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(lái)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(wú)法預(yù)知事故何時(shí)來(lái)臨；期望從設(shè)計(jì)與建造開(kāi)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(lè)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(kù)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?。ò▋?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(kāi)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(guò)熱——應(yīng)力開(kāi)裂20侵蝕/沖蝕31脆性斷裂21碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂32σ相/X相脆化22胺開(kāi)裂

33475℃脆化23氯應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)的設(shè)備腐蝕機(jī)理14５）沒(méi)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(lái)說(shuō)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(méi)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(kāi)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(guò)掃描電子顯微鏡來(lái)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(kāi)裂。２）溫度正好超過(guò)極限限制，會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的變形。例如，加熱爐爐管在開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(lái)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(kāi)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(zhǎng)。

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(guò)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(lái)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(lái)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(guò)熱HK40加熱爐爐管的蠕變開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)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(guò)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(guò)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(guò)屈服強(qiáng)度的應(yīng)力而開(kāi)裂。是熱疲勞開(kāi)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(guò)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(jiàn)，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(kāi)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(kāi)停工和清焦時(shí)容易開(kāi)裂。清焦－降溫、清焦、升溫、開(kāi)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(kāi)裂、橫向開(kāi)裂、混合類型、焊接部位的開(kāi)裂四種，以及彎頭部位的環(huán)向開(kāi)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(méi)有差別。長(zhǎng)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(shuō)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(guó)CONAM公司，針對(duì)解決HK-40爐管生產(chǎn)過(guò)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(kāi)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(guó)際國(guó)內(nèi)大量使用的薄壁HP-Nb爐管，國(guó)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(lái)檢測(cè)爐管母材高溫?fù)p傷蠕脹測(cè)定：用來(lái)檢測(cè)爐管高溫變形的大小金相檢驗(yàn)：用來(lái)確診超聲檢測(cè)和蠕變測(cè)定所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的嚴(yán)重程度爐管檢測(cè)輔助手段：射線檢測(cè)：用來(lái)檢測(cè)可疑對(duì)接焊縫的埋藏缺陷滲透檢測(cè)：用來(lái)檢測(cè)可疑對(duì)接焊縫和角焊縫的表面開(kāi)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(kāi)工初期由于操作問(wèn)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(guò)熱和局部過(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)裂的可能性最高。２）支撐過(guò)度/缺乏會(huì)引起制動(dòng)，在應(yīng)力集中或開(kāi)口處開(kāi)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(guò)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(tīng)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(kāi)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(yáng)極連接。２）活潑的材料(陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(zhǎng)，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(guò)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(lái)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(kāi)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(zhǎng)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(yáng)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(guò)冷卻水系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)、操作和化學(xué)處理來(lái)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(kāi)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(kāi)裂。溶解氧的存在增加了開(kāi)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(kāi)裂的敏感性增加。３）沒(méi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)裂(Cl-SCC)48６）開(kāi)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(kāi)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(guò)開(kāi)裂。２）加氫裝置的排水口如果不正確清洗，在開(kāi)停工過(guò)程中會(huì)開(kāi)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(guò)開(kāi)裂。氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)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(kāi)裂的應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lái)控制常壓塔塔頂?shù)穆然铩＃玻┌闊岵徽_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(guò)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(kāi)裂主要是穿晶的，很難和氯化物SCC區(qū)別開(kāi)來(lái)。堿應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)裂性能好不了多少。３）鎳基合金更耐開(kāi)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(lái)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(kāi)裂(堿性脆化)57堿應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(kāi)裂管束和管板之間的堿濃縮造成的鍋爐管板開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(wèn)題，管板與換熱管之間留有較大間隙，鍋爐水蒸發(fā)過(guò)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(guò)兩管程之間，呈現(xiàn)網(wǎng)狀見(jiàn)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(kāi)裂某廠堿管線向全廠輸送NaOH，全長(zhǎng)2700米，19個(gè)龍門架，材料20號(hào)鋼，Dg80。開(kāi)裂特點(diǎn)：80%泄漏點(diǎn)在焊縫，焊縫外觀正常無(wú)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)裂，開(kāi)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(kāi)裂，為一層褐色產(chǎn)物所覆蓋，經(jīng)電子探針?lè)治鲋饕獮镃aCO。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(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)裂有時(shí)稱為“階梯狀開(kāi)裂”。冷卻加氫裝置HHPS容器出來(lái)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(kāi)裂(SOHIC)

應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂與氫致開(kāi)裂相似，但卻是一種潛在的更具有破壞性的開(kāi)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(kāi)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(kāi)裂，通常為硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂的組合。焊縫處伴有應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂損傷的氫鼓包714)硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SSC)

由于吸入金屬表面上硫化物腐蝕過(guò)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(kāi)裂敏感性。高強(qiáng)度鋼對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(guò)90ksi左右的鋼內(nèi)或焊縫和熱影響區(qū)硬度超過(guò)237HB，硫化氫分壓超過(guò)0.0003mpa左右時(shí)，開(kāi)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(wú)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(kāi)裂常常發(fā)現(xiàn)于具有因煉鋼過(guò)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(wú)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(guò)2%時(shí)增大敏感性。3）硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)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窳蚧瘹鋼p傷(HB/HIC/SOHIC/SSC)75２）用洗滌水注入來(lái)稀釋HCN(氰化氫)濃度，例如在FCC裝置中。通過(guò)注入多硫化銨，氰化物可轉(zhuǎn)換成無(wú)害的硫氰酸鹽。３）使用抗氫致開(kāi)裂的鋼。４）硬度限制到最大200HB的方法來(lái)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(kāi)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(wú)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(guò)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(wú)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(guò)HB300，在酸性水條件下的應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。原因是，設(shè)計(jì)沒(méi)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(jiàn)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(kāi)裂問(wèn)題，通過(guò)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(kāi)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(kāi)裂，連多硫酸應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。不銹鋼材料受到的腐蝕1）連多硫酸應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂2）氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(jiàn)1）

設(shè)計(jì)選材不考慮前面工序來(lái)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(méi)有熱處理；3）施工質(zhì)量有問(wèn)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(zhǎng)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(wú)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(wú)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(guò)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(kāi)口縱向開(kāi)裂長(zhǎng)度250mm，斷口不平齊，有明顯的塑性變形；撕開(kāi)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(kāi)口呈馬鞍狀。在爆開(kāi)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(zhǎng)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(méi)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(guò)氧；MOV141B閥無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，B爐含有過(guò)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(kāi)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(kāi)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(zhǎng)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(méi)達(dá)到消除裂紋的要求；多次開(kāi)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(gòu)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(méi)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(guò)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