石化廠典型裝置腐蝕機(jī)理與防腐

1石化廠典型裝置腐蝕機(jī)理與防腐2管道30%其它/不明原因19%反應(yīng)器12%泵/壓縮機(jī)6%槽7%換熱器4%塔4%加熱器/鍋爐2%罐16%石化設(shè)備的失效率統(tǒng)計(jì)有一定的規(guī)律性3引起設(shè)備失效的原因統(tǒng)計(jì)設(shè)備失效（由于腐蝕、疲勞等原因）

41%自然災(zāi)害6%操作錯(cuò)誤20%人為破壞/縱火3%不明原因18%設(shè)計(jì)錯(cuò)誤4%工藝擾動(dòng)8%4我們面臨的形勢(shì)：原料越來越差；裝置先天不足設(shè)備不斷老化，設(shè)防能力差；缺乏有效的管理與技術(shù)支撐；設(shè)備管理人員忙忙碌碌卻無法預(yù)知事故何時(shí)來臨；期望從設(shè)計(jì)與建造開始，向業(yè)主提供一個(gè)有安全壽命、資料齊全裝置；有完善與科學(xué)的管理制度與信息暢通的技術(shù)支撐；采用先進(jìn)的檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，預(yù)知設(shè)備的失效狀況；設(shè)備管理人員輕松、快樂工作；5設(shè)備腐蝕防護(hù)的管理了解設(shè)備的設(shè)防能力了解腐蝕的元素（操作條件、腐蝕介質(zhì)）；了解設(shè)備的腐蝕機(jī)理與可能受到腐蝕的部位；預(yù)測(cè)設(shè)備失效的時(shí)間（壽命）－監(jiān)測(cè)與檢驗(yàn)；一套管理制度與數(shù)據(jù)庫掌握基本的腐蝕知識(shí)具備的基本知識(shí)：工藝知識(shí)金屬材料與焊接知識(shí)腐蝕機(jī)理知識(shí)案例6材料失效模式－退化機(jī)理減薄（包括內(nèi)部和外部）應(yīng)力腐蝕材質(zhì)老化機(jī)械破壞7API571煉油廠固定設(shè)備腐蝕機(jī)理序號(hào)腐蝕類型序號(hào)腐蝕類型1硫腐蝕10高溫氫腐蝕2濕硫化氫腐蝕11氧化3蠕變/應(yīng)力破斷12熱疲勞4高溫H2/H2S腐蝕13酸性水腐蝕（酸性）

5連多硫酸腐蝕14耐熱襯里退化6環(huán)烷酸腐蝕15石墨化7二硫化氨腐蝕

16回火脆化8氯化氨腐蝕17脫碳9鹽酸腐蝕

18苛性堿開裂

8序號(hào)腐蝕類型序號(hào)腐蝕類型19苛性堿腐蝕

30短時(shí)過熱——應(yīng)力開裂20侵蝕/沖蝕31脆性斷裂21碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂32σ相/X相脆化22胺開裂

33475℃脆化23氯應(yīng)力腐蝕開裂34石墨化24滲碳35再熱裂紋25氫脆36硫酸腐蝕26硝酸鹽應(yīng)力腐蝕37HF腐蝕27熱沖擊

38煙氣露點(diǎn)腐蝕

28汽蝕39異金屬焊縫裂紋29石墨腐蝕40氫致裂紋（HF）9序號(hào)腐蝕類型序號(hào)腐蝕類型41脫金屬（脫鋅/脫鎳53電化學(xué)腐蝕42CO2腐蝕

54機(jī)械疲勞43腐蝕疲勞55氮化44煙灰腐蝕56振動(dòng)疲勞45胺腐蝕57鈦氫化46保溫層下腐蝕58土壤腐蝕47大氣腐蝕59金屬粉化

48氨應(yīng)力腐蝕開裂60應(yīng)力老化49冷卻水腐蝕61蒸汽阻滯50鍋爐水/冷凝水腐蝕62磷酸腐蝕

51微生物腐蝕63苯酚(石碳酸)腐蝕52液態(tài)金屬脆化10速度與腐蝕形態(tài)鹽酸（HCl）腐蝕 局部腐蝕高溫硫化物/環(huán)烷酸腐蝕

TAN≤0.5 均勻腐蝕 TAN＞0.5 局部腐蝕高溫H2S/H2腐蝕 均勻腐蝕硫酸（H2SO4）腐蝕

低速均勻腐蝕＜/=0.6ｍ／sec，碳鋼＜/=1.2ｍ／sec，不銹鋼＜/=1.8ｍ／sec，較高合金高速局部腐蝕＞0.6ｍ／sec，碳鋼＞1.2ｍ／sec，不銹鋼＞1.8ｍ／sec，較高合金

11氫氟酸（HF）腐蝕局部腐蝕酸性水腐蝕低速≤6ｍ/sec

均勻腐蝕高速＞６ｍ/sec

局部腐蝕胺腐蝕低速＜1.5ｍ/sec，富胺均勻腐蝕＜６ｍ/sec，貧胺均勻腐蝕高速＞1.5ｍ/sec，富胺局部腐蝕＞６ｍ/sec，貧胺局部腐蝕高溫氧化均勻腐蝕12應(yīng)力腐蝕開裂條件腐蝕機(jī)理腐蝕介質(zhì)其它材料堿SCCNaOH＋H2O>46℃PWHT?炭鋼、低合金鋼奧氏體不銹鋼胺SCCCO2+H2S>38℃PWHT?炭鋼、低合金鋼SSC/HIC/SOHICH2S+H2OH2S>50ppm炭鋼、低合金鋼HIC/SOHIC-HFHF鋼中S含量，PWHT?炭鋼、低合金鋼HSC-HFHF硬度PWHT?炭鋼、低合金鋼炭酸鹽SCCH2S>50ppmCO3-H20PH>7.5炭鋼連多硫酸SCC硫化物＋水＋空氣NACERP0170奧氏體不銹鋼、鎳合金鋼氯SCCCL-+

H2OCL->1ppm38-149℃奧氏體不銹鋼13石化廠常見的設(shè)備腐蝕機(jī)理14５）沒有或變形很小的蠕變損傷通常被錯(cuò)誤的認(rèn)為是蠕變脆化，通常顯示了材料有的蠕變韌性。６）低的蠕變韌性指：

a,對(duì)高拉伸強(qiáng)度材料和焊縫來說更嚴(yán)重。

b,在蠕變范圍的低溫段或在蠕變范圍上部的低應(yīng)力段更普遍。

c,粗晶粒材料比細(xì)晶粒材料更容易發(fā)生

d,沒有室溫性能變差的跡象

e,在一些CrMo鋼中受某種碳化物類型的促進(jìn)。7）由于腐蝕減薄造成的應(yīng)力增加會(huì)縮短失效的時(shí)間受影響部位１）操作溫度高于蠕變范圍的高溫設(shè)備中。加熱爐爐管、管托、吊架或其它加熱爐部件更容易發(fā)生。２）操作溫度接近或在蠕變范圍內(nèi)的管道和設(shè)備，如熱壁重整反應(yīng)器和加熱爐爐管、加氫重整加熱爐管、熱壁FCC反應(yīng)器、FCC主分餾塔和再生塔內(nèi)構(gòu)件。蠕變和應(yīng)力斷裂15３）在重整反應(yīng)器的管嘴焊縫熱影響區(qū)和其它高應(yīng)力區(qū)域會(huì)發(fā)生低蠕變韌性失效。在重整的反應(yīng)器和高溫管線的焊縫也會(huì)發(fā)現(xiàn)開裂。４）異鋼種焊接接頭（鐵素體-奧氏體焊接）在高溫下由于不同的熱膨脹應(yīng)力會(huì)遭受蠕變相關(guān)的損傷。損傷外觀和形貌

１）初期只能通過掃描電子顯微鏡來確定。在晶界通常會(huì)發(fā)現(xiàn)蠕變孔隙，在后期會(huì)形成微裂紋，然后開裂。２）溫度正好超過極限限制，會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的變形。例如，加熱爐爐管在開裂前會(huì)有明顯的膨脹。變形的量主要取決于材料，以及溫度和應(yīng)力水平的聯(lián)合作用。３）對(duì)于容器和管線，在高的金屬溫度和應(yīng)力同時(shí)發(fā)生的地方蠕變開裂，如靠近結(jié)構(gòu)的不連續(xù)處，包括管線T型接頭、管嘴、或缺陷處的焊縫。蠕變開裂一旦發(fā)生，進(jìn)展十分迅速。預(yù)防與減緩１）設(shè)計(jì)和制造過程中避免應(yīng)力集中，加強(qiáng)操作和監(jiān)測(cè)蠕變和應(yīng)力斷裂16蠕變和應(yīng)力斷裂２）選擇材料的化學(xué)成分來降低低蠕變韌性。高的焊后熱處理溫度降低有低蠕變韌性材料的蠕變開裂，如1.25Cr-0.5Mo。３）蠕變損傷是不可逆的。一旦發(fā)現(xiàn)損傷或裂紋，部件的壽命被用完，通常對(duì)損傷的部件進(jìn)行修復(fù)或更換。高的PWHT在可提供一個(gè)蠕變韌性更高的材料，壽命更長。

a,設(shè)備-蠕變損傷的重整反應(yīng)器管嘴打磨除去受影響的區(qū)域及再焊接，選擇一個(gè)比初始規(guī)范更高的PWHT溫度，被成功修復(fù)。

b,加熱爐爐管采用耐蠕變材料，減少熱區(qū)和局部過熱，減少結(jié)焦和測(cè)量厚度和外徑后進(jìn)行壽命評(píng)估。檢查和監(jiān)測(cè)１）應(yīng)當(dāng)采用聯(lián)合的技術(shù)（UT、RT、EC、尺寸測(cè)量和復(fù)膜）。取試樣的金相分析用于確定損傷機(jī)理。２）對(duì)于壓力容器，關(guān)注CrMo合金焊縫上。1Cr-0.5Mo和1.25Cr-0.5Mo材料更傾向于低蠕變韌性。大部分檢驗(yàn)用目測(cè)，然后每隔幾年進(jìn)行PT或濕性熒光磁粉檢測(cè)。早期階段也可以采用橫波超聲檢測(cè)。應(yīng)繪制初始制造缺陷圖并記錄以備將來參考。17

蠕變和應(yīng)力斷裂３）加熱爐爐管檢查

a,檢查爐管的膨脹、鼓泡、下垂和彎曲。

b,厚度測(cè)量。

c,應(yīng)當(dāng)用綁帶或量規(guī)來檢查爐管的直徑增大（蠕變）現(xiàn)象，采用現(xiàn)場(chǎng)金相或?qū)t管試樣進(jìn)行金相分析。

d,報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)取決于管線材質(zhì)和操作條件。爐管的短時(shí)過熱HK40加熱爐爐管的蠕變開裂18當(dāng)與含碳材料或滲碳環(huán)境接觸時(shí)，碳在高溫條件下被吸收進(jìn)材料中。受影響材料：炭鋼、低合金鋼、不銹鋼、高鉻鎳合金。影響因素：１）暴露與炭化環(huán)境、敏感材料、溫度大于593℃。２）炭化環(huán)境：高的氣相碳（碳?xì)浠衔?，焦碳，富含CO、CO2、甲烷、乙烷）和低的氧含量（很少的O2或蒸汽）。３）開始碳以很高的速度擴(kuò)散進(jìn)入部件，然后隨碳化深度的增加逐漸停止。４），碳在碳鋼和低合金鋼表面反應(yīng)生成一個(gè)硬脆結(jié)構(gòu)，冷卻時(shí)會(huì)開裂或破碎。５）300系列其耐蝕性優(yōu)于碳鋼和低合金鋼。６）碳化導(dǎo)致高溫蠕變延展性的降低、室溫機(jī)械性能（特別是強(qiáng)度/延展性）的降低、焊接性能和耐蝕性能的降低。滲碳19滲碳受影響部位：加熱爐爐管等。預(yù)防與減緩１）滲碳深度通過金相檢查，檢查硬度增加和延性降低，晚期體積增加。２）一些合金鐵磁性會(huì)增加。３）選擇有抗?jié)B碳能力的合金，包括有強(qiáng)的表面氧化物或硫化物膜形成元素(硅和鋁)的合金。４）通過較低溫度和較高氧/硫分壓降低碳的活性，硫抑制滲碳作用。檢查：１）硬度、金相、渦流方法。２）磁性測(cè)量(對(duì)奧氏體的初期）。３）晚期用RT、UT、磁性。20由于碳和碳化物損失，只剩鐵基體導(dǎo)致鋼鐵強(qiáng)度損失。脫碳發(fā)生在高溫環(huán)境的熱處理過程中，包括暴露在火中或在高溫氣體環(huán)境中，碳鋼和低合金鋼受影響。影響因素：１）時(shí)間、溫度和工藝物流的碳活性。２）脫碳的程度和深度與溫度和暴露時(shí)間有關(guān)。３）淺的脫碳可以降低材料的強(qiáng)度，但對(duì)部件的整體性能沒有不利影響。４）潛在的室溫抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度損失可能發(fā)生。受影響部位１）所有暴露于高溫、熱處理或暴露于爐火的設(shè)備。２）含氫氣氛的爐管、加氫重整的管道與設(shè)備。脫碳作用

21脫碳作用檢查：１）金相檢查，滲過碳的層不會(huì)有碳化物相，碳鋼將變成純鐵。２）一般表面上發(fā)生，有時(shí)損傷可能穿透壁厚。３）硬度檢查。預(yù)防與減緩

１）可通過控制氣相的化學(xué)組成控制滲碳作用。２）含Cr和Mo的合金鋼可以形成更穩(wěn)定的碳化物，更耐脫碳。３）高溫氫環(huán)境中運(yùn)行的鋼應(yīng)依據(jù)APIRP941選擇。

22短時(shí)間內(nèi)熱應(yīng)力增加非常高且不均勻時(shí)，如果熱膨脹/收縮受約束，可產(chǎn)生超過屈服強(qiáng)度的應(yīng)力而開裂。是熱疲勞開裂的一種形式；起始裂紋為表面細(xì)裂紋。當(dāng)較冷液體與較熱金屬表面接觸時(shí)，通常發(fā)生熱沖擊。影響因素１）溫度變化的程度和材料的熱膨脹系數(shù)決定應(yīng)力的大小。２）溫度循環(huán)所產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力可萌生疲勞裂紋。３）不銹鋼具有比碳鋼和合金鋼或鎳基合金更高的熱膨脹系數(shù)。４）著火時(shí)暴露于高溫下。５）由于雨淋的結(jié)果，可能由水淬導(dǎo)致的溫度變化。６）由于溫度變化引起受約束部件膨脹或收縮有關(guān)。７）厚壁會(huì)產(chǎn)生高的熱梯度，如鑄造閥門內(nèi)部鑄造缺陷處起裂。熱沖擊23熱沖擊受影響部位：高溫設(shè)備與管線；喪失韌性的材料，如CrMo設(shè)備（回火脆化）最容易發(fā)生熱沖擊，快速停工設(shè)備；焦炭塔等。防護(hù)與緩解１）防止高溫管線中流動(dòng)中斷。２）設(shè)計(jì)約束最小化。３）安裝隔熱套管以防止壓力邊界部件上的液體沖擊。４）盡量減少雨水或消防水噴淋情形。５）檢查熱/冷注入點(diǎn)是否有潛在的熱沖擊。

檢查

PT和MT。24爐管的損傷滲炭－在482～816℃間，強(qiáng)還原氣氛下產(chǎn)生，由于s、cl在滲碳部位破壞了保護(hù)性氧化膜所致滲碳多發(fā)生于裂解爐輻射段出口爐管、焊口周圍及彎頭部分，溫度最高區(qū)域、有缺陷或出現(xiàn)局部過熱點(diǎn)的部位。滲碳、溫度、熱應(yīng)力變化、熱沖擊、自重等諸多因素引起爐管的綜合損傷比較多見，表現(xiàn)在爐管吊架、彎頭以及爐管的蠕變。滲碳引起的金屬粉化－“災(zāi)難性滲碳”

由于滲炭層與非滲炭層的膨脹系數(shù)不一，在清焦或停爐狀態(tài)下，滲碳與未滲碳層之間開裂。注CS形成硫化鐵保護(hù)膜25結(jié)焦－原料二次反應(yīng)，脫氫與縮聚反應(yīng)影響傳熱，局部形成熱點(diǎn)，引起滲炭，由于爐管與焦的膨脹系數(shù)之差，開停工和清焦時(shí)容易開裂。清焦－降溫、清焦、升溫、開車

復(fù)雜的熱應(yīng)力出現(xiàn)疲勞裂紋高速?zèng)_刷破壞了保護(hù)膜原料硫腐蝕－溫度較低部位蠕變－貫穿性開裂、橫向開裂、混合類型、焊接部位的開裂四種，以及彎頭部位的環(huán)向開裂、鼓脹、彎曲等。

26裂解爐管彎曲27

離心澆鑄爐管金相有柱狀晶和等軸晶兩種結(jié)構(gòu)，他們的強(qiáng)度沒有差別。長期使用形成的蠕變螺紋是沿晶的，以阻止裂紋發(fā)展看，等軸晶優(yōu)于柱狀晶，從防滲炭能力看柱狀晶優(yōu)于等軸晶。要求制造廠商控制兩種晶粒各50%28爐管裂口處高溫蠕脹破裂斷口宏觀形貌

內(nèi)壁表面組織形貌及裂紋形態(tài)內(nèi)側(cè)蠕變空洞和初生裂紋的形態(tài)

爐管爆裂部位宏觀形貌

29轉(zhuǎn)化爐管運(yùn)行后硬度增加，說明脆化程度不斷加重距內(nèi)表面的距離/mm9000h8700h7700hHB30離心鑄造爐管的超聲波檢查一段轉(zhuǎn)化爐輻射段爐管檢測(cè)技術(shù)起源于美國CONAM公司，針對(duì)解決HK-40爐管生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蠕變裂紋。根據(jù)超聲波探頭接受信號(hào)的衰減程度判斷蠕變和開裂的嚴(yán)重程度；

A級(jí)完好

B級(jí)觀察使用

C級(jí)更換3132爐管監(jiān)測(cè)技術(shù)針對(duì)目前國際國內(nèi)大量使用的薄壁HP-Nb爐管，國內(nèi)改進(jìn)了監(jiān)測(cè)方法；爐管檢測(cè)主要手段：

超聲檢測(cè)：用來檢測(cè)爐管母材高溫?fù)p傷蠕脹測(cè)定：用來檢測(cè)爐管高溫變形的大小金相檢驗(yàn)：用來確診超聲檢測(cè)和蠕變測(cè)定所發(fā)現(xiàn)問題的嚴(yán)重程度爐管檢測(cè)輔助手段：射線檢測(cè)：用來檢測(cè)可疑對(duì)接焊縫的埋藏缺陷滲透檢測(cè)：用來檢測(cè)可疑對(duì)接焊縫和角焊縫的表面開口缺陷硬度測(cè)定：爐管使用時(shí)間和溫度的不同，硬度也有變化，

33某化肥廠一段爐輻射管檢測(cè)分級(jí)圖此次檢測(cè)為投用前的首次現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

34乙烯裂解爐管斷裂

開工初期由于操作問題爐內(nèi)東側(cè)兩排爐管下部斷裂,爐管材料入口4Cr25Ni20,出口材料4Cr25Ni35W4。斷裂的原因是：爐膛超溫引起爐管過熱和局部過燒,爐管材料的奧氏體晶粒粗化,彌散的二次碳化物聚集成粒狀,晶界共晶體熔化再結(jié)晶,出現(xiàn)塊狀和條狀碳化物,嚴(yán)重的還連成網(wǎng)狀。組織的惡化使材料高溫性能大大降低。在承載截面最薄弱的焊接熱影響區(qū)斷裂。35乙烯裂解爐管鼓脹

運(yùn)行三年后，Cr25Ni3材質(zhì)的爐管發(fā)生發(fā)生嚴(yán)重蠕變現(xiàn)象引發(fā)鼓包，位置集中在乙烷裂解爐第一層側(cè)壁火嘴的上下附近區(qū)域。鼓脹開裂區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的滲碳以及碳化物聚集。爐管鼓脹開裂的原因是高溫蠕變與材質(zhì)嚴(yán)重滲碳脆化聯(lián)合作用所致。處理：1)熄滅最底層側(cè)壁燒嘴，2)嚴(yán)格執(zhí)行程序燒焦，3)調(diào)整爐子操作。36振動(dòng)引起的疲勞是一種機(jī)械疲勞，裂紋是由于振動(dòng)、水錘或不穩(wěn)定的流動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)負(fù)荷引起的。影響因素１）接近共振時(shí)開裂的可能性最高。２）支撐過度/缺乏會(huì)引起制動(dòng)，在應(yīng)力集中或開口處開裂。受影響部位：１）泵、壓縮機(jī)、閥門和調(diào)節(jié)閥上未加支撐的承插焊小管。２）不正常工作的安全閥。３）高壓降壓閥和蒸汽減壓裝置。４）換熱器管束。損傷外觀或形貌１）損傷通常是起始于高應(yīng)力點(diǎn)或不連續(xù)處（如焊接接頭或螺紋）的裂紋。２）耐火材料振動(dòng)損傷的潛在信號(hào)可以目測(cè)到。

2010-07mmgwp@163.com37振動(dòng)引起的疲勞

預(yù)防與減緩：１）增加支撐或振動(dòng)減緩裝置。２）小管安裝筋板或加強(qiáng)圈。３）控制閥和安全閥出口處的渦旋分離可通過正確的側(cè)支管尺寸和流量穩(wěn)定方法減到最小。４）當(dāng)某一振動(dòng)段被錨定時(shí)，振動(dòng)作用可能會(huì)轉(zhuǎn)移。在安裝錨固件或減振器之前，需要做專門研究。檢驗(yàn)與監(jiān)控１）目測(cè)和聽聲音，或特殊儀器檢查。２）檢查管線支撐和彈簧吊架，保溫?fù)p壞情況。熱釋放系統(tǒng)的1吋承插焊接法蘭開工后不久發(fā)生振動(dòng)導(dǎo)致的疲勞。右圖承插焊縫裂紋的橫截面照片38異種金屬在一合適的電解液，如，潮濕或水環(huán)境或含濕氣的土壤中被連接在一起時(shí)，可在其接合處發(fā)生的腐蝕形式(貴金屬除外的所有金屬)。影響因素：１）發(fā)生條件：電解質(zhì)－不同材料－陰極與陽極連接。２）活潑的材料(陽極)腐蝕保護(hù)了更惰性的材料(陰極)。３）表面積比影響顯著，陰極與陽極比與腐蝕成正比。４）同一金屬由于表面膜、結(jié)垢和/或局部環(huán)境(例如，與新的鋼管相連的舊鋼管)也可成為電偶付。電化學(xué)腐蝕不銹鋼容器上炭鋼短管39電化學(xué)腐蝕任何裝置都可能發(fā)生，埋地管線比較典型。受影響部位：１）兩種材料在焊接或螺栓連接接頭處。２）更活潑的材料可能會(huì)更多的厚度損失，或根據(jù)推動(dòng)力、導(dǎo)電性和陽極/陰極相對(duì)面積比，可能出現(xiàn)裂縫、凹槽或點(diǎn)蝕。３）管材不同的管板和/或折流板。預(yù)防/減緩：１）正確的設(shè)計(jì)。２）在較惰性的材料上涂覆層。３）絕緣螺栓套和墊片。４）鍍鋅鋼中鋅優(yōu)先腐蝕以保護(hù)基底碳鋼，當(dāng)水溫高于大約66℃時(shí)，這種陽極對(duì)陰極的極性相反。40由于水進(jìn)入保溫或耐火材料后導(dǎo)致的管線、壓力容器和結(jié)構(gòu)部件的腐蝕。碳鋼、低合金鋼、300系列不銹鋼和雙相不銹鋼受影響。影響因素：１）當(dāng)金屬溫度在沸點(diǎn)100℃和121℃之間時(shí)，水較不易蒸發(fā)、保溫層保濕時(shí)間較長，腐蝕變得更加劇烈。２）在水露點(diǎn)以下運(yùn)行的設(shè)備容易在金屬表面凝結(jié)。３）在海洋環(huán)境或有大量濕氣存在的地方腐蝕溫度會(huì)超過121℃。４）吸濕的保溫材料。５）循環(huán)熱操作或間斷操作。６）保溫中析出的雜質(zhì)，如氯化物。７）空氣攜帶的腐蝕雜質(zhì)。保溫層下腐蝕41受影響部位：１）碳鋼和低合金鋼有點(diǎn)蝕和減薄。２）300系列，400系列和雙相鋼有點(diǎn)蝕和局部腐蝕。３）如果氯化物存在，300系列會(huì)遭受SCC，而雙相SS敏感性差一些。４）高濕度附近：涼水塔下風(fēng)向、蒸汽排放口、酸性水氣、或靠近噴水的輔助冷卻設(shè)備。５）損壞的保溫、耐水汽層、耐候?qū)踊蛘谏w層；保溫中的插入物或保溫終點(diǎn)如法蘭等部位發(fā)生。６）梯子和平臺(tái)支架、吊耳、管嘴和加強(qiáng)圈處。７）有蒸汽伴熱線泄漏或損傷的管線設(shè)備。８）涂層局部損傷的部位。９）水分重力下流部位，如垂直設(shè)備上的保溫支撐圈、不正確終接的防火層；直接與垂直管連接的水平管的最初幾米是很典型的。保溫層下腐蝕42防護(hù)/緩解１）采用可靠的涂層和維護(hù)絕緣/密封/耐水層防止水滲透的方法來防護(hù)。２）選擇保溫材料十分重要，低吸水性保溫材料。３）300系列應(yīng)當(dāng)使用低氯材料保溫。４）不必要的保溫必須去除。５）利用多種檢查技術(shù)以獲得最經(jīng)濟(jì)有效的結(jié)果。

a)部分和/或全部保溫的目測(cè)。b)實(shí)時(shí)便攜式X光（對(duì)于小管徑管線）。c)中子背散射技術(shù)用于確定濕保溫材料。d)深穿透渦流檢測(cè)(可由爬行機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)行。e)IR熱像儀。f)超聲導(dǎo)波檢測(cè)。g)厚度驗(yàn)證UT技術(shù)。保溫層下腐蝕跨線的便攜式RT照片43碳鋼和其它金屬由于冷卻水溶解的鹽、氣體、有機(jī)化合物或微生物造成的均勻或局部腐蝕。影響因素：１）流體溫度、水的類型（新鮮、有咸味的、鹽水）和冷卻系統(tǒng)的類型（一次性、開路循環(huán)、閉路循環(huán)）、氧含量、流速。２）結(jié)垢可能是由于礦物沉淀（硬的）、淤泥、懸浮的有機(jī)材料、腐蝕產(chǎn)物、軋制氧化皮、海水和微生物生長造成的。３）流速低于1m/s容易導(dǎo)致結(jié)垢、沉積。由死角或停滯區(qū)引起殼程腐蝕加快，通常是垢下腐蝕、縫隙腐蝕或微生物腐蝕的局部腐蝕。４）工藝側(cè)的溫度高于60℃新鮮水會(huì)存在結(jié)垢傾向，有咸味的水和鹽水出口溫度高于46℃導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)垢。５）增加氧含量會(huì)增加碳鋼的均勻腐蝕速度。冷卻水腐蝕

44冷卻水腐蝕６）300系列可以遭受點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和SCC。７）銅/鋅合金會(huì)遭受脫鋅。水中存在氨或銨化合物，銅鋅合金會(huì)遭受SCC。８）ERW碳鋼會(huì)遭受嚴(yán)重的焊縫和/或熱影響區(qū)腐蝕。９）當(dāng)和一個(gè)陽極材料相接，鈦會(huì)遭受嚴(yán)重的氫脆10）管嘴入口/出口和管線入口的波狀或光滑腐蝕是由于流動(dòng)導(dǎo)致的腐蝕、沖蝕或磨損造成的。防護(hù)/緩解

1)通過冷卻水系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)、操作和化學(xué)處理來防護(hù)。2)工藝入口側(cè)的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)低于100℃。3)必須保證最小和最大水流速。4)換熱器部件的材質(zhì)需要升級(jí)以提高耐蝕性。5)管的ID和OD進(jìn)行定期清洗。6)冷卻水應(yīng)當(dāng)走管程，以減少滯流現(xiàn)象。45煙氣中的硫和氯會(huì)在燃燒產(chǎn)物中形成SO2、SO3和HCl當(dāng)溫度足夠低時(shí)，氣體和水蒸汽會(huì)凝結(jié)形成硫酸、亞硫酸和鹽酸，導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕。影響因素：１）金屬溫度低于露點(diǎn)溫度，會(huì)發(fā)生硫酸和亞硫酸露點(diǎn)腐蝕。２）硫酸的露點(diǎn)取決于煙氣中SO3的濃度，通常為138℃。３）HCl的露點(diǎn)取決于HCl的濃度，通常為54℃。受影響部位１）使用含硫燃料的加熱爐/鍋爐的省煤器和煙囪處。２）進(jìn)口水溫度低于鹽酸露點(diǎn)溫度時(shí)，300系列給水加熱器的熱循環(huán)蒸汽發(fā)生器的氯化物應(yīng)力開裂。３）如果燃?xì)廨啓C(jī)的大氣含有氯化物,(如含氯化物殺菌劑的循環(huán)水涼水塔飛濺物）熱循環(huán)蒸汽發(fā)生器中的300系列給水加熱器有危險(xiǎn)。燃料氣露點(diǎn)腐蝕46燃料氣露點(diǎn)腐蝕防護(hù)/緩解１）保持爐后端的金屬表面高于硫酸露點(diǎn)腐蝕溫度。２）熱循環(huán)蒸汽發(fā)生器，如果環(huán)境中可能應(yīng)含有氯化物避免用300系列不銹鋼。３）含碳酸鈉的水沖洗灰垢。47300系列和一些鎳基合金在拉伸應(yīng)力、溫度和含氯化物水溶液的共同作用下的環(huán)境開裂。溶解氧的存在增加了開裂的可能性。所有300系列都敏感。雙相鋼耐蝕，鎳基合金更耐蝕。影響因素１）氯化物含量、pH、溫度、應(yīng)力、氧的存在和合金成分。２）溫度和氯離子含量增加，開裂的敏感性增加。３）沒有最小氯離子限制，因?yàn)槁入x子會(huì)發(fā)生濃縮。４）傳熱條件會(huì)明顯增加開裂的敏感性，因?yàn)樗鼈儠?huì)造成氯離子濃縮。干濕或蒸汽和水的交替變換也會(huì)有助于開裂。５）SCC通常發(fā)生在pH高于2的環(huán)境。在低pH值，通常均勻腐蝕為主。在堿性pH區(qū)域，SCC的傾向降低。氯化物應(yīng)力腐蝕開裂(Cl-SCC)48６）開裂通常發(fā)生在金屬溫度高于60℃環(huán)境。７）應(yīng)力可以是外加的，也可以是殘余的。高應(yīng)力或冷加工的部件，如膨脹波紋管，開裂的可能性十分高。８）水中溶解的氧通常會(huì)加速SCC。９）敏感性最高的是含鎳8%到12%。Ni含量高于35%，其耐蝕性十分高，高于45%基本不被腐蝕。10)低鎳不銹鋼，如雙相鋼，耐蝕性比300系列要高，但也會(huì)被腐蝕。11）碳鋼、低合金鋼和400系列對(duì)氯化物SCC不敏感。受影響部位１）水冷器和常壓塔頂冷卻器的工藝側(cè)發(fā)生過開裂。２）加氫裝置的排水口如果不正確清洗，在開停工過程中會(huì)開裂。３）波紋管和儀表管線，尤其是與含氯化物的氫循環(huán)物流有關(guān)的會(huì)受到影響。４）保溫材料的Cl-SCC。５）在鍋爐排水線發(fā)生過開裂。氯化物應(yīng)力腐蝕開裂(Cl-SCC)49損傷外觀或形貌１）裂紋的特征是有許多分支，目測(cè)可以發(fā)現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象。２）分叉的穿晶裂紋，有時(shí)敏感的300系列還發(fā)現(xiàn)晶間裂紋。３）300系列的焊縫含有一些鐵素體，通常更耐氯化物SCC。４）破裂的表面通常有一個(gè)脆性的外觀。預(yù)防與減緩１）用含氯化物低的水試壓，并盡快干燥。２）正確的保溫層下涂層。３）避免允許有氯化物可能聚集或沉積的停滯區(qū)的設(shè)計(jì)。４）300系列熱處理后有可能敏化，增加變形、連多硫酸應(yīng)力腐蝕敏感性和再熱開裂。檢驗(yàn)和監(jiān)控１）液體滲透檢查或相分析渦流法為首選方法。氯化物應(yīng)力腐蝕開裂(Cl-SCC)50２）渦流檢驗(yàn)法。３）采用PT很難發(fā)現(xiàn)十分小的裂紋。需要采用特殊的表面處理方法，包括磨光或高壓水清洗，尤其是在高壓操作環(huán)境中。４）UT。氯化物應(yīng)力腐蝕開裂(Cl-SCC)SS表面其它細(xì)小裂紋在PT檢查后顯示的十分明顯304SS儀表管在保溫下的外部開裂51氯應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性PH≤10Cl-PPM溫度0C1-1011-100101-1000>100038-66LMMH67-93MMHH94-149MHHHCl-PPM溫度0C1-1011-100101-1000>1000<93LLLL94-149MLLM氯應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性PH>1052不同不銹鋼在中性有氧氯化物水溶液中的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的匯總60℃以下300系列不銹鋼基本沒有應(yīng)力腐蝕開裂53工程上對(duì)不銹鋼耐氯離子能力限制根據(jù)GB50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范，敞開式?jīng)鏊难h(huán)水中氯離子濃度對(duì)碳鋼與不銹鋼換熱設(shè)備水走管程氯離子不大于1000ppm，不銹鋼換熱設(shè)備水走殼程傳熱面壁溫小于70℃，冷卻水出水溫度小于45℃，氯離子應(yīng)小于700ppm。板式換熱器不同材料耐氯離子的能力不同：PH=7.5壁溫50℃條件下304材料氯離子應(yīng)小于52ppm、SS316/SS316L耐氯離子濃度為250ppm左右，2205和2207耐氯離子濃度為1000ppm左右，SMO254可耐8000ppm

；54堿脆是一種表面起始開裂的應(yīng)力腐蝕開裂形式，發(fā)生在暴露在堿中的設(shè)備管道上，尤其是靠近未焊后熱處理的焊縫附近。碳鋼，低合金鋼，300系列最易發(fā)生。鎳基合金較耐蝕。影響因素１）敏感性與NaOH和KOH堿濃度、金屬溫度和應(yīng)力狀況有關(guān)。２）由于濃縮，開裂在低的堿含量下也會(huì)發(fā)生。50到100ppm的堿濃度就足以引起開裂。３）焊接或冷加工（如彎曲和成型）導(dǎo)致的殘余應(yīng)力，或者外加應(yīng)力。４）低于屈服應(yīng)力的條件下很少發(fā)生失效。５）擴(kuò)展速度隨溫度增加很快，可在幾小時(shí)或幾天內(nèi)穿透整個(gè)壁厚，尤其在堿濃縮的條件下。濃縮的發(fā)生條件有：干濕交替、局部熱點(diǎn)或高溫吹汽。６）必須注意未熱處理的碳鋼設(shè)備管線的伴熱蒸汽管的設(shè)計(jì)和吹汽。堿應(yīng)力腐蝕開裂(堿性脆化)55受影響部位１）處理堿的設(shè)備管線，包括脫H2S和硫醇裝置及硫酸烷基化和HF酸烷基化裝置中使用堿中和的設(shè)備。原油中注堿來控制常壓塔塔頂?shù)穆然?。２）伴熱不正確的設(shè)備管線及加熱盤管和其它傳熱設(shè)備。３）處理堿的設(shè)備經(jīng)過蒸汽吹掃后可能會(huì)堿脆。４）痕跡的堿可能在鍋爐中濃縮。損傷外觀或形貌１）發(fā)生焊縫并行的母材，也可發(fā)生在焊縫和熱影響區(qū)。２）有時(shí)是蜘蛛網(wǎng)狀的小裂紋，通常起始于焊接缺陷。３）是非常細(xì)小的充滿氧化物的晶間網(wǎng)狀裂紋。４）300系列的開裂主要是穿晶的，很難和氯化物SCC區(qū)別開來。堿應(yīng)力腐蝕開裂(堿性脆化)56預(yù)防與減緩１）碳鋼621℃熱處理是有效的。２）３00系列比碳鋼的耐開裂性能好不了多少。３）鎳基合金更耐開裂。４）避免對(duì)未熱處理的碳鋼管線和設(shè)備進(jìn)行蒸汽吹掃。蒸汽吹掃前應(yīng)水洗，或只能使用低壓蒸汽進(jìn)行短時(shí)間吹掃。５）要正確的設(shè)計(jì)和注入系統(tǒng)的操作，保證堿在進(jìn)入高溫原油預(yù)熱系統(tǒng)前得到正確的分散。檢驗(yàn)和監(jiān)控１）濕熒光磁粉、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)或交流漏磁檢測(cè)方法，通常需要采用噴丸、高壓水射流或其它方法來處理表面。２）PT不能有效找到緊密的充滿垢物的裂紋，不能用于檢測(cè)。３）裂紋深度可用外部超聲橫波檢測(cè)。４）聲發(fā)射檢測(cè)可用于監(jiān)控裂紋擴(kuò)展并確定正在擴(kuò)展的裂紋。堿應(yīng)力腐蝕開裂(堿性脆化)57堿應(yīng)力腐蝕開裂(堿性脆化)5860-115℃，15%-20%堿環(huán)境中使用8年后，未經(jīng)熱處理的碳鋼換熱彎管的內(nèi)表面開裂管束和管板之間的堿濃縮造成的鍋爐管板開裂和管板裂紋堿洗滌器下游的吸鼓中未經(jīng)PWHT的管線的碳鋼承插焊縫I.D.上起始的堿開裂某一苛性堿夾帶異常條件下的蒸汽透平的不銹鋼膨脹波紋管管內(nèi)裂紋形態(tài)59□縫隙腐蝕堿脆濃度為50～100ppm的苛性堿在濃縮條件下足以導(dǎo)致開裂。60D煉油廠－蒸汽發(fā)生器

管板裂紋

餾分油加氫E1023蒸汽發(fā)生器在使用過程中發(fā)現(xiàn)管板有泄漏現(xiàn)象

介質(zhì)：管程為柴油，殼程為脫鹽水產(chǎn)生1.0Mpa飽和蒸汽。材質(zhì)：殼程/管程為16MnR/10#。換熱管與管板連接型式為強(qiáng)度焊加貼脹，發(fā)現(xiàn)換熱管與管孔之間存在1mm左右的間隙。原因分析：由于蒸汽發(fā)生器制造問題，管板與換熱管之間留有較大間隙，鍋爐水蒸發(fā)過程在間隙內(nèi)發(fā)生堿濃縮，造成堿脆。61裂紋部位金相組織為鍛件的索氏體組織，裂紋沿晶界擴(kuò)展，呈現(xiàn)曲折的網(wǎng)狀。裂紋走向多數(shù)為焊縫根部，部分裂紋穿過兩管程之間，呈現(xiàn)網(wǎng)狀見發(fā)現(xiàn)橫向裂紋76處，裂紋為走向?yàn)榍蹱?，以管板進(jìn)口處較為嚴(yán)重。62堿管線開裂某廠堿管線向全廠輸送NaOH，全長2700米，19個(gè)龍門架，材料20號(hào)鋼，Dg80。開裂特點(diǎn)：80%泄漏點(diǎn)在焊縫，焊縫外觀正常無焊接缺陷。焊縫裂紋與熱影響區(qū)平行，穿透壁厚；多發(fā)生在冬季伴熱線開啟后，泄漏集中在龍門架彎頭處；措施：全部更換，氬弧焊打底，J427蓋面；630℃消除應(yīng)力，安裝6條金屬軟管加強(qiáng)伴熱線使用管理63N煉油廠LPG堿洗罐開裂Φ3200×8048×22材料16MnR,未消除應(yīng)力處理；介質(zhì)LPG+15%NaOH+H2S<10ppm;90年投用操作壓力1.5Mpa

操作溫度－常溫事故前用150℃蒸汽吹掃24小時(shí)；64檢驗(yàn)結(jié)果：硬度<90HB；殘余應(yīng)力：焊縫0.34σS熱影響區(qū)0.49σS金相：沿晶脆性斷裂，斷口腐蝕產(chǎn)物有氧化物和硫化物；分析結(jié)果：堿應(yīng)力腐蝕開裂；65制氫轉(zhuǎn)化爐管裂紋西套轉(zhuǎn)化爐西側(cè)54根爐管中已發(fā)現(xiàn)有8根爐管底部開裂，開裂在離支管焊縫上方50mm處。爐管內(nèi)壁有一層灰色物覆蓋，可以看到有一明顯的水線，此處的外壁溫度(實(shí)測(cè))在128～188℃，內(nèi)壁溫度在200～300℃，壓力2．5MPa，有冷凝水出現(xiàn)。裂紋斷口呈脆性狀，延晶開裂，為一層褐色產(chǎn)物所覆蓋，經(jīng)電子探針分析主要為CaCO。垢樣一旦溶于水則呈現(xiàn)出強(qiáng)堿性。分析：在支管應(yīng)力集中處的堿脆裂紋。6650轉(zhuǎn)化爐管豬尾管裂紋分析為堿脆腐蝕發(fā)生堿脆對(duì)介質(zhì)的要求有：(1)水溶液堿的濃度必須大于5％。(2)pH不小于9。(3)溫度60℃以上。(4)一定的電位范圍(即極化曲線的活化鈍化的過渡區(qū))。而且是靠低電位側(cè)67硫酸促進(jìn)碳鋼和其它合金的均勻和局部腐蝕。碳鋼的熱影響區(qū)會(huì)遭受嚴(yán)重的腐蝕。按照耐蝕性提高的順序：碳鋼，316L，合金20，高硅鑄鐵，高鎳鑄鐵，合金B(yǎng)-2和合金276。影響因素１）酸濃度，溫度，合金含量，流速，雜質(zhì)及氧化劑的存在。２）流速超過0.6-0.9m/s，碳鋼的腐蝕速度明顯增加。３）水的混合點(diǎn)導(dǎo)致熱量釋放，在酸被稀釋的部位發(fā)生高的腐蝕速度。４）氧化劑的存在會(huì)大幅度提高腐蝕速度。受影響部位１）廢水處理裝置。硫酸腐蝕68四種損傷類型１）氫鼓泡

由于金屬表面硫化物腐蝕產(chǎn)生的氫原子擴(kuò)散進(jìn)入鋼鐵，在鋼鐵的不連續(xù)處如夾雜物或迭片結(jié)構(gòu)積聚造成的。氫原子結(jié)合生成氫分子造成壓力升高，局部發(fā)生變形，形成鼓泡。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)69濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)２）氫致開裂（HIC）

氫鼓包可在距鋼表面的多個(gè)不同厚度處、鋼板中部或焊縫附近形成。在某些情形下，稍微不同的深度處(平面)的附近或相鄰鼓包之間可擴(kuò)展形成裂紋，將其連接在一起。鼓包之間的相互連接裂紋常常具有階梯狀外觀形態(tài)，因此氫致開裂有時(shí)稱為“階梯狀開裂”。冷卻加氫裝置HHPS容器出來的水汽的輔助冷卻器殼體的HIC損傷703)應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂(SOHIC)

應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂與氫致開裂相似，但卻是一種潛在的更具有破壞性的開裂形式，表現(xiàn)為堆疊于彼此的頂部的裂紋陣列。結(jié)果是形成垂直于表面的全厚度裂紋,由高(殘余或外加)應(yīng)力水平導(dǎo)致。它們通常出現(xiàn)于焊縫熱影響區(qū)附近的母材處，因氫致開裂損傷或包括硫化物應(yīng)力裂紋在內(nèi)的其它裂紋或缺陷而萌生。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)濕熒光磁粉檢測(cè)顯示照片應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂，通常為硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂的組合。焊縫處伴有應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂損傷的氫鼓包714)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂(SSC)

由于吸入金屬表面上硫化物腐蝕過程所產(chǎn)生的原子氫,在鋼表面上焊縫金屬和熱影響區(qū)的高硬度的高度局部區(qū)域萌生裂紋。焊后熱處理可減小應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。高強(qiáng)度鋼對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂敏感，但在煉油工業(yè)中有限的應(yīng)用場(chǎng)合下使用。某些碳鋼含有在熱影響區(qū)形成硬化區(qū)且在正常消除應(yīng)力溫度下不會(huì)回火的殘留元素。利用預(yù)熱處理有助于使此類硬度問題減到最小程度。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)硬焊縫SSC損傷硬熱影響區(qū)的SSC72濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)影響因素１）氫滲透或擴(kuò)散速率在pH值為7時(shí)最小，而在較高和較低pH值都會(huì)增大。水相中氰化氫(HCN)的存在會(huì)顯著增大堿性(高pH值)酸水中的滲透。２）促進(jìn)開裂條件：ａ）水中硫化氫>50wppm。ｂ）pH值<4的自由水并存在一些溶解的硫化氫。ｃ）pH值>7.6的自由水，并在水中存在20wppm溶解氰化氫(HCN)和一些溶解硫化氫。ｄ）氣相硫化氫的分壓大于0.0003MPa。ｄ）增大氨含量可能會(huì)促使pH值升高到可發(fā)生開裂的范圍內(nèi)。３）隨水相硫化氫濃度增大而增強(qiáng)了氫滲透作用。４）一般水相50wppm硫化氫作為損傷的限定濃度。但，水中存在低至1wppm的硫化氫也足以導(dǎo)致鋼充氫。73５）在抗拉強(qiáng)度超過90ksi左右的鋼內(nèi)或焊縫和熱影響區(qū)硬度超過237HB，硫化氫分壓超過0.0003mpa左右時(shí)，開裂敏感性會(huì)隨著硫化氫分壓的增大而增強(qiáng)。６）HB/HIC/SOHIC在環(huán)境溫度到150℃或更高溫度發(fā)生，SSC一般在<82℃發(fā)生。７）煉油廠環(huán)境使用硬度<200HB,HB/HIC/SOHIC與硬度無關(guān)。８）鼓泡和HIC受夾雜物和分層結(jié)構(gòu)的影響很大，提高鋼鐵的純凈度和采用降低鼓泡和HIC損傷的工藝對(duì)SOHIC仍有敏感性。９）氫致開裂常常發(fā)現(xiàn)于具有因煉鋼過程而產(chǎn)生的高含量夾渣或其它內(nèi)部不連續(xù)性的所謂“不潔”鋼。１０）鼓包和HIC損傷在無需外加應(yīng)力或殘余應(yīng)力時(shí)即會(huì)產(chǎn)生，因此焊后熱處理不起作用。１１）焊后熱處理對(duì)SSC有效，對(duì)SOHIC有一定效果。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)74受影響部位１）整個(gè)石化廠范圍內(nèi)任何存在濕硫化氫環(huán)境的場(chǎng)所。２）加氫裝置上，二硫化銨濃度超過2%時(shí)增大敏感性。3）硫化物應(yīng)力腐蝕開裂極可能發(fā)現(xiàn)于硬化焊縫區(qū)和熱影響區(qū)以及包括螺栓、安全閥彈簧、400系列閥內(nèi)件、壓縮機(jī)軸、軸套和彈簧等高強(qiáng)度部件。預(yù)防與減緩１）保護(hù)鋼表面(包括合金包層和涂層在內(nèi))不受濕硫化氫環(huán)境影響的有效阻擋層可預(yù)防損傷?？墒褂脤Ｓ梅栏瘎?。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)75２）用洗滌水注入來稀釋HCN(氰化氫)濃度，例如在FCC裝置中。通過注入多硫化銨，氰化物可轉(zhuǎn)換成無害的硫氰酸鹽。３）使用抗氫致開裂的鋼。４）硬度限制到最大200HB的方法來加以預(yù)防，根據(jù)使用環(huán)境，硬度達(dá)到22HRC的小塊區(qū)域應(yīng)能抗硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。５）焊后熱處理。檢驗(yàn)和監(jiān)控１）應(yīng)定期進(jìn)行水現(xiàn)場(chǎng)取樣，尤其是采用洗滌水或注多硫化物的時(shí)候。２）用濕熒光磁粉、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)或交流漏磁檢測(cè)方法檢測(cè)。３）超聲橫波檢測(cè)對(duì)于體積檢查和裂紋尺寸檢查尤其有效。電阻式儀器對(duì)于測(cè)定裂紋深度并不有效。４）打磨或用電弧氣刨確定裂紋深度的一種可行方法。５）聲發(fā)射檢測(cè)可用于監(jiān)控裂紋擴(kuò)展。濕硫化氫損傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)76濕硫化氫環(huán)境的設(shè)計(jì)要求碳素鋼或低合金鋼制設(shè)備和管道應(yīng)符合下列要求：所使用的材料應(yīng)是鎮(zhèn)靜鋼；材料的使用狀態(tài)應(yīng)是熱扎（僅限于碳素鋼）、退火、正火、正火+回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)；材料的碳當(dāng)量CE應(yīng)不大于0.43CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；冷成形加工的碳素鋼或低合金鋼制設(shè)備或管道元件，當(dāng)冷變形量大于5％時(shí)成形后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，且其硬度應(yīng)不大于HB200。但對(duì)于碳素鋼制管道元件，當(dāng)冷變形量不大于15％且硬度不大于HB190時(shí)可不進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理；77設(shè)備殼體或卷制管道用鋼板厚度大于20mm時(shí)，應(yīng)按JB/T4730進(jìn)行超聲檢測(cè)，符合Ⅱ級(jí)要求；原則上設(shè)備或管道焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，熱處理溫度應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求取上限。熱處理后碳素鋼或碳錳鋼焊接接頭的硬度應(yīng)不大于HB200，其它低合金鋼母材和焊接接頭的硬度應(yīng)不大于HB237。無法進(jìn)行焊后熱處理的焊接接頭應(yīng)采用保證硬度不大于HB185的焊接工藝施焊（僅限于碳素鋼）。熱加工成形的碳素鋼或低合金鋼制管道元件，成形后應(yīng)進(jìn)行恢復(fù)力學(xué)性能熱處理，且其硬度不大于HB225；78嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下工作的碳素鋼或低合金鋼制設(shè)備和鋼板卷制管道除滿足以上要求外，還應(yīng)符合下列要求：材料的使用狀態(tài)應(yīng)是正火、正火+回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)；當(dāng)材料的抗拉強(qiáng)度大于480MPa時(shí)其化學(xué)成分S≤0.002%、P≤0.008%、Mn≤1.30%，且應(yīng)進(jìn)行抗HIC性能試驗(yàn)或恒負(fù)荷拉伸試驗(yàn)。79

在濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的其它材料制設(shè)備和管道應(yīng)符合下列要求：鉻鉬鋼制設(shè)備和管道熱處理后母材和焊接接頭的硬度應(yīng)不大于HB225（1Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo）、HB235（2.25Cr-1Mo、5Cr-1Mo）或HB248（9Cr-1Mo）；鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的母材和焊接接頭的硬度應(yīng)不大于HRC22，其中奧氏體不銹鋼的碳含量應(yīng)不大于0.10％且經(jīng)過固溶處理或穩(wěn)定化處理；雙相不銹鋼的母材和焊接接頭的硬度應(yīng)不大于HRC28，其鐵素體含量應(yīng)在35～65％的范圍內(nèi)；碳素鋼螺栓的硬度應(yīng)不大于HB200，合金鋼螺栓的硬度應(yīng)不大于HB225。閥芯材料應(yīng)優(yōu)先選用12Cr或18Cr-8Ni系列不銹鋼，當(dāng)采用碳素鋼閥芯時(shí)閥芯材料的硬度值應(yīng)不大于HB200。80其他減緩濕硫化氫腐蝕的措施采用不銹鋼復(fù)合板；表面非金屬涂料；注水洗滌；注入聚硫化銨緩蝕劑（[NH4]2Sx）可轉(zhuǎn)換氰化物成無害的硫氰酸鹽，控制HCN<20ppm。注入量為中和HCN量的1.5倍；避免金屬受到變形、彎曲、冷作加工和噴丸處理；濕熒光磁粉、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)或交流漏磁檢測(cè)方法進(jìn)行裂紋檢測(cè)；可使用包括外部超聲橫波檢測(cè)在內(nèi)的超聲檢測(cè)方法；聲發(fā)射檢測(cè)可用于監(jiān)控裂紋擴(kuò)展；81M煉油廠－浮頭螺栓斷裂酸性水冷卻器浮頭螺栓斷裂分餾區(qū)的酸性水冷卻器的小浮頭螺栓兩次斷裂，酸性水大量流入循環(huán)水場(chǎng)，嚴(yán)重污染了循環(huán)水，造成其他裝置的冷卻器腐蝕。原設(shè)計(jì)材料是2CR13，硬度超過HB300，在酸性水條件下的應(yīng)力腐蝕開裂，第一次更換螺栓硬度在HB250左右，又發(fā)生斷裂。第二次規(guī)定硬度小于HB200，螺栓材料用Q235和2CR13兩種，投用后沒有發(fā)現(xiàn)問題。原因是，設(shè)計(jì)沒有規(guī)定螺栓的硬度，如果采用U型管冷卻器更安全。82石化裝置失效案例83煤化工的氯離子腐蝕

SH公司煤制氫原則流程圖一氧化碳變換工序84

2010年3月末，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)組焊的直管與彎頭連接環(huán)焊縫直管側(cè)也出現(xiàn)了大量裂紋，見圖所示。

支狀穿晶85

變換單元管道材料全部為304不銹鋼，大口徑管道與管件采用板焊結(jié)構(gòu)。2009年有幾起管道開裂問題，通過大面積PT檢查，發(fā)現(xiàn)不少焊縫裂紋，主要集中在板焊結(jié)構(gòu)的彎頭焊縫與熱影響區(qū)。分析結(jié)果表明送檢的彎頭焊縫及母材的裂紋及斷口具有氯離子應(yīng)力腐蝕開裂特征，介質(zhì)中的硫化物會(huì)導(dǎo)致不銹鋼表面發(fā)生點(diǎn)蝕，從而促進(jìn)了裂紋的萌生。86

腐蝕環(huán)境1）高溫：氫腐蝕，硫腐蝕2）低溫（濕態(tài)）：碳酸腐蝕，濕硫化氫腐蝕，氯離子應(yīng)力腐蝕開裂，連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。不銹鋼材料受到的腐蝕1）連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂2）氯離子應(yīng)力腐蝕開裂鉻鉬鋼與碳鋼材料受到腐蝕1）碳酸腐蝕2）濕硫化氫腐蝕減薄與HIC87

SH分公司專家會(huì)意見1）

設(shè)計(jì)選材不考慮前面工序來的粗煤氣的氯離子，但忽視了蒸汽與循環(huán)使用的冷凝液氯離子的濃縮；2）304材料易受到晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕，焊縫沒有熱處理；3）施工質(zhì)量有問題，管件焊接與熱處理不足，導(dǎo)致殘余應(yīng)力高；4）變換裝置部分304不銹鋼材質(zhì)管道針對(duì)現(xiàn)在的工藝介質(zhì)，不能保證安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行，應(yīng)予更換；

883）建議：變換爐前高溫部位不含水，材料考慮氫腐蝕選用15Cr-Mo或碳鋼；變換爐出口到冷卻設(shè)備不含水，材料考慮氫腐蝕選用15Cr-Mo；冷卻設(shè)備出口可能有水，首選316L，備選304L

有可能出現(xiàn)冷凝水管線加伴熱（避免露點(diǎn)出現(xiàn)）；盡可能采用大R彎頭避免沖刷盡可能采用無縫管，有縫管出廠要固熔化處理，現(xiàn)場(chǎng)焊縫做應(yīng)力消除。增加冷凝液汽提塔，減少腐蝕組分；每段噴水，加入活性氧化鋁吸附氯離子，控制冷凝液呈堿性。89氣化爐爆管事故1.管道參數(shù)：管道規(guī)格：φ324×20mm材質(zhì)：0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼無縫鋼管設(shè)計(jì)溫度：350℃，操作溫度：142℃設(shè)計(jì)壓力為：5.8MPa，操作壓力：5.35MPa

工藝氣組分氣體種類H2ArCO2COH2S％48.110.3619.847.890.1氣體種類CH4NH3HCN水蒸汽N2％0.270.080.027.790.21902.事故基本情況：

2008年12月24日下午15：53，由于供氣化B爐的渣油泵跳車導(dǎo)致B系列停止運(yùn)行，MOV141B電動(dòng)閥關(guān)閉不到位，操作人員到現(xiàn)場(chǎng)去人工手動(dòng)關(guān)閉該閥，就在該閥手動(dòng)即將關(guān)閉的過程中(16：18)距離操作人員約2米處12PG106D2T管道發(fā)生爆裂，工藝氣體泄露著火。3.失效現(xiàn)狀：爆開口縱向開裂長度250mm，斷口不平齊，有明顯的塑性變形；撕開高度約500mm左右；管口上部撕裂部分呈舌狀，根部寬670mm，管口下部開口呈馬鞍狀。在爆開口以下250mm范圍內(nèi)的管道外壁上有平行于軸向、深淺不一的直裂紋，最長約38mm，內(nèi)壁也有類似裂紋。

9192九江分公司12.24爆管事故933.原因分析：

閥后積碳或FeS自燃,造成管線局部超溫是主要原因。

由于氣化渣油泵變頻器故障，進(jìn)爐渣油量下降，氣化爐油壓、流量和油泵運(yùn)行信號(hào)沒有達(dá)到聯(lián)鎖值，氣化B爐繼續(xù)運(yùn)行、氧油比失衡形成過氧；MOV141B閥無法及時(shí)關(guān)閉，B爐含有過剩氧的混合氣體在事故管段與A爐出口工藝氣混合，閥后積炭自燃或FeS自燃形成火源，燃燒造成管線局部超溫，管線在高溫下發(fā)生塑性失穩(wěn)變形而爆裂。944.五點(diǎn)改進(jìn)措施：（1）進(jìn)一步查找引火源。在裝置停工檢修期間，對(duì)系統(tǒng)積炭和FeS存積情況進(jìn)行全面檢查。（2）加強(qiáng)氣化爐系統(tǒng)關(guān)鍵閥門的檢查維修，確保這些關(guān)鍵閥門在異常工況時(shí)能夠及時(shí)開關(guān)到位。（3）完善聯(lián)鎖保護(hù)；（4）檢查MOV141B閥電動(dòng)頭絕緣系統(tǒng)，在MOV141A、B閥后各增加一個(gè)切斷閥。（5）加強(qiáng)對(duì)該系統(tǒng)氯離子含量的分析和監(jiān)控。

95低壓廢鍋環(huán)焊縫穿透性裂紋事故1.設(shè)備參數(shù)：序號(hào)項(xiàng)目殼程管程1設(shè)計(jì)壓力Mpa(G)2.2172最高工作壓力Mpa(G)213.963設(shè)計(jì)溫度℃2303804最高（低）工作溫度（入口、出口）127/195314/2205工作介質(zhì)鍋爐水/蒸汽合成氣6管箱材質(zhì)SA336GrF22LC3(2Cr-1Mo)7管箱壁厚mm908焊接材料CMA-106N9換熱面積M2460.410生產(chǎn)廠家撫順石油機(jī)械廠11投用日期2006.1296

2.事故基本情況：2009年3月20日上午，合成車間職工在巡檢時(shí)聞到合成塔周圍有氨味。

23日發(fā)現(xiàn)E-2401保溫外鋁皮振動(dòng)較大，并有氣體從保溫里往外冒，拆除保溫后發(fā)現(xiàn)E-2401管箱本體環(huán)焊縫存在橫向裂紋。

23日19：10合成回路停車，合成氨裝置其它部分繼續(xù)運(yùn)行。

設(shè)備打開后發(fā)現(xiàn)管箱筒體的兩道環(huán)焊縫存在四條軸向裂紋，其中一條軸向裂紋長度55-110mm，深度達(dá)壁厚90mm，兩條裂紋經(jīng)打磨后符合規(guī)范未補(bǔ)焊，其余兩條裂紋打磨后補(bǔ)焊。97

983.原因分析：設(shè)備制造質(zhì)量差是主要原因焊縫存在原始裂紋，返工后技術(shù)沒達(dá)到消除裂紋的要求；多次開車加快裂紋發(fā)展。4．事故教訓(xùn)及防范措施設(shè)計(jì)選用的材質(zhì)偏高、焊接難度大，易出現(xiàn)焊接缺陷；設(shè)備制作單位加工時(shí)焊接質(zhì)量不高，返修后仍留下原始裂紋；物資采購部門監(jiān)造不力只派了公司的一般職員進(jìn)行監(jiān)造，而沒有請(qǐng)具有監(jiān)造資質(zhì)的單位、人員進(jìn)行監(jiān)造，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理制造過程中的焊縫缺陷。99尿素合成塔襯里泄漏事故1.設(shè)備基本參數(shù)：容器名稱尿素合成塔內(nèi)襯材質(zhì)00Cr25Ni22Mo2容器類別ⅢHR