很小，即使停工時暴露于潮濕空氣中。這一發(fā)現(xiàn)解釋了為什么即使使用了含硫燃料油，在燃燒會產(chǎn)生氧化性的廢氣時奧氏體不銹鋼及奧氏體合金爐管也不是需要關(guān)注的重點(diǎn)。理論熱動力評估一般需要像NACEREFIN·COR數(shù)據(jù)庫中所記錄的工業(yè)經(jīng)驗來支撐。總的看來，很少有關(guān)于在停工前煉廠單元能達(dá)到PTASCC氧化條件的報道。1.2.1.5在加氫處理應(yīng)用中，由于存在H2S和氫氣環(huán)境條件更具還原性，這會導(dǎo)致FeS垢物成為主要產(chǎn)物，一旦奧氏體材料被激活PTASCC更易發(fā)生（盡管沒有氧氣和二氧化碳存在）。1.2.1.6經(jīng)驗表明FCCU單元的反應(yīng)器內(nèi)側(cè)比再生器內(nèi)側(cè)的奧氏體不銹鋼和奧氏體合金內(nèi)構(gòu)件更易發(fā)生PTASCC，這可能是因為反應(yīng)器內(nèi)環(huán)境具有更強(qiáng)的還原性（就是說存在更多的H2S和較少的氧化物）。但是，部分FCCU再生器系統(tǒng)可能有更強(qiáng)的PTASCC敏感性，因為燃燒廢氣中存在更多的H2S和還原比CO/CO2。1.2.1.7另外，F(xiàn)CCU再生系統(tǒng)生成的SO2和SO3在再生器和廢氣系統(tǒng)的冷區(qū)會冷凝為H2SO3和H2SO4。這種冷凝酸的混合物對均勻腐蝕和粒間腐蝕都起促進(jìn)作用，從而引起奧氏體不銹鋼和奧氏體合金部件出現(xiàn)開裂。因為所有這些情形是發(fā)生在運(yùn)行中而不是在停工時，所以需要不同的緩解措施（對冷凝的防護(hù)可以使用耐蝕合金）。1.2.1.8在蒸餾單元出現(xiàn)PTASCC的報道較為少見。這可能是因為在諸如常減壓單元，焦化，F(xiàn)CCU分餾塔等單元中重油可以形成保護(hù)膜從而防止了PTASCC的發(fā)生。1.2.2應(yīng)力就如所有的SCC機(jī)理一樣，張應(yīng)力是必不可少的。工藝設(shè)備中的張應(yīng)力以及鍛造殘余應(yīng)力和機(jī)械載荷產(chǎn)生的應(yīng)力必須能夠足以引發(fā)開裂。1.2.3材質(zhì)在連多硫酸存在下能產(chǎn)生開裂的敏感材料包括處于敏化條件下的奧氏體不銹鋼和其它的奧氏體合金。1.3通常材料中存在的應(yīng)力水平和敏化程度不得而知；導(dǎo)致PTASCC的敏化程度和應(yīng)力臨界值也很難得知。所以，存在硫腐蝕產(chǎn)物的奧氏體不銹鋼和奧氏體合金設(shè)備應(yīng)該采用下面總結(jié)的一種或多種防護(hù)方法來保護(hù)，但操作工況處于敏化溫度范圍之下，因焊接需要材質(zhì)沒有激活的除外。本標(biāo)準(zhǔn)后面章節(jié)中對每一個緩解方法進(jìn)行了描述。用戶可以根據(jù)自己的需要和暴露風(fēng)險的評估選擇一種或幾種緩解方法，通過這些方法的實施用以降低PTASCC風(fēng)險并暴露更多風(fēng)險。1.3.1在抗敏化產(chǎn)品制造中材料和制作方法的選擇應(yīng)通過本選擇的PTASCC風(fēng)險評估。如果對潛在PTASCC評估的風(fēng)險是可以接受的，那么用戶就不需要在進(jìn)行其他的緩解方法。1.3.2氧氣和水的排除可以使用干氮?dú)獯祾叻ā?.3.3對所有的表面進(jìn)行水洗用以中和可能形成的連多硫酸?，F(xiàn)場經(jīng)驗表明選用適當(dāng)堿性溶液，奧氏體不銹鋼和奧氏體合金都可以得到有效防護(hù)。1.3.4如果進(jìn)入容器的氣體其露點(diǎn)溫度處于22℃以下低于金屬內(nèi)表面溫度時，采用干氣（除濕氣）防護(hù)PTASCC1.4如果工藝設(shè)備不打開，并處于熱態(tài)（溫度處于設(shè)備內(nèi)氣體中水分露點(diǎn)之上），就不需要其他的防護(hù)措施。1.5奧氏體不銹鋼和奧氏體合金加熱爐管內(nèi)表面已發(fā)生PTASCC。如果不除焦，爐管應(yīng)保持干燥；否則，除焦時必須保證用堿液對爐管表面進(jìn)行堿洗。1.5.1熱除焦方法應(yīng)保證在除焦完成前爐管上不會發(fā)生冷凝，除焦后應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。1.5.2采用除焦豬方法時在除焦過程中及除焦完成后使用堿洗。1.6對于加熱爐點(diǎn)火使用含硫燃料時，奧氏體不銹鋼和奧氏體合金爐管外表面應(yīng)考慮進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)。但是在大多數(shù)應(yīng)用過程中，燃燒條件下并不能形成導(dǎo)致連多硫酸生成的硫化鐵保護(hù)膜。因此，對于大多數(shù)用戶來說不需要考慮對奧氏體不銹鋼和奧氏體合金爐管進(jìn)行防護(hù)。只有當(dāng)燃燒不充分形成還原條件，在爐管外表面形成硫化垢物而不是氧化垢物時需要考慮。第二部分：材料和建造方面的考慮2.1概要根據(jù)受熱歷史，在適當(dāng)環(huán)境條件下，對于大多數(shù)奧氏體不銹鋼和奧氏體合金都會產(chǎn)生PTASCC。2.1.1PTASCC通常發(fā)生在因鍛造制造敏化或在敏化溫度范圍內(nèi)運(yùn)行而敏化的標(biāo)準(zhǔn)（最大碳含量0.08%）或高碳（最大碳含量0.10%）奧氏體不銹鋼和奧氏體合金上。2.1.1.1敏化通常是指含鉻碳化物在晶間沉積所致。這會導(dǎo)致位于晶界的鉻減少，從而降低這個區(qū)域的耐蝕能力。2.1.1.2這些合金的敏化溫度范圍各有不同，但是對不同材料其明顯出現(xiàn)敏化的范圍大致位于370℃到815℃（700到1500F）之間。表1中是所報道過的一些奧氏體材料的敏化溫度范圍。表1中所列溫度范圍是每種合金的常見敏化范圍（根據(jù)標(biāo)注的參考文獻(xiàn)而來）。必須認(rèn)識到敏化溫度是包括碳含量、穩(wěn)定元素和碳的比值，暴露時間及前期熱史等諸多變量的函數(shù)。因為這些變數(shù)，操作經(jīng)驗表明大多數(shù)廠在表12.1.1.3這類合金在焊接時較易出現(xiàn)敏化。2.1.1.4一些奧氏體不銹鋼在649℃（1200F）以上溫度下暴露一段時間后會通過從晶粒內(nèi)部轉(zhuǎn)移一部份鉻到晶間區(qū)域從而實現(xiàn)“自愈”。這種轉(zhuǎn)移的影響會立即提高晶界附近鉻含量，恢復(fù)至可以抵抗PTASCC的程度，即使在晶間仍存在含鉻碳化物。對于特別的部件要格外考慮其時間/溫度變化及成分冶煉方法，以確定這種自愈過程時候已經(jīng)或?qū)⒁l(fā)生。2.1.2奧氏體不銹鋼合金中的低碳等級（最大碳含量0.03%）和化學(xué)穩(wěn)定等級（例如添加鈦和鎳合金元素的）在敏化溫度范圍內(nèi)長時間暴露也會產(chǎn)生敏化。（請注意建造標(biāo)準(zhǔn)中對L等級材料的使用是有溫度限制的）。2.1.2.1這類材質(zhì)（低碳和穩(wěn)定等級）的最小敏化溫度范圍比標(biāo)準(zhǔn)和高碳合金（通常沒有進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定）的溫度范圍通常要高。2.1.2.2化學(xué)穩(wěn)定材質(zhì)的抗敏化能力根據(jù)穩(wěn)定元素和碳的比值及熱處理條件有所不同。2.1.2.3使用鐵基材料做覆層或焊層時，在焊接或焊后熱處理（PWHT）周期內(nèi)不需要考慮敏化。2.1.3工業(yè)經(jīng)驗表明奧氏體低碳化學(xué)穩(wěn)定焊層和反應(yīng)器內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定構(gòu)件倘若反應(yīng)器操作溫度低于455℃。其對PTASCC有較好的耐蝕性。2.1.4在有碳（焦炭）的情況下敏化比較迅速。2.2奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼可能因為碳含量的原因而敏化，從而出現(xiàn)易受PTASCC影響。本段介紹了合金選擇需考慮的事項及控制方法以減小這種敏化。大多用戶都是選擇耐敏化材料而盡量避開使用不易控制的環(huán)境控制方法。2.2.1諸如UNSS30403（304L）、UNSS31603（316L）、UNSS31703（317L）等低碳奧氏體不銹鋼都可以使用。根據(jù)材質(zhì)規(guī)范，這些合金根據(jù)制造方式不同其碳含量最大值都是控制在0.03～0.04%內(nèi)。碳量的降低也會限制在高溫下應(yīng)和它形成含鉻碳化物的鉻含量，從而產(chǎn)生敏化結(jié)構(gòu)。2.2.1.1對于這些合金沒有特別的熱處理方法。2.2.1.2利用這些合金進(jìn)行鍛造時，相應(yīng)的應(yīng)使用低碳金屬做填料。2.2.1.3材質(zhì)如果是雙重認(rèn)證等級（例如：采用諸如UNSS30400/S30403[304/304L]雙重設(shè)計等級），應(yīng)像低碳等級那樣使用。2.2.2化學(xué)穩(wěn)定等級的奧氏體不銹鋼諸如UNSS32100（321），UNSS34700（347）和UNSS31635（316Ti）也可以使用。這些合金含油穩(wěn)定用的鈦或鈮合金，它們和碳具有更強(qiáng)的結(jié)合能力從而形成碳化物而不是鉻化物。碳和這些穩(wěn)定元素的結(jié)合降低了單體碳的含量，從而降低了在高溫下和鉻反應(yīng)形成含鉻碳化物的那部分碳的數(shù)量。2.2.2.1盡管材質(zhì)規(guī)范通常規(guī)定鈦和碳的比不小于5：1，大多用戶還是選擇特定的高鈦碳比的材質(zhì)以提高對敏化的耐受性。2.2.2.2同樣規(guī)范也要求鈮碳比為8：1。同樣，用戶也使用更高的鈮碳比合金以提高對敏化的耐受性。2.2.2.2.1鈮是一種鐵素體穩(wěn)定劑。在高溫下，鐵素體可以轉(zhuǎn)變成易碎的sigma相。因此在材質(zhì)承受的溫度高于538℃（1000F）時或暴露在PWHT條件下時用戶應(yīng)使用較大Nb:C比和/或限制總鐵素體量。2.2.2.3化學(xué)穩(wěn)定奧氏體不銹鋼的抗敏化性可以通過鋼鐵加工中常用的穩(wěn)定熱處理方式提高。一些材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（例如：ASTM、ASME）中以輔助條件的方式為產(chǎn)品成形技術(shù)規(guī)格提供了這些熱處理的選項。這類熱處理大多在843～900℃下處理2到2.2.2.3.1穩(wěn)定熱處理應(yīng)該在材料進(jìn)行退火后進(jìn)行。2.2.2.3.2沒有進(jìn)行煅后熱穩(wěn)定的焊接穩(wěn)定材料的焊縫和熱影響區(qū)（HAZ）因為碳化物的溶解更易發(fā)生PTASCC。因為這種原因，存在有PTASCC風(fēng)險時，焊接節(jié)點(diǎn)應(yīng)在制造后進(jìn)行熱穩(wěn)定處理以提高熱影響區(qū)對敏化的耐受性。2.2.3在許多高壓加氫工藝單元中使用了很多奧氏體不銹鋼鑄件。這些合金含有更高的碳含量，但通常也有一大部分鐵素體。一般認(rèn)為這些材料里的鐵素體對PTASCC有一定的耐蝕性。但是，大多數(shù)用戶對這些合金還是使用蘇打水洗或其他的保護(hù)方式。用戶應(yīng)根據(jù)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險評估和現(xiàn)場經(jīng)驗對這類材料采用蘇打水洗或其他的保護(hù)手段。其他奧氏體合金通常是指奧氏體鐵鎳合金和奧氏體鎳合金。在需要考慮PTASCC的環(huán)境中這些合金并不是都能使用。下面對這類工況下常使用的一些合金進(jìn)行了討論：2.3.1和標(biāo)準(zhǔn)及高碳奧氏體合金相比，UNSN08800(合金800)，UNSN08810（合金800H）和UNSN08811（合金800HT）的碳含量允許其敏化到一定程度。非溶液退火或剛焊接完畢的材料需要進(jìn)行PTASCC防護(hù)。2.3.2UNSN08825（合金825）含有穩(wěn)定合金元素鈦。加之合金中的碳量較少，這些因素限制了材料在使用中的敏化傾向及焊接產(chǎn)生的敏化傾向。2.3.2.1據(jù)報道UNSN08825（合金825）通過打磨穩(wěn)定及940℃退火后對敏化有較強(qiáng)的耐蝕力。2.3.3UNSN06600（合金600）的碳含量會導(dǎo)致它產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)及高碳等級奧氏體不銹鋼相似的敏化。未進(jìn)行溶液退火及剛焊接完的材料應(yīng)進(jìn)行PTASCC防護(hù)。2.3.4UNSN06625（合金625）所含的合金穩(wěn)定元素鈮會限制這種合金的敏化趨勢。注意：這種合金在高溫（538℃＜1000F）以上）長期暴露也會產(chǎn)生脆化。2.4焊接和制造除了一些換熱器管和其他的容器內(nèi)表面外，其他處于PTASCC環(huán)境奧氏體不銹鋼和奧氏體合金設(shè)備的制造過程中也都要用到焊接。2.4.1有報道奧氏體不銹鋼焊層，無論是堆焊還是對鐵基材料進(jìn)行PWHT，對PTASCC都有很高的耐蝕能力。2.4.2在所有的熱成型操作完成后應(yīng)進(jìn)行特定的熱處理以使抗敏化能力最大化。2.4.3對于化學(xué)穩(wěn)定材質(zhì)進(jìn)行焊后熱穩(wěn)定處理中要求熱梯度控制，以避免可能會導(dǎo)致焊接件開裂的熱應(yīng)力。對于厚壁部分（大于12mm（0.5inch））要格外注意。2.4.4低碳等級和化學(xué)穩(wěn)定級的奧氏體不銹鋼及奧氏體合金在焊接周期及短時間的PWHT周期內(nèi)有足夠的抗敏化能力，在覆層建造中可以作為鐵基材料使用；但是，如果這些合金在高溫長時間下使用也會產(chǎn)生敏化。2.4.5應(yīng)力消除熱處理方法通常不可能控制PTASCC。但是，進(jìn)行了焊后穩(wěn)定熱處理也要進(jìn)行應(yīng)力消除。第三部分：氮?dú)獯祾弑Ｗo(hù)3.1可以通過緊固密封及干氮?dú)獯祾叱醯姆绞綄に囋O(shè)備進(jìn)行防護(hù)。使用干氮?dú)獯祾呤且环N使水露點(diǎn)溫度降低到環(huán)境溫度以下的有效方法。氮?dú)獯祾咭步o催化劑提供了理想的防護(hù)。3.2如果反應(yīng)器打開，加熱爐不打開，加熱爐內(nèi)馬口鐵可以利用氮?dú)獯祾哌M(jìn)行屏蔽。應(yīng)維持一定的氮?dú)鈮毫Α?.2.1氮?dú)鈶?yīng)是干性無氧氮?dú)狻＃ㄓ脩粢⒁夤I(yè)用氮?dú)庵醒鹾靠筛哌_(dá)1000ppm）3.3在用戶無法確定時，可以在氮?dú)庵屑尤?000ppm的氨氣來防止PTASCC。3.3.1使用干氮?dú)獯祾邥r通常無需加入氨氣，但是有水和或氧氣時需要加入會有一定的好處。3.3.2銅基材料應(yīng)和氨化氮?dú)飧綦x。3.3.3應(yīng)該保證氨氣不能對催化劑有不良影響。3.4如果使用蒸汽吹掃或蒸汽-空氣混合物除焦，在金屬溫度冷卻到72℃（130F）水的露點(diǎn)之上的時候蒸汽注入就應(yīng)該停止。降壓時，在冷卻到低于72℃3.5用戶應(yīng)注意氮?dú)獯祾咴O(shè)備需要按照安全使用方法進(jìn)行特別防護(hù)。第四部分：使用堿洗進(jìn)行防護(hù)4.1奧氏體不銹鋼和其他奧氏體合金設(shè)備打開后應(yīng)使用碳酸鈉溶液進(jìn)行堿洗防護(hù)。蘇打溶液中和金屬表面上形成的酸，排空后在金屬表面上留下了一薄層堿性的膜可以中和其他酸的形成。這些溶液中可以加入堿性表面活性劑和或其它緩蝕劑。4.2洗液應(yīng)包含2wt%的Na2CO3且PH值大于9。但是，大多數(shù)用戶使用2wt%溶液，工業(yè)操作一般在1到5wt%Na2CO3。濃度在1.4～2wt%的蘇打水溶液在排空后通常就可以在金屬表面留下一個足夠的堿度。另外，較低的濃度有益于溶液形成。4.2.1不能使用氫氧化鈉溶液（NaOH或堿性蘇打）。4.2.2使用碳酸鉀的經(jīng)驗較少。但是，使用碳酸鉀代替蘇打粉的那些人沒有報告出現(xiàn)開裂。4.2.3倍半碳酸鈉鹽（Na2CO3?NaHCO3?2H2O或天然堿）在5wt%的濃度時可以成功的使用。4.3堿洗溶液中氯化物的控制根據(jù)應(yīng)用情況的不同而有所不同。由于過去經(jīng)驗表明所用溶液中含有少量氯化物是允許的，所以通常不總是要求溶液中無氯。4.3.1對于加氫工藝單元工藝側(cè)出現(xiàn)氯鹽的沉積是可想而知，清洗液初始混入的氯的濃度應(yīng)該控制在250mg/L（250ppmw）。同樣，因為這些單元含有氯鹽沉積會引發(fā)PTASCC，所以應(yīng)該采用適當(dāng)方法除去這些沉積。4.3.2由于除鹽導(dǎo)致氯濃度的回升非常常見。應(yīng)在洗液中加入一種硝酸鈉防腐劑以降低氯應(yīng)力腐蝕開裂的可能性。用戶應(yīng)給其循環(huán)蘇打粉溶液設(shè)置一個清洗中會達(dá)到的最高可容忍氯濃度的上線。當(dāng)這一極限達(dá)到時，要進(jìn)行高氯洗液清除和新鮮溶液補(bǔ)給以降低氯的濃度。要盡量消除殘液，否則會在體系溫度升高時濃縮。因為溶液溫度升高會導(dǎo)致水分蒸發(fā)，氯濃度提高導(dǎo)致氯應(yīng)力腐蝕開裂可能性增加。4.3.3當(dāng)工藝側(cè)氯鹽很難估計，設(shè)備的排空很難實現(xiàn)時，初始氯含量的限度應(yīng)控制在25mg/L以下。即使實現(xiàn)了這一低氯限度，也應(yīng)努力消除殘液，因為在體系溫度升高時它會濃縮。當(dāng)溶液溫度升高，水分蒸發(fā)，氯濃度會增加從而增加了氯應(yīng)力腐蝕開裂的可能性。作為替代方法，氨化冷凝物也可以使用（見段4.9和4.10）。4.4在洗液中加入一種堿性表面活性劑達(dá)到0.2wt%的濃度可以提高焦炭，垢物和油膜的滲透能力。將洗液加熱到49℃4.5應(yīng)使用緩蝕劑的堿性溶液來降低氯應(yīng)力腐蝕開裂的可能性。4.5.1用戶可以選擇使用添加0.4wt%的硝酸鈉。實驗室測試表明，低濃度的硝酸鈉對沸騰狀態(tài)下氯化鎂溶液中奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂有有效的抑制作用。注意：過多的NaNO3會引發(fā)碳鋼的應(yīng)力腐蝕開裂。4.6設(shè)備在暴露于空氣之前必須進(jìn)行堿洗。所有的設(shè)備內(nèi)表面都必須和洗液有效接觸。4.6.1系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)充滿用惰性氣體密封的堿液，以減小氧氣的污染。4.6.2設(shè)備必須浸泡或用堿液循環(huán)最少兩個小時。如果有油泥或沉淀，洗液必須劇烈循環(huán)（最少兩個小時）。在任何情況下時間越長越有益的。4.6.3循環(huán)用的洗液應(yīng)該每隔適當(dāng)?shù)臅r間時進(jìn)行分析以確保ph和氯含量限度得以維持。4.6.4為確保防護(hù)到位，應(yīng)保證設(shè)備表面的殘留蘇打水膜不會被后續(xù)的水洗或下雨，機(jī)械操作等除掉。如果膜被破壞，應(yīng)盡快應(yīng)用合適的方法再次成膜。在設(shè)備維修過程中通過手動噴涂的方法成功的實現(xiàn)過重新補(bǔ)膜。在整個停工過程中應(yīng)保證膜一直存在以確保一直處于防護(hù)狀態(tài)。4.6.5每套系統(tǒng)都必須進(jìn)行單獨(dú)評價，采用相應(yīng)的措施以防止氣泡或流體成瀑布裝流過等部位阻礙表面有效接觸。4.6.6如果加熱爐管外表面需要清洗，蘇打粉溶液的使用要注意，因為這些部位的外表面可能會產(chǎn)生PTASCC，見段1.6。4.7特別是萬一需要使用氨化冷凝物進(jìn)行沖洗時（段4.9和4.10），溶液的PH值要高于9且氯含量要小于5mg/L(5ppmw)。4.8進(jìn)行設(shè)備的高壓水沖洗時需要使用蘇打粉溶液。4.8.1在高壓水沖洗后，設(shè)備應(yīng)保持干燥，避免風(fēng)吹雨打。如果這不好實現(xiàn)，應(yīng)再次使用蘇打粉水洗以保證設(shè)備上保留下蘇打粉膜。設(shè)備應(yīng)該重新建造，以便在設(shè)備表面上形成蘇打粉殘留膜。4.9設(shè)備的水力靜態(tài)測試應(yīng)使用蘇打溶液。如果設(shè)備沒有開口或暴露于氧氣中，也可以使用氨化冷凝物。4.10如果在工藝系統(tǒng)中不允許存在鈉或氯離子時，設(shè)備應(yīng)該封閉后使用氨化冷凝物進(jìn)行水洗。如果系統(tǒng)不立即開工，可以使用氮?dú)饣蚋蔁N置換這一溶液或讓溶液繼續(xù)保持在設(shè)備內(nèi)部。在這一程序之后，單元也不能暴露于氧氣中。在排空后，不要留下氨液殘留膜。4.11在堿洗完成的基礎(chǔ)上，應(yīng)在設(shè)備重新開工之前從系統(tǒng)的低點(diǎn)將所有的存留堿液排空。如果不這樣做會導(dǎo)致因蒸發(fā)而形成碳酸鹽或氯鹽，從而形成奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂。4.11.1一些用戶常選擇將奧氏體不銹鋼管道回路中低位排水管升級為可以承受殘留蘇打溶液，沖洗或水力測試用水導(dǎo)致的氯應(yīng)力腐蝕開裂的鋼材。第五部分：使用干性空氣防護(hù)5.1使用干性空氣（除濕氣）來防護(hù)自由水的形成是一種很經(jīng)濟(jì)的方法，同時可以降低PTASCC的可能性。5.1.1因為不能重新再生的催化劑常為易著火的，所以這類催化劑要么保持在濕態(tài)下否則就要與氧隔離。在除完催化劑后，再用干性空氣防護(hù)材質(zhì)產(chǎn)生PTASCC。5.2如果進(jìn)入容器的空氣露點(diǎn)溫度最小維持在比容器內(nèi)壁溫度低22℃時，那么就可以直接使用干空氣來防護(hù)PTASCC。例子：金屬內(nèi)壁溫度=30℃進(jìn)入的空氣露點(diǎn)溫度為30-22=8℃或者，金屬內(nèi)壁溫度=85F進(jìn)入的空氣露點(diǎn)溫度為85-40=45F如果所用空氣的露點(diǎn)溫度位于從-15到-46℃（5到-50F第六部分：反應(yīng)器的防護(hù)6.1含催化劑的反應(yīng)器要格外注意。人員安全與催化劑的保護(hù)都要求所采用的防護(hù)措施不能只考慮PTASCC。6.1.1不可再生催化劑通常是易燃的，這類催化劑要么保存在濕態(tài)，要么與氧氣隔離。6.2工業(yè)經(jīng)驗表明在溫度低于455℃（850F）下反應(yīng)器內(nèi)使用奧氏體低碳鋼或化學(xué)穩(wěn)定不銹鋼焊層及化學(xué)穩(wěn)定鍛造成的內(nèi)表面可以防護(hù)PTASCC。6.3敞開的反應(yīng)器的防護(hù)及現(xiàn)場成功的應(yīng)用案例如下：6.3.1利用合適的空氣呼吸設(shè)備熟練工可以在氮?dú)獗Ｗo(hù)下對反應(yīng)器內(nèi)的催化劑進(jìn)行裝卸。在卸料后，反應(yīng)器應(yīng)按段5描述那樣進(jìn)行干性空氣吹掃，這一吹掃過程應(yīng)在反應(yīng)器打開過程中一直保持。6.3.2如果催化劑不準(zhǔn)備廢棄，反應(yīng)器內(nèi)需填充蘇打粉溶液將催化劑和反應(yīng)器完全浸濕。溶液濃度應(yīng)提高到5wt%以補(bǔ)償催化劑上沉積的酸類。在催化劑用蘇打溶液浸濕，防止自燃后可以進(jìn)行卸料。然后，整個反應(yīng)器使用蘇打粉溶液進(jìn)行水洗，并在檢修或裝料前進(jìn)行干燥。6.3.3如果用戶希望卸載催化劑過程中減少使用蘇打溶液和空氣呼吸設(shè)備，催化劑需要在用高質(zhì)量新鮮水（氯小于50ppm）進(jìn)行浸濕，然后無需氮?dú)獯祾呔涂梢孕读?。這一方法在實施時首先進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)查以保證：(1)當(dāng)指定使用奧氏體不銹鋼或奧氏體合金時，只采用了低碳等級或化學(xué)穩(wěn)定級。(2)這些合金材料無論是在鍛造過程中還是在反應(yīng)器的操作過程都沒有出現(xiàn)敏化。對于使用高碳合金、非穩(wěn)定等級材質(zhì)或?qū)Ψ磻?yīng)器內(nèi)溫史有誤判，在使用此方法時都有PTASCC風(fēng)險。附錄A：PTASCC案例

圖1：著色探傷顯示的焊縫附近大范圍開裂圖2：奧氏體連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂（～200X）參考文獻(xiàn)1.NACEPublication5B356(withdrawn),“EffectofSulfideScalesonCatalyticReformingandCrackingUnits”(Houston,2.E.Nagashima,K.Matsumoto,K.Shibata,“EffectsofSensitizationandServiceFluidChemistryonPolythionicAcidStressCorrosionCrackingof18-8StainlessSteels,”CORROSION/98,paperno.592(Houston,TX:NACE,1998).3.NACEREFIN?CORSoftware(latestrevision)(Houston,4.NACE6A192/SSPC-TR3(latestrevision),“DehumidificationandTemperatureControlDuringSurfacePreparation,Application,andCuringforCoating/LiningsofSteelTanks,Vessels,andOtherEnclosedSpaces”(Houston,5.D.V.Beggs,R.W.Howe,“EffectsofWeldingandThermalStabilizationontheSensitizationandPolythionicAcidStressCorrosionCrackingofHeatandCorrosion-ResistantAlloys,”CORROSION/93,paperno.541(Houston,TX:NACE,1993).(4)6.H.F.Erling,M.A.Scheil,AdvancesintheTechnologyofStainlessSteels(WestConshohocken,7.G.VanderVoort,ed.,AtlasofTime-TemperatureDiagramsforIronsandSteels(MaterialsPark,OH:ASMInternational,(5)1991),p.681.8.J.F.Grubb,J.D.Fritz,“StabilizationandSensitizationofStainlessSteels,”CORROSION/97,paperno.185(Houston,9.A.J.Brophy,“StressCorrosionCrackingofAusteniticStainlessSteelsinRefineryEnvironments,”MaterialsPerformance13,5(1974),p.9.10.D.Peckner,ed.,HandbookofStainlessSteels(NewYork,NY:McGraw-Hill,1977),pp.4-45.11.Lacombe,etaleds.,StainlessSteels(LesUlis,France:LesEditionsdePhysiqueLesUlis,1993),p.422.12.C.H.Samans,K.Kinashita,I.Matsushima,“FurtherObservationsonSensitizationofChemically-StabilizedStainlessSteels,”CORROSION/76,paperno.159(Houston,TX:NACE,1976).13.A.C.Hotaling,L.R.Scharfstein,“TheEffectofHeatTreatmentsinthePreventionofIntergranularCorrosionofAISI321StainlessSteel,”MaterialsPerformance22,9(1983),p.22.14.G.VanderVoort,ed.,ibid.,p.691.15.G.VanderVoort,ed.,ibid.,p.679.16.J.R.Crum,M.E.Adkins,W.G.Lipscomb,“PerformanceofHighNickelAlloysinRefineryandPetrochemicalEnvironments,”MaterialsPerformance25,7(1986):p.27.17.C.H.Samans,“StressCorrosionCrackingSusceptibilityofStainlessSteelsandNickel-BaseAlloysinPolythionicAcidsandCopperSulfateSolution,”Corrosion20,8(1964):p.256t.18.EmeryLendvai-Lintn