石化PTA裝置腐蝕現(xiàn)狀與防腐探討-

1、 中國設(shè)備工程2009年09月石化PTA 裝置腐蝕現(xiàn)狀與防腐探討李旺(中國石化股份公司天津分公司化工部,天津300271摘要:中國石化股份公司天津分公司PTA 裝置隨著運(yùn)轉(zhuǎn)周期的延長,其腐蝕問題越來越突出,直接影響文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-0711(200909-0032-03中國石化股份公司天津分公司PTA (精對(duì)苯二甲酸裝置2000年5月正式投產(chǎn)運(yùn)行。隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的延長,裝置存在的腐蝕問題也越來越突出,腐蝕已經(jīng)影響到部分設(shè)備裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。一、PTA 裝置腐蝕狀況由于裝置中存在的腐蝕點(diǎn)較多,以下挑選幾個(gè)有代表性的設(shè)備舉例說明。TE-203A/B 為TA 單元氧化反應(yīng)排料罐

2、TD-203的第一和第二閃蒸冷卻器,材質(zhì)為SUS316L 。2008年大修時(shí),打開TE-203A/B 換熱器及相關(guān)管道后,發(fā)現(xiàn)管道法蘭(如圖1、管道、換熱器端板、換熱器封頭焊縫(如圖2等腐蝕非常嚴(yán)重,已經(jīng)接近報(bào)廢。TD-207為2005年9月改造增加的氧化尾氣氣液分離罐,材質(zhì)SUS316復(fù)合板。在2008年5月至6月分別發(fā)現(xiàn)人孔及液位計(jì)附近出現(xiàn)漏酸,為維持裝置正常生產(chǎn),采用氮?dú)鉁p壓后通入罐內(nèi)的保護(hù)措施(如圖3。2008年9月打開人孔檢查,發(fā)現(xiàn)泄漏部位均為焊道,同時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部復(fù)合層布滿蝕坑。氧化單元干燥機(jī)TM-304腐蝕在第二至第四段的螺旋板、揚(yáng)料板處較為明顯。而精制單元干燥機(jī)PM-404不僅第二

3、至第四段螺旋板、揚(yáng)料板腐蝕明顯,而且筒體焊縫出現(xiàn)腐蝕,蝕坑深達(dá)2mm 。PTA 裝置中存在的腐蝕因素包括醋酸、四溴乙烷、堿液、氫氣等各種流體。(1均勻腐蝕。蒸汽凝液系統(tǒng)的腐蝕、醋酸管線的腐蝕、堿液對(duì)碳鋼管線的均勻腐蝕、循環(huán)水管線的內(nèi)壁腐蝕等都屬于全面腐蝕。均勻腐蝕的危險(xiǎn)性較小,可以通過選材與壁厚設(shè)計(jì)加以解決。(2點(diǎn)蝕。不銹鋼材料的腐蝕是靠氧化膜來抵抗,而局部區(qū)域發(fā)生氧化膜損壞,就會(huì)在該處發(fā)生點(diǎn)蝕。而如果存在鹵離子(Cl -,Br -,形成的鹵化物就會(huì)加速腐蝕速率。(3縫隙腐蝕。在填料、墊片、法蘭緊固件的端部等液體靜滯處,由于形成縫隙,此處金屬離子的濃度梯度導(dǎo)維修與管理32 2009年09月中國

4、設(shè)備工程致了縫隙腐蝕的發(fā)生。(4電偶腐蝕。由于設(shè)備初始設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,往往一臺(tái)設(shè)備或一個(gè)部件由多種材料組成。而不同材料的腐蝕電位有差別,從而形成了一個(gè)電化學(xué)腐蝕電池。例如異種材料的焊接焊道處,干燥機(jī)在將液體蒸發(fā)為氣體的區(qū)域。(5磨損腐蝕。在PTA 裝置中主要表現(xiàn)為沖刷腐蝕。是由于PTA 粉料、漿料、蒸汽凝液對(duì)管線、彎頭的沖刷所致。(6晶間腐蝕。金屬和合金的微觀組織是由被晶界分割開的晶粒組成的。晶間腐蝕是沿晶界或緊鄰晶界的局部腐蝕,而晶粒本體基本上不受影響。一個(gè)典型的例子就是不銹鋼的敏化。富鉻的晶界沉淀物使緊鄰這些沉淀物的部位局部貧鉻,致使這些區(qū)域在某些電解質(zhì)中易遭到腐蝕損壞。由于不銹鋼材質(zhì)中,各

5、個(gè)微量元素的作用不同,其含量的多少直接影響材料的各種性能。因此,根據(jù)具體要求,在檢驗(yàn)時(shí),有的成分應(yīng)該卡在下限,有的成分應(yīng)該卡在上限。(1含碳量的多少與鋼材的性能有很大關(guān)系,降碳可以減少晶間腐蝕傾向。相比較而言,對(duì)于300級(jí)不銹鋼,含碳量越低,其耐蝕性能越好。國內(nèi)L 級(jí)一般控制在0.03%,而國外L 級(jí)已經(jīng)達(dá)到0.01%。(2Mo 可以改善點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕,而含量在4%6%時(shí),耐點(diǎn)蝕能力才會(huì)提高。(3Ni 能夠穩(wěn)定奧氏體相,提高鎳含量,不銹鋼將具有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能,同時(shí)鎳是提高奧氏體不銹鋼耐許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的唯一重要元素。(4不銹鋼中Cr 含量在12%以上才能夠提高電極電位

6、,在17%以上時(shí)可使Fe 產(chǎn)生鈍化,同時(shí)Cr 必須是以固溶體形式存在,不能是化合物,才具備耐蝕作用。(1盡管奧氏體不銹鋼很容易焊接,但焊縫金屬和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生裂紋。(2鍛造不銹鋼加工和熱加工后進(jìn)行固溶處理。規(guī)范一般要求在1035進(jìn)行固溶處理并迅速淬火。主要是把鉻重新溶入固溶體中使其電極電位升高,獲得均勻的奧氏體組織,防止晶間腐蝕。(3在425595進(jìn)行消除應(yīng)力處理可把變形量降至最低。但需要完全消除應(yīng)力時(shí),偶爾需要在815870進(jìn)行消除應(yīng)力處理。建議對(duì)頻繁出現(xiàn)腐蝕問題部位,要從原始設(shè)計(jì)選材中提高材質(zhì)等級(jí)。2.材料的選用、加工過程實(shí)行全過程監(jiān)督(1在與設(shè)備制造廠家簽署協(xié)議時(shí),要將正常的設(shè)計(jì)溫度、

7、壓力、接觸介質(zhì),介質(zhì)的腐蝕狀況及選用材質(zhì)等詳細(xì)注明。(2對(duì)于特殊材質(zhì),要注明各個(gè)元素的含量,不僅要有產(chǎn)地、產(chǎn)品合格證,而且要加強(qiáng)第三方的檢驗(yàn)。(3在技術(shù)協(xié)議中注明加工工藝、焊接工藝、熱處理工藝等。(4在設(shè)備制造過程中要求第三方監(jiān)造,加大對(duì)隱蔽工程、中間質(zhì)量驗(yàn)收的治理。3.通過設(shè)備更新、維修進(jìn)行材料升級(jí)(1將不銹鋼復(fù)合板設(shè)備改為整體不銹鋼設(shè)備。關(guān)鍵且危險(xiǎn)的裝置盡可能采用整體不銹鋼設(shè)備。(2將輸送四溴乙烷等的管道、備件、設(shè)備材料由SUS316L 或SUS317L 升級(jí)為Ti 材。(3將部分低溫不銹鋼管線改為襯塑管線。(4將部分腐蝕部位的管線用雙向鋼代替SUS316L 不銹鋼。(5應(yīng)選擇高一個(gè)等級(jí)的

8、不銹鋼焊條。由于焊縫部位容易造成成分偏析,因此焊條選擇要比母材高一個(gè)等級(jí)。而生產(chǎn)中常用的SUS316L 設(shè)備,一般焊條需用SUS317L 焊條或哈式合金焊條。(1降低溶劑中Br -濃度。通過合理控制四溴乙烷及流程下游的催化劑濃度來減輕Br -對(duì)裝置的腐蝕作用。(2降低廢氣中的酸含量。采取加大噴淋洗滌塔的噴淋量來實(shí)現(xiàn),從而減輕對(duì)廢氣系統(tǒng)及其用戶的腐蝕。(3減少工藝堿洗次數(shù)。減少堿液中的Cl -殘留造成的設(shè)備腐蝕。(4減少不銹鋼設(shè)備的高溫堿洗次數(shù)。尤其鈀碳催化劑高溫堿洗,一定要控制堿洗頻率、堿洗溫度及堿液濃度。(5在日常生產(chǎn)中杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的發(fā)生,減輕酸性液體、氣體對(duì)平臺(tái)、樓板、地溝、

9、護(hù)欄等的腐蝕。(1對(duì)已被腐蝕的設(shè)備要定期檢查,及時(shí)掌握設(shè)備腐蝕狀態(tài),指定專業(yè)廠家制定詳細(xì)的檢修方案,為下一步檢修做準(zhǔn)備。(2對(duì)檢修頻率高、檢修費(fèi)用高、因腐蝕造成能耗高的設(shè)備,加大日常的維護(hù)管理,進(jìn)行技術(shù)改造攻關(guān),對(duì)部分部件作為易損件進(jìn)行儲(chǔ)備,設(shè)備實(shí)行計(jì)劃檢修,備件定期更換,同時(shí)考慮材質(zhì)升級(jí)和設(shè)備更新。維修與管理33 中國設(shè)備工程2009年09月(1安裝腐蝕檢測探針。在腐蝕突出部位安裝腐蝕監(jiān)測探針,隨時(shí)了解設(shè)備的腐蝕速率,通過測厚等手段,推測設(shè)備的使用壽命。(2法蘭面的陽極化處理。墊片部位容易在法蘭面局部形成液體聚集,聚集的腐蝕性介質(zhì)加大了對(duì)該部位的腐蝕。而法蘭面通過陽極保護(hù)處理,可以在金屬面表

10、面形成一層保護(hù)膜,大大降低腐蝕速率。(3不銹鋼表面鍍鈀技術(shù)。鈀是一種貴金屬,自身熱力學(xué)穩(wěn)定性很高。在不銹鋼表面鍍上一層鈀,可以提高不銹鋼的表面電位,有效地促進(jìn)不銹鋼表面的鈍化,使不銹鋼在非氧化性介質(zhì)中表面也能形成鈍化膜,提高耐腐蝕能力。四、結(jié)論綜上所述,石化PTA 裝置中腐蝕的原因很多,形成腐蝕的種類也很復(fù)雜。但只要得到各方的一致重視,在各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)防、控制、治理,就能夠使腐蝕所帶來的危險(xiǎn)、危害最小化,保證裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。參考文獻(xiàn):1吳蔭順,李久青,曹備等譯.腐蝕工程手冊M.中國石化出版社,2004(1:211-220,450-451.收稿日期:2009-06-01淺談設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

11、在設(shè)備管理及維修中的應(yīng)用于曉東(奇瑞汽車股份有限公司設(shè)備部,安徽蕪湖241009摘要:設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是一項(xiàng)新興技術(shù),它的推廣應(yīng)用為設(shè)備故障隱患預(yù)知與消除奠定了基礎(chǔ)。著文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-0711(200909-0034-02隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,設(shè)備的自動(dòng)化程度越來越高,生產(chǎn)線各設(shè)備間的關(guān)聯(lián)程度更加密切,一個(gè)簡單的設(shè)備故障就可能造成整套設(shè)備體系的癱瘓。因此,設(shè)備故障“早發(fā)現(xiàn)、早處理”的預(yù)警機(jī)制非常重要,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,推動(dòng)了預(yù)知維修的發(fā)展。目前國內(nèi)外生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備的廠家很多,振動(dòng)監(jiān)測診斷技術(shù)、紅外熱成像測溫技術(shù)、油品檢測技術(shù)等比較普及,下面就紅外熱成像測溫技術(shù)在現(xiàn)場中的應(yīng)用做案例分析。紅外熱成像測溫儀技術(shù)參數(shù):溫度測量范圍為-40120,0500;精度±2或讀數(shù)的±2%;空間分辨率1.2mrad ;工作波長814m ;聚焦范圍30cm 至無窮遠(yuǎn)測量;功能運(yùn)行、靜止;使用環(huán)境溫度、濕度-1550,小于等于90%(無凝露;視頻信號(hào)輸出NTSC 、PAL 復(fù)合視頻,S 端子視頻;錄像式記錄實(shí)時(shí)內(nèi)存1664幅圖像。一、具體實(shí)施步驟1.制定目前需檢測設(shè)備的局