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石油加工装置中设备的硫腐蚀与防护
7.1 开裂机理
  不锈钢或高合金材料制造的设备表面,在操作运行中与环境中的H2S和活性硫发生反应生成FeS当设备停车或检修时,系统中的温度降低,设备表面与空气中的氧和水分充分接触,发生反应生成连多硫酸。
  在生成的连多硫酸中,生成H2S4O6的量最多。不锈钢和高合金材料,特别是经过焊接或者在370~815℃区域附近“敏化”过的材料最易发生应力腐蚀开裂。这些材料即使经过热稳定化处理以后,在敏化区域内停留时间较长也会发生应力腐蚀开裂。连多硫酸应力腐蚀开裂往往与奥氏体不锈钢的晶间腐蚀密切相关,首先是引起连多硫酸晶间腐蚀,接着引起连多硫酸应力腐蚀开裂。这主要是由于奥氏体不锈钢的敏化或在使用过程中在晶间附近产生铬的碳化物沉淀并析出,造成晶间附近的严重贫铬。所以这些区域首先发生连多硫酸的晶间腐蚀,由于材料中拉伸应力的存在,在设备的一些薄弱区域会发生连多硫酸应力腐蚀开裂。
7.2 防腐蚀措施
  由于连多硫酸应力腐蚀开裂在设备停工时发生,因此,当装置由于停车、检修等原因处于停工时,应严加防护,防止外界的氧和水分等有害物质进入系统。对于18-8不锈钢来说,介质环境的pH值不大于5时,就可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂,因此现场要严格控制介质环境的pH值。碱洗可以中和生成的连多硫酸,使pH值控制在合适的范围内。氮气吹扫可以除去空气,保护设备。
  很多研究表明,在合金中加入Ti、Nb等稳定化元素或对焊道进行稳定化处理是有益的,可以有效地阻止铬的碳化物在晶界析出,对合金相起到稳定化的作用。钢的碳含量越低,越有利于抗应力腐蚀开裂,超低碳不锈钢如316L和317L比对应的316和317钢有利于抵抗开裂。
  一般认为Ti/C和Nb/C一定要达到一定的数值,并要进行稳定化处理才能有效地抵抗开裂。目前,在工程设计上多选用Ti/C值为7~8的稳定化的奥氏体不锈钢作为耐蚀材料。但对于特殊部位的特殊构件,如催化裂化再生烟气管道的膨胀节,推荐使用合金程度较高的合金钢,例如Incone 1625,Incoloy 800或B-315等。B-315和FN-2是国产钢种,用它制成的膨胀节的性能也不逊色,其价格又低于Incone 1625和Incoloy 800,许多炼油厂已广泛采用。
8 高温烟气硫酸露点腐蚀与防护
  加热炉中燃料油在燃烧过程中会生成高温烟气,高温烟气中含有一定量的SO2和SO3,在加热炉的低温部位,SO3与空气中的水分共同在露点部位冷凝,生成硫酸,产生硫酸露点腐蚀,严重腐蚀设备。在炼油厂多发生在加热炉的低温部位如空气预热器和烟道,废热锅炉的省煤器及管道等。
8.1 腐蚀机理
  燃料重油中通常含有2%~3%的硫及含硫化合物,它们在燃烧中大部分生成SO2和SO3。干的SO3对设备几乎不发生腐蚀,但当它与烟气中的蒸汽结合形成硫酸蒸气时,却大大提高了烟气的露点,在装置的露点部位发生凝结,严重腐蚀设备。
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