史進(jìn)-RBI-承壓設(shè)備損傷模式識別(2015文字版)2015-6-15

承壓設(shè)備損傷模式識別

目錄1引言2腐蝕減薄3環(huán)境開裂4材質(zhì)劣化5機(jī)械損傷6其它損傷報(bào)告內(nèi)容1引言2腐蝕減薄3環(huán)境開裂4材質(zhì)劣化5機(jī)械損傷6其它損傷承壓設(shè)備損傷模式識別報(bào)告內(nèi)容1引言2腐蝕減薄3環(huán)境開裂4材質(zhì)劣化5機(jī)械損傷6其它損傷承壓設(shè)備損傷模式識別二、腐蝕減薄2.1鹽酸腐蝕2.2硫酸腐蝕2.3氫氟酸腐蝕2.4磷酸腐蝕2.5二氧化碳腐蝕2.6環(huán)烷酸腐蝕2.7苯酚腐蝕2.8有機(jī)酸腐蝕2.9高溫氧化腐蝕2.10大氣腐蝕（無絕熱層）2.11大氣腐蝕（有絕熱層）2.12冷卻水腐蝕2.13土壤腐蝕2.14微生物腐蝕2.15鍋爐冷凝水腐蝕2.16堿腐蝕2.17燃灰腐蝕2.18煙氣露點(diǎn)腐蝕2.19氯化銨腐蝕2.20胺腐蝕2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)2.25甲銨腐蝕2.1鹽酸腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理

金屬與鹽酸接觸時(shí)發(fā)生的全面/局部腐蝕。Fe+2HCl→FeCl2+H2注：本標(biāo)準(zhǔn)中所有化學(xué)式中的金屬一般以Fe作為代表給出。損傷形態(tài)

碳鋼和低合金鋼：表現(xiàn)為均勻減薄，介質(zhì)局部濃縮或露點(diǎn)腐蝕時(shí)表現(xiàn)為局部腐蝕或沉積物下腐蝕。

奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼：表現(xiàn)為點(diǎn)狀腐蝕，形成直徑為毫米級的蝕坑，甚至可發(fā)展為穿透性蝕孔。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼。2.1鹽酸腐蝕主要影響因素鹽酸濃度：腐蝕速率隨著鹽酸濃度的升高而增大。沉積的氯化物下可形成局部的氯化氫水溶液，水溶液的pH值低于4.5；溫度：腐蝕速率隨著溫度的升高而增大；合金成分：奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼<鈦及鈦合金、鎳及鎳合金；氧化劑：氧化劑(氧氣、鐵離子和銅離子)會加速鎳基合金的腐蝕。鈦在氧化性氛圍中優(yōu)良，但在干HCl環(huán)境中快速腐蝕。2.1鹽酸腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備常減壓裝置：常壓塔塔頂系統(tǒng)；加氫裝置：反應(yīng)產(chǎn)物；廢氣系統(tǒng)；催化重整裝置：廢氣系統(tǒng)、再生系統(tǒng)、穩(wěn)定塔、脫丁烷塔和進(jìn)料/預(yù)熱交換器；分餾工段的鹽酸露點(diǎn)腐蝕；氯丙烯裝置：鹽酸吸收塔；聚丙烯（聚乙烯）裝置：催化劑含氯的合成工藝。2.1鹽酸腐蝕主要預(yù)防措施常減壓裝置：控制常壓塔進(jìn)料中的氯化物，使塔頂回流罐液體中的氯化物含量不超過20ppm；改善材質(zhì)適應(yīng)性，可將碳鋼升級為鎳基合金或鈦；進(jìn)行注水稀釋，稀釋初凝區(qū)的酸液，提高初凝區(qū)的pH值，降低鹽酸濃度；按pH值情況在脫鹽裝置下游注入適量苛性堿，控制堿液溫度、濃度和注入量，避免進(jìn)料預(yù)熱系統(tǒng)的堿應(yīng)力腐蝕開裂和積垢；將緩蝕劑（氨、中和胺和成膜胺等）注入常壓塔塔頂操作溫度在露點(diǎn)以上的管線；加氫裝置：降低上游裝置中氯化物鹽、鹽酸胺鹽的夾帶量；降低氫氣中氯化氫夾帶量，可安裝專用洗滌器或保護(hù)床；易發(fā)生鹽酸腐蝕的部位采用耐蝕鎳基合金；催化重整裝置：采用與上述加氫裝置相同的措施；降低進(jìn)料中的水和/或含氧物質(zhì)，減少催化劑中氯化物脫離量；采用加裝特殊吸附劑的脫氯設(shè)備；氯丙烯裝置：內(nèi)襯橡膠類非金屬材料；內(nèi)襯環(huán)氧樹脂類非金屬材料；采用整體石墨塔體。2.1鹽酸腐蝕檢測/監(jiān)測方法均勻減?。汉暧^檢查和腐蝕部位壁厚測定；點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕坑/蝕孔：宏觀檢查；內(nèi)腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導(dǎo)波檢測或斷面射線掃描——減薄部位——壁厚測定；介質(zhì)的pH值、氯化物含量的測定和監(jiān)控；腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實(shí)時(shí)腐蝕速率。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式氯化銨腐蝕、氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。腐蝕減薄2.2硫酸腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理金屬與硫酸接觸時(shí)發(fā)生的腐蝕。

Fe+H2SO4（?。鶩eSO4+H2損傷形態(tài)

稀硫酸通常造成均勻減薄或點(diǎn)蝕，碳鋼的焊縫和熱影響區(qū)易遭受腐蝕形成溝槽。濃硫酸多形成局部腐蝕，但可引起鋼及鋁制品鈍化，阻止腐蝕的進(jìn)行。敏感材料碳鋼、合金鋼、奧氏體不銹鋼、高硅鑄鐵、高鎳鑄鐵、鎳基合金。2.2硫酸腐蝕主要影響因素酸濃度：酸濃度低于65%（質(zhì)量比），則碳鋼腐蝕速率較大；流速：流速超過0.6米/秒，碳鋼腐蝕速率較大；溫度：濃硫酸與水混合時(shí)產(chǎn)生熱量，混合點(diǎn)溫度升高，腐蝕速率較大；合金含量：碳鋼、奧氏體不銹鋼、高硅鑄鐵、高鎳鑄鐵、鎳基合金（耐蝕能力從低到高）；腐蝕雜質(zhì)：氧化劑加快腐蝕。2.2硫酸腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備硫酸烷基化裝置：反應(yīng)器廢氣管線、再沸器、脫異丁烷塔塔頂系統(tǒng)和苛性堿處理單元；廢水處理裝置：分餾塔和再沸器的底部硫酸蓄積，腐蝕性較強(qiáng)。2.2硫酸腐蝕主要預(yù)防措施使用奧氏體不銹鋼和鎳基合金等材料時(shí)，可在表面形成一層保護(hù)性硫酸鐵膜，抵抗稀硫酸腐蝕；根據(jù)硫酸的實(shí)際濃度、流速和溫度等選擇對應(yīng)等級的材質(zhì)；利用濃硫酸的鈍化作用，用鋼制儲罐儲運(yùn)濃硫酸；注入適量苛性堿中和酸值。2.2硫酸腐蝕檢測/監(jiān)測方法宏觀檢查和腐蝕部位壁厚測定；內(nèi)腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導(dǎo)波檢測或斷面射線掃描法——減薄部位——壁厚測定；測定和監(jiān)控介質(zhì)的pH值；腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實(shí)時(shí)腐蝕速率。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式無。腐蝕減薄2.6環(huán)烷酸腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理在177～427℃溫度范圍內(nèi)，環(huán)烷酸對金屬材料的腐蝕。2RCOOH＋Fe→Fe(RCOO)2＋H2損傷形態(tài)高流速區(qū)可形成局部腐蝕，如孔蝕、帶銳緣的溝槽；低流速凝結(jié)區(qū)，碳鋼、低合金鋼和鐵素體不銹鋼的腐蝕表現(xiàn)為均勻腐蝕或孔蝕。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、鎳基合金。2.6環(huán)烷酸腐蝕主要影響因素酸值：腐蝕速率隨烴相酸值的增加而增大，烴相指不含游離水的熱干烴，酸值通常用中和值或總酸值表征。原油中不同環(huán)烷酸其腐蝕性不一，腐蝕速率與總酸值的關(guān)系不能完全對應(yīng)，是由實(shí)際介質(zhì)成分決定的；溫度：通常發(fā)生在溫度范圍為218～400℃的烴相介質(zhì)中，隨著溫度的升高腐蝕加劇，超過這個(gè)溫度范圍偶見腐蝕發(fā)生；硫含量：烴相中的硫可反應(yīng)生成硫化亞鐵保護(hù)膜，對環(huán)烷酸腐蝕有減緩作用，硫含量越低，對環(huán)烷酸腐蝕越有利；流速：流速越高，腐蝕速率越大；相態(tài)：兩相流（氣相和液相）、湍流區(qū)、蒸餾塔的氣相露點(diǎn)部位腐蝕嚴(yán)重；材料：合金中Mo元素可以提高耐蝕性，Mo含量下限為2%（質(zhì)量比），具體Mo含量可根據(jù)原油及物料中的總酸值確定。2.6環(huán)烷酸腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備常減壓裝置加熱爐爐管、常壓和減壓轉(zhuǎn)油線、減底油管線、常壓瓦斯油循環(huán)系統(tǒng)，減壓渣油和減壓瓦斯油循環(huán)系統(tǒng)。以一次加工為高酸原油的減壓渣油為原料的延遲焦化裝置輕油系統(tǒng)和蠟油系統(tǒng)中可能發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕；管道高流速、湍流、流向改變的部位，如閥門、彎頭、三通、減壓器位置，以及泵內(nèi)構(gòu)件、設(shè)備和管道焊縫、熱偶套管等流場受到擾動的部位；常壓塔、減壓塔內(nèi)構(gòu)件在閃蒸區(qū)、填料和高酸物流凝結(jié)或高速液滴沖擊的部位易發(fā)生腐蝕；常減壓裝置的下游裝置內(nèi)注氫點(diǎn)之前熱烴物料系統(tǒng)。2.6環(huán)烷酸腐蝕主要預(yù)防措施摻煉：原設(shè)計(jì)不耐環(huán)烷酸腐蝕的裝置或系統(tǒng)部件，原料油混合摻煉，降低酸值或適當(dāng)提高硫含量；選材：使用Mo含量高的合金來提高耐蝕性，嚴(yán)重腐蝕時(shí)宜采用022Cr19Ni13Mo3奧氏體不銹鋼；緩蝕劑：選用合適的緩蝕劑。2.6環(huán)烷酸腐蝕檢測/監(jiān)測方法監(jiān)測工藝條件：原油和側(cè)線物流中的酸值監(jiān)測，確定酸在不同餾分中的分布；測厚：采用宏觀檢查＋超聲波測厚，檢測壁厚變化；射線檢測：射線檢測可有效檢出局部腐蝕區(qū)域；探針或掛片：設(shè)置電阻腐蝕探針和腐蝕掛片；腐蝕產(chǎn)物監(jiān)測：檢測物流中的Fe和Ni含量來評估系統(tǒng)的腐蝕程度；氫通量監(jiān)測：使用氫探針監(jiān)測氫通量。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式高溫硫化物腐蝕（無氫氣環(huán)境）。腐蝕減薄2.8有機(jī)酸腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理金屬與低分子有機(jī)酸（如甲酸、乙酸、乙二酸等，不含本標(biāo)準(zhǔn)中單獨(dú)列明的環(huán)烷酸等其他有機(jī)酸）接觸時(shí)發(fā)生的全面腐蝕/局部腐蝕。以甲酸為例，腐蝕過程為：Fe+2HCOOH→Fe(HCOO)2+H2損傷形態(tài)碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼發(fā)生甲酸腐蝕時(shí)可表現(xiàn)為均勻減薄，介質(zhì)局部濃縮或露點(diǎn)腐蝕時(shí)表現(xiàn)為局部腐蝕或沉積物下腐蝕。敏感材料碳鋼、低合金鋼。2.8有機(jī)酸腐蝕主要影響因素酸類型：甲酸和乙酸的腐蝕性最強(qiáng)，均可溶于烴中并在接觸水份時(shí)被水萃取，可形成局部高濃度酸液；濃度或pH值：腐蝕速率一般隨著酸濃度的升高（即pH值降低）而增大，而對于甲酸來說濃度在50%（質(zhì)量比）左右時(shí)腐蝕性最強(qiáng)，濃度降低或濃度升高腐蝕減緩；溫度：腐蝕速率隨著溫度的升高而增大；合金成分：碳鋼耐蝕性最差，其次為低合金鋼，次之奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼，鈦（含鈦合金）和鎳（含鎳合金）對有機(jī)酸具有較好的抗腐蝕能力。2.8有機(jī)酸腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備有機(jī)酸腐蝕一般由環(huán)烷酸分解或工藝添加劑加入的有機(jī)酸引發(fā)，比如常加壓裝置蒸餾塔的塔頂系統(tǒng)。對于某特定的有機(jī)酸來說，腐蝕一般多發(fā)生在直接輸送該有機(jī)酸的物料系統(tǒng)，或輸送可能生成該有機(jī)酸的其他物料系統(tǒng)中。比如甲酸腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備如下：甲醇裝置：甲醇合成塔后含甲酸的物料系統(tǒng)，

二甲醚裝置：甲醇原料系統(tǒng)，尤其是溫度較高的部位；其他輸送或儲存甲醇、甲醛或甲酸的設(shè)備及管道系統(tǒng)，溫度越高的部位腐蝕越明顯。乙酸裝置易發(fā)生的裝置或設(shè)備如下：醋酸裝置：醋酸合成系統(tǒng)、分離系統(tǒng)，尤其是溫度較高的部位，以及醋酸儲運(yùn)系統(tǒng)；乙酸乙酯裝置：反應(yīng)系統(tǒng)和醋酸回收系統(tǒng)，尤其是溫度較高的部位；氯乙酸裝置：反應(yīng)系統(tǒng)和醋酸回收系統(tǒng)；精對苯二甲酸裝置：乙酸回收系統(tǒng)；其他輸送或儲存乙醇、乙醛或乙酸的設(shè)備及管道系統(tǒng)，溫度越高的部位腐蝕越明顯。乙二酸裝置易發(fā)生的裝置或設(shè)備如下：乙二醇裝置：乙二醇儲運(yùn)系統(tǒng)；草酸裝置：反應(yīng)系統(tǒng)和草酸分離系統(tǒng)；其他輸送或儲存乙二醇、乙二酸的設(shè)備及管道系統(tǒng)。2.8有機(jī)酸腐蝕主要預(yù)防措施選材：采用含鉬奧氏體不銹鋼、鎳基合金或鈦，也可采用襯四氟乙烯的復(fù)合鋼材，或者設(shè)置陶瓷襯里等；加中和劑：降低介質(zhì)中有機(jī)酸含量，但中和劑添加需要適量，避免引起其它損傷；工藝優(yōu)化：輸送醛、醇、醚等有機(jī)物的設(shè)備和管道應(yīng)避免因系統(tǒng)密封問題混入空氣造成有機(jī)酸濃度升高。2.8有機(jī)酸腐蝕檢測/監(jiān)測方法檢測方法一般為宏觀檢查和腐蝕部位壁厚測定；內(nèi)腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導(dǎo)波檢測或斷面射線掃描法——減薄部位——壁厚測定；介質(zhì)的pH值測定和監(jiān)控；腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實(shí)時(shí)腐蝕速率。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式濕硫化氫破壞。腐蝕減薄2.11大氣腐蝕（有絕熱層）損傷描述及損傷機(jī)理敷設(shè)保溫層等覆蓋層的金屬在覆蓋層下發(fā)生的腐蝕，又稱層下腐蝕。在高溫下，氧氣和金屬反應(yīng)生成氧化物膜；通常發(fā)生在加熱爐和鍋爐燃燒的含氧環(huán)境中。損傷形態(tài)碳鋼和低合金鋼：覆蓋層下局部減?。粖W氏體不銹鋼：覆蓋層下金屬表面應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕；鋁、鎂和鈦：氧化膜，并失去表面金屬光澤；銅在遭受層下腐蝕時(shí)易在金屬表面生成綠色腐蝕產(chǎn)物。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼2.11大氣腐蝕（有絕熱層）主要影響因素大氣成分：含有氯離子的海洋大氣和含有強(qiáng)烈污染的潮濕工業(yè)大氣易導(dǎo)致嚴(yán)重層下腐蝕；覆蓋層防護(hù)質(zhì)量：如果覆蓋層防護(hù)不嚴(yán)密，覆蓋層的間隙處或破損處容易容易滲水，水的來源比較廣泛，可能來自雨水的泄漏和濃縮、冷卻水塔的噴淋、蒸汽伴熱管泄漏冷凝等。滲水可導(dǎo)致碳鋼和低合金鋼的腐蝕，如果滲水中含有氯離子并濃縮聚集，也可導(dǎo)致奧氏體不銹鋼的點(diǎn)蝕；溫度：多發(fā)生在-12℃～120℃溫度范圍內(nèi)，尤以50℃～93℃區(qū)間最為嚴(yán)重。2.11大氣腐蝕（有絕熱層）易發(fā)生的裝置或設(shè)備所有敷設(shè)保溫層等覆蓋層的裝置和設(shè)備中覆蓋層破損處；用蒸汽等進(jìn)行加溫伴熱的設(shè)備和管道；法蘭和其它管件的覆蓋層端口；年降雨量較大地區(qū)或沿海地區(qū)的設(shè)備；乙烯裂解裝置：碳二系統(tǒng)的乙烯低溫管道和碳三系統(tǒng)的丙烯低溫管道。2.11大氣腐蝕（有絕熱層）主要預(yù)防措施防腐涂層：可使用有機(jī)、無機(jī)涂層和金屬鍍層；選材：可選用耐候鋼、不銹鋼，或者在材料冶煉過程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；控制覆蓋層質(zhì)量：一般認(rèn)為覆蓋層良好的情況下幾乎不會發(fā)生層下腐蝕，對于覆蓋層破損的部位應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)；環(huán)境保護(hù)：增強(qiáng)大氣環(huán)境保護(hù)，減少大氣中的污染物含量；操作溫度：如果工藝允許盡量避開層下腐蝕敏感溫度區(qū)間運(yùn)行。2.11大氣腐蝕（有絕熱層）檢測/監(jiān)測方法檢測方法一般為覆蓋層宏觀檢查和覆蓋層破損部位/有懷疑部位壁厚測定；導(dǎo)波法可對未拆除覆蓋層部位進(jìn)行一定條件下的截面腐蝕減薄量檢測；管道自動爬行檢測器可以對滿足儀器檢測條件的管道進(jìn)行覆蓋層下腐蝕檢測。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式大氣腐蝕、氯離子應(yīng)力腐蝕開裂、高溫氧化腐蝕。。腐蝕減薄2.12冷卻水腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理冷卻水中由溶解鹽、氣體、有機(jī)化合物或微生物活動引起的碳鋼和其它金屬的腐蝕。損傷形態(tài)氧的去極化腐蝕情況下冷卻水對碳鋼的腐蝕多為均勻腐蝕；垢下、縫隙處腐蝕，或者電偶腐蝕或微生物腐蝕時(shí)，局部腐蝕較為常見；冷卻水在管嘴入口/出口或管線入口易形成沖蝕或磨損，形成波紋狀或光滑腐蝕；在電阻焊制設(shè)備或管道的焊縫區(qū)域，冷卻水腐蝕多沿焊縫熔合線形成腐蝕溝槽。敏感材料碳鋼、所有不銹鋼、銅、鋁、鈦和鎳基合金。2.12冷卻水腐蝕主要影響因素溫度：冷卻水出口溫度和/或工藝物料側(cè)入口溫度的升高會增加腐蝕速度和結(jié)垢傾向。工藝物料側(cè)的溫度高于60℃時(shí)淡水冷卻水存在結(jié)垢傾向，工藝物料側(cè)溫度繼續(xù)升高或冷卻水入口溫度升高時(shí)，這一傾向更明顯。海水冷卻水或含鹽冷卻水出口溫度高于46℃時(shí)會結(jié)垢嚴(yán)重，超過80℃后腐蝕逐漸下降；氧含量：冷卻水氧含量增加會導(dǎo)致碳鋼的腐蝕速率增大；結(jié)垢：垢層可由礦物沉淀（硬的）、淤泥、懸浮的有機(jī)材料、腐蝕產(chǎn)物、軋制氧化皮、海水和微生物生長形成，造成垢下腐蝕；流速：流速足夠時(shí)可降低結(jié)垢，并沖出沉積物，但不能過高以至引發(fā)沖刷腐蝕，流速的限制取決于管線材質(zhì)和水質(zhì)。低流速時(shí)通常腐蝕嚴(yán)重，流速低于1米/秒容易導(dǎo)致結(jié)垢、沉積，在冷卻水用于凝結(jié)器/冷卻器的殼程時(shí)，介質(zhì)流動死區(qū)或滯流區(qū)部位腐蝕加劇，比管程腐蝕嚴(yán)重；水質(zhì)：奧氏體不銹鋼在淡水、海水和含鹽水系統(tǒng)中可產(chǎn)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和環(huán)境開裂；銅/鋅合金在淡水、海水和含鹽水系統(tǒng)會發(fā)生脫鋅腐蝕；銅/鋅合金在含氨或銨化合物的冷卻水中會發(fā)生環(huán)境開裂；電阻焊接制造的碳鋼設(shè)備在淡水、海水中會在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕；鈦和其他陽極材料連接可能發(fā)生嚴(yán)重的氫脆，溫度高于82℃較為常見，低溫也偶有發(fā)生。2.12冷卻水腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備所有水冷換熱器和冷卻塔設(shè)備。2.12冷卻水腐蝕主要預(yù)防措施系統(tǒng)改進(jìn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)、運(yùn)行優(yōu)化和進(jìn)行化學(xué)處理來防護(hù)，如冷換設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)冷卻水走管程；溫度：入口設(shè)計(jì)溫度應(yīng)低于57℃；流速：流速須有最小流速和最大流速范圍限制，尤其是使用含鹽水時(shí)；材質(zhì)選用：選用耐蝕性好的材質(zhì)，尤其對于在高含氯、低流速、高溫度和/或水處理不當(dāng)?shù)睦鋮s水系統(tǒng)中運(yùn)行的換熱設(shè)備；清洗：對換熱管內(nèi)外表面進(jìn)行定期清洗。2.12冷卻水腐蝕檢測/監(jiān)測方法水質(zhì)監(jiān)測：對pH值、氧含量、回流比、殘存藥劑量、微生物活性、冷卻水出口溫度、烴污染程度和工藝泄漏情況進(jìn)行監(jiān)測；U因子計(jì)算：定期計(jì)算換熱器性能指標(biāo)U因子，掌握結(jié)垢和雜質(zhì)狀況；流速監(jiān)測：用超聲波流速儀檢測冷卻水流速；渦流檢測或內(nèi)部旋轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)檢查：對管線進(jìn)行渦流檢測或內(nèi)部旋轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)檢查；取樣分析：對有代表性的管子進(jìn)行取樣，剖管分析。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式微生物腐蝕、氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。腐蝕減薄2.13土壤腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理金屬接觸到土壤時(shí)發(fā)生的腐蝕。

損傷形態(tài)土壤腐蝕多表現(xiàn)為局部腐蝕，形成蝕坑甚至蝕孔，腐蝕的嚴(yán)重程度取決于局部的土壤條件和設(shè)備金屬表面環(huán)境條件的變化。敏感材料碳鋼、鑄鐵、球墨鑄鐵。2.16堿腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理高濃度的苛性堿或堿性鹽，或因蒸發(fā)及高傳熱導(dǎo)致的局部濃縮引起的金屬腐蝕。損傷形態(tài)局部濃縮致堿腐蝕表現(xiàn)為局部腐蝕，鍋爐管道的腐蝕溝槽或熱障垢層下的局部減薄均屬此類；垢下局部腐蝕在垢層的遮掩下一般不太明顯，使用帶尖銳前端的設(shè)備輕擊垢層可有助于觀察到局部腐蝕情況；水汽界面的介質(zhì)濃縮區(qū)域在腐蝕后形成局部溝槽，立管可形成一個(gè)環(huán)形槽，水平或傾斜管可在管道頂端或在管道相對兩邊形成縱向槽；溫度高于79℃的高強(qiáng)度堿液可導(dǎo)致碳鋼的均勻腐蝕，溫度升高至95℃時(shí)腐蝕加劇。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼。2.16堿腐蝕主要影響因素堿濃度：堿濃度越高，腐蝕越嚴(yán)重。這里的堿指總堿量，包括工藝注堿、藥劑含堿、泄漏混入堿鹽；局部濃縮度：蒸發(fā)、沉積、分離等局部濃縮形成高濃度堿區(qū)；溫度：溫度越高腐蝕越嚴(yán)重。2.16堿腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備鍋爐和蒸汽發(fā)生器，以及部分換熱器；常減壓蒸餾裝置原油進(jìn)料注堿后部流程管道；常減壓蒸餾裝置預(yù)熱器、加熱爐爐管和轉(zhuǎn)油線內(nèi)的注堿部位，尤其是注入的堿不能和油氣充分混合時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重局部腐蝕；乙烯裂解裝置：壓縮系統(tǒng)的注堿管道、堿洗塔三段堿洗段；采用堿進(jìn)行產(chǎn)品脫硫的裝置。2.16堿腐蝕主要預(yù)防措施優(yōu)化設(shè)計(jì)：注水降低堿濃度，或控制爐膛燃燒強(qiáng)度以避免爐管過熱，或減少凝汽器入口的堿鹽量；亦可對注入堿和介質(zhì)進(jìn)行有效的混合，避免堿在器壁高溫部位發(fā)生濃縮；碳鋼和奧氏體不銹鋼在66℃以上的高濃度堿液中有嚴(yán)重的腐蝕傾向，鎳基合金腐蝕速率相對較低。2.16堿腐蝕檢測/監(jiān)測方法超聲波測厚：堿致均勻腐蝕；目視檢測和超聲波測厚：堿致局部腐蝕；注入點(diǎn)監(jiān)測：對注入點(diǎn)下游進(jìn)行腐蝕監(jiān)測，如定點(diǎn)測厚、導(dǎo)波檢測和射線掃描；無法打開檢測的蒸汽發(fā)生器可用內(nèi)窺鏡輔助目視檢測。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式蒸汽阻滯。腐蝕減薄2.19氯化銨腐蝕損傷描述及損傷機(jī)理氯化銨在一定溫度下結(jié)晶成垢，垢層吸濕潮解或垢下水解均可能形成低pH值環(huán)境，對金屬造成腐蝕。NH4Cl＋H2O→HCl＋NH3·H2O損傷形態(tài)腐蝕部位多存在白色、綠色或灰色鹽狀沉積物，若停車時(shí)進(jìn)行水洗或吹掃，會除去這些沉積物，其后目視檢測時(shí)沉積物可能會不明顯；垢層下腐蝕通常為局部腐蝕，易形成蝕坑或蝕孔。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鎳基合金、鈦。2.19氯化銨腐蝕主要影響因素材質(zhì)：按耐蝕性能由低到高為碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鎳基合金、鈦；成垢（結(jié)晶）程度：高溫物料冷卻時(shí)氯化銨鹽會析出成垢（結(jié)晶），其程度取決于氯化銨濃度和溫度，當(dāng)溫度處于水露點(diǎn)溫度（約149℃）時(shí)會腐蝕管線和設(shè)備；水份：氯化銨鹽易吸濕潮解，并形成局部酸性環(huán)境，存在少量水時(shí)可造成嚴(yán)重腐蝕，最大腐蝕速率可達(dá)2.5毫米/年。大量注水則可溶解氯化銨鹽，降低物料濃度，稀釋酸性成分，降低腐蝕速率；溫度：腐蝕速率隨溫度的升高而增大，超過水露點(diǎn)后隨溫度的升高而降低。2.19氯化銨腐蝕易發(fā)生的裝置或設(shè)備常減壓塔塔頂：塔頂部筒體、塔內(nèi)上段塔盤、塔頂管線及換熱器易發(fā)生垢下腐蝕；塔頂循環(huán)回流物料含有氯化銨時(shí)腐蝕嚴(yán)重；加氫裝置：反應(yīng)器流出物熱交換器及高壓空冷會發(fā)生氯化銨垢下腐蝕，可能發(fā)生結(jié)垢的換熱器應(yīng)進(jìn)行水沖洗；催化重整裝置：反應(yīng)器流出物和循環(huán)氫系統(tǒng)會發(fā)生氯化銨垢下腐蝕；流化床催化裂化裝置和焦化裝置：分餾塔塔頂和頂回流系統(tǒng)會發(fā)生氯化銨垢下腐蝕。2.19氯化銨腐蝕主要預(yù)防措施耐點(diǎn)蝕的合金同樣具有較好的耐氯化銨鹽腐蝕性能，但即便是最耐點(diǎn)蝕的鎳基合金和鈦合金也會在氯化銨鹽環(huán)境中發(fā)生點(diǎn)蝕；常減壓裝置：電脫鹽、脫鹽后的原油中注堿，降低塔進(jìn)料中的氯鹽含量；塔頂管線注水沖洗沉積鹽；注入成膜胺型緩蝕劑緩解腐蝕；加氫裝置：降低反應(yīng)器原料中的氯化物含量；控制補(bǔ)充氫中的氯元素含量；反應(yīng)產(chǎn)物系統(tǒng)連續(xù)或間斷注水沖洗氯化銨沉積；催化重整：反應(yīng)產(chǎn)物采取脫氯處理，或注水沖洗，注水量須控制合理；塔頂系統(tǒng)可注入成膜胺型緩蝕劑緩解腐蝕。2.19氯化銨腐蝕檢測/監(jiān)測方法氯化銨鹽垢下腐蝕通常為局部腐蝕，由于垢層的遮蔽，目視檢測存在一定困難；壁厚測定：射線掃描或超聲波檢測壁厚減薄；溫度控制：監(jiān)測進(jìn)料和出料中的水份含量以確定氯和氨的含量，通過工藝計(jì)算來確定氯化銨濃度和露點(diǎn)溫度，計(jì)算氯化銨鹽沉積溫度并控制壁溫始終在該溫度以上；監(jiān)測換熱器的壓力降和熱效率，壓力降異常升高且熱效率明顯降低時(shí)可能已發(fā)生嚴(yán)重的氯化銨鹽垢層沉積；腐蝕掛片或探針，由于氯化銨鹽必須能沉積在探針表面才可有效監(jiān)測腐蝕，不是有效性很高的檢測方法。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式鹽酸腐蝕。腐蝕減薄2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)損傷描述及損傷機(jī)理無氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應(yīng)發(fā)生的腐蝕。Fe＋RS→FeS＋R損傷形態(tài)多為均勻減薄，有時(shí)表現(xiàn)為局部腐蝕，高流速時(shí)局部腐蝕明顯；腐蝕發(fā)生后部件表面多覆蓋硫化物膜，膜厚度跟材料、介質(zhì)腐蝕性、流速和雜質(zhì)濃度有關(guān)。

敏感材料所有鐵基材料，包括碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼；鎳基合金會不同程度地發(fā)生硫化物腐蝕，腐蝕速率取決于材料合金元素，尤其是Cr含量；和碳鋼相比，銅合金發(fā)生硫化物腐蝕的起始溫度更低。2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)主要影響因素合金元素：硫化物腐蝕取決于反應(yīng)產(chǎn)生的保護(hù)性硫化物膜的鈍化能力，一般而言，Cr含量越高，耐硫化物腐蝕能力越強(qiáng)；溫度：鐵基合金的硫化物腐蝕通常在金屬溫度超過260℃時(shí)開始發(fā)生，溫度越高，腐蝕越快；硫含量：物料中的硫腐蝕是指在高溫下能夠發(fā)生熱分解生產(chǎn)硫化氫的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蝕，與介質(zhì)中的總硫含量不具有完全對應(yīng)性；流速：反應(yīng)產(chǎn)生的硫化物保護(hù)膜可以提供不同的防護(hù)效果，保護(hù)膜的鈍化能力除受合金成分影響外，還跟介質(zhì)的流速有關(guān)，高流速下保護(hù)膜容易被破壞掉，使腐蝕速度加劇。2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)易發(fā)生的裝置或設(shè)備在常減壓、催化裂化、焦化爐、加氫裂化和加氫精制裝置中較常見，其中加氫裝置主要發(fā)生在高溫物料注氫點(diǎn)之前；處理含硫物料的設(shè)備和管道的高溫段；使用油、氣、焦和其它燃料的加熱爐，腐蝕程度取決于燃料中的硫含量；暴露在含硫氣體中的鍋爐等高溫設(shè)備；乙烯裂解裝置：裂解與急冷系統(tǒng)中裂解部分的原料進(jìn)料預(yù)熱段及裂解爐對流段爐管、急冷部分的減粘塔釜及塔釜裂解燃料油出口管道，以及急冷部分的汽油分餾塔塔釜燃料油部分回流、部分去燃料油汽提塔、部分去裂解氣急冷器流程，包括汽油分餾塔釜、燃料油汽提塔進(jìn)料、換熱器管程及流程相連管道。2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)主要預(yù)防措施材質(zhì)升級：提高材料中Cr的含量；復(fù)合層防護(hù)：采用復(fù)合層為奧氏體不銹鋼或鐵素體不銹鋼的復(fù)合材料；低合金鋼滲鋁：可降低硫化速率，但滲鋁質(zhì)量應(yīng)達(dá)到要求，并注意焊縫的防護(hù)。2.21高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)檢測/監(jiān)測方法監(jiān)測工藝條件：溫度和硫含量的變化；測厚：條件允許的情況下采用超聲波測厚，注意壁厚變化；射線檢測：射線檢測可有效檢出局部腐蝕區(qū)域；驗(yàn)證系統(tǒng)：對在硫化物腐蝕環(huán)境中使用的合金，應(yīng)在采購體系中進(jìn)行驗(yàn)證和核實(shí)其合金成分，并應(yīng)使該過程可追溯。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式高溫硫化物腐蝕（氫氣環(huán)境）。腐蝕減薄2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)損傷描述及損傷機(jī)理氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應(yīng)發(fā)生的腐蝕，又稱高溫硫化氫/氫氣腐蝕。損傷形態(tài)通常表現(xiàn)為均勻減薄，同時(shí)生成FeS保護(hù)膜，膜層大約是被腐蝕掉的金屬體積的5倍，并可能形成多層膜；金屬表面保護(hù)膜因結(jié)合牢固且有灰色光澤，易被誤認(rèn)為是沒有發(fā)生腐蝕的金屬。敏感材料碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼。2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)主要影響因素溫度：鐵基合金的硫化物腐蝕通常在金屬溫度超過260℃時(shí)開始發(fā)生，溫度越高，腐蝕越快；合金元素：一般而言，Cr含量越高，合金耐硫化物腐蝕能力越強(qiáng)，但Cr含量低于9%（質(zhì)量比）時(shí)，對材料耐腐蝕性能提高意義不大。按耐蝕性能由低到高排列：碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼。Cr含量相近的奧氏體不銹鋼材料其耐腐蝕能力相近，含Cr的鎳基合金也是如此；氫分壓：臨氫條件下硫化物腐蝕產(chǎn)生的保護(hù)性膜的穩(wěn)定性被破壞，鈍化能力下降，腐蝕加快。存在高氫分壓時(shí)，腐蝕速率比無氫或低氫分壓環(huán)境下的硫化物腐蝕速率高得多；硫化氫分壓：腐蝕速率隨硫化氫分壓的增加而增大。2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)易發(fā)生的裝置或設(shè)備處理高溫氫氣/硫化氫介質(zhì)的設(shè)備和管道中易發(fā)生這種腐蝕；加氫精制和加氫裂化裝置注氫點(diǎn)下游的設(shè)備和管道；乙烯裂解裝置：裂解與急冷系統(tǒng)中急冷部分的急冷鍋爐的管程出口-急冷器-汽油分餾塔進(jìn)料及流程相連管道、減粘塔頂至汽油分餾塔流程。2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)主要預(yù)防措施使用Cr含量高的合金，在服役溫度下奧氏體不銹鋼如022Cr19Ni10，06Cr18Ni11Ti，06Cr18Ni11Nb和022Cr17Ni12Mo2耐蝕能力較強(qiáng)耐蝕能力較強(qiáng)；優(yōu)化工藝，降低氫分壓。2.22高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)檢測/監(jiān)測方法監(jiān)測工藝條件：實(shí)際金屬壁溫和硫含量的變化；測厚：條件允許的情況下采用宏觀檢查和超聲波測厚檢測壁厚變化。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式高溫硫化物腐蝕（無氫氣環(huán)境）。腐蝕減薄2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)損傷描述及損傷機(jī)理金屬材料在存在硫氫化銨(NH4HS)的堿性酸性水中遭受的腐蝕。NH4HS＋H2O+Fe→FeS+NH3·H2O+H2損傷形態(tài)介質(zhì)流動方向發(fā)生改變的部位，或濃度超過2%（質(zhì)量比）的紊流區(qū)易形成嚴(yán)重局部腐蝕；介質(zhì)注水不足的低流速區(qū)可能發(fā)生局部垢下腐蝕，對于換熱器管束可能發(fā)生嚴(yán)重積垢并堵塞；硫氫化銨會迅速腐蝕耐酸黃銅管和其它銅合金。

敏感材料碳鋼耐硫氫化銨腐蝕能力較差；奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鋁合金和鎳基合金具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，具體腐蝕速率與硫氫化銨濃度和流速有關(guān)。2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)主要影響因素pH值：pH值接近中性時(shí)腐蝕性較低；濃度：腐蝕隨著硫氫化銨濃度增大和流動速度加快而增加。濃度低于2%（質(zhì)量比）時(shí)，腐蝕性較低；濃度超過2%（質(zhì)量比）時(shí)，具有明顯的腐蝕性；流速：低流速區(qū)易發(fā)生垢下腐蝕，高流速區(qū)易發(fā)生沖刷腐蝕；紊流狀態(tài)：紊流區(qū)易發(fā)生腐蝕；溫度：溫度低于66℃時(shí)，加氫反應(yīng)器、流化床催化裂化裝置反應(yīng)器和煉焦?fàn)t氣相中易析出硫氫化銨，并可導(dǎo)致積垢和堵塞；雜質(zhì)：注入加氫反應(yīng)器廢氣的洗滌水中，氧元素和鐵元素可導(dǎo)致腐蝕增加和積垢增多，氰化物存在時(shí)破壞硫化物保護(hù)膜導(dǎo)致腐蝕嚴(yán)重。合金成分：碳鋼耐腐蝕能力較差，奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鋁合金和鎳基合金具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)易發(fā)生的裝置或設(shè)備加氫裝置：空氣冷卻器聯(lián)管箱、進(jìn)出口管道以及換熱器管束；反應(yīng)器產(chǎn)物分離器的進(jìn)出口管道、酸性水排出管（尤其是控制閥下游位置）；高壓分離器的氣相管線；汽提塔塔頂；催化裂化裝置：硫氫化銨濃度通常小于2%（質(zhì)量比），多在介質(zhì)低流速或高流速部位，以及或存在氰化物的部位發(fā)生嚴(yán)重腐蝕；酸性水汽提塔：汽提塔塔頂管道、冷凝器、回流罐和回流管道；酸性水處理裝置：再生塔塔頂設(shè)備和回流管道；延遲焦化裝置：分餾塔下游的氣體提濃裝置；乙烯裂解裝置裂解與急冷系統(tǒng)：汽油分餾塔塔頂裂解氣至急冷水塔進(jìn)料流程，包括汽油分餾塔塔頂、急冷水塔進(jìn)料（注氨）。2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)主要預(yù)防措施優(yōu)化設(shè)計(jì)：空冷器的進(jìn)出物流采用對稱結(jié)構(gòu)，保持物料壓力平衡；濃度監(jiān)控：硫氫化銨濃度一般不應(yīng)超過8%（質(zhì)量比），否則碳鋼腐蝕嚴(yán)重。硫氫化銨濃度超過2%（質(zhì)量比）以上，尤其是達(dá)到8%（質(zhì)量比）或更高時(shí)，應(yīng)對介質(zhì)流速進(jìn)行分析，確定腐蝕傾向。流速：材質(zhì)采用碳鋼的設(shè)備和管道，介質(zhì)流速宜保持在3～7米/秒的范圍內(nèi)，流速超過7米/秒時(shí)，為防止沖刷腐蝕，應(yīng)采用優(yōu)異的耐蝕合金材料，可選鎳基合金、雙相不銹鋼等；注水：注入適量無氧洗滌水稀釋硫氫化銨；選材：酸性水汽提裝置中的塔頂冷凝器宜用鈦或鎳基合金，存在沖蝕的部位不應(yīng)使用鋁管換熱器。2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水)檢測/監(jiān)測方法腐蝕區(qū)劃分：取樣和計(jì)算硫氫化銨，結(jié)合流速確定腐蝕敏感區(qū)、腐蝕一般區(qū)和腐蝕輕微區(qū)；厚度監(jiān)測：對腐蝕敏感區(qū)，尤其是高流速區(qū)和低流速區(qū)、控制閥下游部位經(jīng)常進(jìn)行超聲波測量、導(dǎo)波檢測或射線掃描；鐵磁性材料制空冷器管：內(nèi)部旋轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)檢測、遠(yuǎn)場渦流檢測和漏磁檢測；非鐵磁性材料制空冷器管：渦流檢測；注水監(jiān)控：注入水的水質(zhì)和流量監(jiān)控。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式?jīng)_蝕、沖刷。腐蝕減薄2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)損傷描述及損傷機(jī)理含有硫化氫且pH值介于4.5和7.0之間的酸性水引起的金屬腐蝕，介質(zhì)中有時(shí)可能含有二氧化碳。陽極反應(yīng)：Fe→Fe2++2e陰極反應(yīng)：2H＋+2e→H2損傷形態(tài)碳鋼的酸性水腐蝕一般為均勻減薄，有氧存在時(shí)易發(fā)生局部腐蝕，形成沉積垢時(shí)可能發(fā)生垢下局部侵蝕，含CO2的環(huán)境可能伴有碳酸鹽應(yīng)力腐蝕；奧氏體不銹鋼易發(fā)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕，有時(shí)伴有氯化物應(yīng)力腐蝕。敏感材料碳鋼耐酸性水腐蝕能力較低；奧氏體不銹鋼、銅合金和鎳基合金對酸性水腐蝕不敏感。2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)主要影響因素H2S濃度：腐蝕速率隨酸性水中H2S濃度的升高而增大，酸性水中H2S濃度取決于氣相中H2S分壓、溫度和pH值，在一定的壓力下，酸性水中的H2S濃度隨溫度增加而降低；pH值：H2S濃度增加會降低溶液的pH值，最低可達(dá)4.5，形成較強(qiáng)的酸性環(huán)境，腐蝕加劇。pH高于4.5時(shí)會形成硫化亞鐵保護(hù)膜，降低腐蝕速率。有些場合則可能形成一個(gè)多孔的硫化物厚膜，不僅不能降低均勻腐蝕速率，甚至?xí)觿」赶赂g；雜質(zhì)：HCl和CO2會降低pH值（酸性更強(qiáng)），氨會增加pH值且可能形成堿性酸性水，即硫氫化銨腐蝕。空氣或氧化劑的存在會增加腐蝕，并導(dǎo)致點(diǎn)蝕或垢下腐蝕；流速：高流速沖刷易致硫化亞鐵保護(hù)膜被破壞，腐蝕速率增大。2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)易發(fā)生的裝置或設(shè)備催化裂化裝置和焦化裝置的氣體分離系統(tǒng)塔頂H2S含量高、NH3含量低的部位；乙烯裂解裝置裂解與急冷系統(tǒng)的急冷部分：急冷水塔頂裂解氣至壓縮部分的裂解氣壓縮機(jī)入口流程，包括急冷水塔頂及相連管道；汽油分餾塔塔頂裂解氣至急冷水塔進(jìn)料流程，包括汽油分餾塔塔頂、急冷水塔進(jìn)料（未注氨）；乙烯裂解裝置壓縮系統(tǒng)：裂解氣自急冷水塔頂至裂解氣壓縮機(jī)1～4段流程，包括1～4段間分離罐頂部、換熱器殼程、堿洗塔進(jìn)料及相連管道；裂解氣壓縮機(jī)1～4段分離罐底部冷凝的裂解汽油至汽油汽提塔流程，包括1～4段間分離罐底部、汽油汽提塔進(jìn)料及相連管道；裂解氣壓縮機(jī)1～4段分離罐底部冷凝的冷凝水至急冷水塔流程，包括1～4段間分離罐底部、急冷水塔進(jìn)料及相連管道；汽油汽提塔頂輕烴返回壓縮機(jī)入口流程，包括汽油汽提塔頂及相連管道；汽油汽提塔釜裂解汽油部分回流，部分送出界區(qū)流程，包括汽油汽提塔釜、換熱器管程或殼程及相連管道。2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)主要預(yù)防措施奧氏體不銹鋼可用于溫度低于60℃，且無氯化物應(yīng)力腐蝕的環(huán)境；銅合金和鎳基合金一般不易發(fā)生酸性水腐蝕。當(dāng)存在氨時(shí)，銅合金會發(fā)生腐蝕。2.24酸性水腐蝕(酸性酸性水)檢測/監(jiān)測方法壁厚測定：碳鋼腐蝕一般為均勻減薄，在高流速或湍流區(qū)域會發(fā)生局部腐蝕，尤其在水汽凝結(jié)的部位，可采用超聲波檢測或射線掃描確定局部減薄狀況；工藝和腐蝕監(jiān)測：酸性水應(yīng)定期進(jìn)行pH值監(jiān)測；探針或掛片：設(shè)置探針或掛片，監(jiān)測腐蝕速率。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式濕硫化氫破壞、碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂。腐蝕減薄報(bào)告內(nèi)容1引言2腐蝕減薄3環(huán)境開裂4材質(zhì)劣化5機(jī)械損傷6其它損傷承壓設(shè)備損傷模式識別三、環(huán)境開裂3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂3.3硝酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂3.5氨應(yīng)力腐蝕開裂3.6胺應(yīng)力腐蝕開裂3.7濕硫化氫破壞3.8氫氟酸致氫應(yīng)力開裂*3.9氫氰酸致氫應(yīng)力開裂*3.10氫脆3.11高溫水應(yīng)力腐蝕開裂3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂3.13液體金屬脆斷*3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂損傷描述及損傷機(jī)理奧氏體不銹鋼及鎳基合金在拉應(yīng)力和氯化物溶液的作用下，氯離子易吸附在金屬表面的鈍化膜上，取代氧原子后和鈍化膜中的陽離子結(jié)合形成可溶性氯化物，導(dǎo)致鈍化膜破壞。破壞部位的新鮮金屬遭腐蝕形成一個(gè)小坑，小坑表面的鈍化膜繼續(xù)遭氯離子破壞生成氯化物。在坑里氯化物水解，使小坑內(nèi)pH值下降，局部溶液呈酸性，對金屬進(jìn)行腐蝕，造成多余的金屬離子，為平衡蝕坑內(nèi)的電中性，外部的氯離子不斷向坑內(nèi)遷移，使坑內(nèi)氯離子濃度升高，水解加劇，加快金屬的腐蝕。如此循環(huán)，形成自催化，向蝕坑的深度方向發(fā)展，形成深蝕孔，直至形成穿孔泄漏。損傷形態(tài)a)材料表面發(fā)生開裂，無明顯的腐蝕減?。籦)裂紋的微觀特征多呈樹枝狀，金相觀察可觀察到明顯的穿晶特征。但對于敏化態(tài)的奧氏體不銹鋼，亦可能沿晶開裂的特征更加明顯；c)垢下易發(fā)生水解和氯離子濃縮，有時(shí)可在垢下觀察到此開裂。敏感材料a)奧氏體不銹鋼屬敏感材料；b)鐵素體不銹鋼和鎳基合金的耐氯化物開裂能力強(qiáng)于奧氏體不銹鋼。3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂主要影響因素溫度：隨著溫度的升高，氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生傾向增加。裂紋常見于金屬溫度60℃或更高的場合；濃度：隨著氯化物濃度的升高，氯化物應(yīng)力腐蝕傾向增加。但在很多場合氯化物具有自動濃縮聚集的可能，所以介質(zhì)中氯化物含量即使很低也未必一定不發(fā)生應(yīng)力腐蝕；伴熱或蒸發(fā)條件：如果存在伴熱或蒸發(fā)條件將可能導(dǎo)致氯化物局部濃縮聚集，顯著增加氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋增加的傾向性。處于干——濕、水——汽交替的環(huán)境具有類似的傾向性；pH值：在堿性溶液中，應(yīng)力腐蝕裂紋傾向較低。應(yīng)力：對于加壓冷作制成的金屬構(gòu)件，具有較高的殘余應(yīng)力，開裂敏感性大，比如冷沖壓制成的奧氏體不銹鋼封頭。對于因載荷或結(jié)構(gòu)等造成的局部高應(yīng)力同樣可能導(dǎo)致開裂敏感性高；鎳含量：鎳含量在8%～12%（質(zhì)量比）間的材料易產(chǎn)生氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋，材料鎳含量大于35%（質(zhì)量比）時(shí)具有較高的抗氯化物應(yīng)力腐蝕能力，材料鎳含量大于45%（質(zhì)量比）時(shí)，基本上不會產(chǎn)生氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋；材質(zhì)或組織：鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼具有更高的抗氯化物應(yīng)力腐蝕能力，碳鋼、低合金鋼對氯化物應(yīng)力腐蝕開裂不敏感。3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)所有由奧氏體不銹鋼制成的管道及設(shè)備都對氯化物應(yīng)力腐蝕敏感；b)水冷器和冷凝器；c)加氫反應(yīng)后物料運(yùn)儲的管道和設(shè)備，如果在停車后沒有針對性清洗，氯化物應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性升高；d)保溫棉等絕熱材料被水或其他液體浸泡后，可能會在材料外表面發(fā)生層下氯化物應(yīng)力腐蝕開裂；e)聚丙烯（聚乙烯）裝置：催化劑中含有氯化物，如三氯化鈦，在聚丙烯的合成工藝中，在與水蒸氣或水接觸的奧氏體不銹鋼制設(shè)備和管線；f)氯化物應(yīng)力腐蝕開裂也可發(fā)生在鍋爐的排水管中。3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂主要預(yù)防措施選材：使用具有抗氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋能力的材料；水質(zhì)：當(dāng)用水進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用含氯量低的水，結(jié)束后應(yīng)及時(shí)徹底烘干；涂層：材料表面敷涂涂層，避免材料直接接觸介質(zhì)流體；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免可能導(dǎo)致氯化物集中或沉積，尤其是應(yīng)避免介質(zhì)流動死角或低流速區(qū)；消除應(yīng)力：對奧氏體不銹鋼制作的工件宜進(jìn)行固溶處理，對穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼可進(jìn)行穩(wěn)定化處理以消除殘余應(yīng)力。若只進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，應(yīng)同時(shí)考慮該熱處理可能帶來的敏化和變形、熱疲勞開裂等因素。表面要求：降低材料表面粗糙度，防止機(jī)械劃痕、碰傷和麻點(diǎn)坑等，減少氯化物積聚的可能性，降低開裂敏感性。3.1氯化物應(yīng)力腐蝕開裂檢測/監(jiān)測方法a)檢測方法一般為材料表面宏觀檢查和懷疑部位滲透檢測；b)管道、換熱器管束和設(shè)備表面的檢測可采用渦流檢測法；c)極細(xì)微裂紋主要采用金相檢測。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式堿應(yīng)力腐蝕開裂、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。環(huán)境開裂3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂損傷描述及損傷機(jī)理在碳酸鹽溶液和拉應(yīng)力共同作用下，碳鋼和低合金鋼焊接接頭附近發(fā)生的表面開裂，是堿應(yīng)力腐蝕開裂的另一種特殊情況。損傷形態(tài)碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂常見于焊接接頭附近的母材，裂紋平行于焊縫擴(kuò)展，有時(shí)也發(fā)生在焊縫金屬和熱影響區(qū)；易在焊接接頭的缺陷位置形成開裂，裂紋細(xì)小并呈蜘蛛網(wǎng)狀；裂紋主要為沿晶型，裂紋內(nèi)一般會充滿氧化物。敏感材料碳鋼、低合金鋼。3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂主要影響因素應(yīng)力水平：在殘余應(yīng)力并非很高的部位，如未進(jìn)行焊后消應(yīng)力熱處理的焊接接頭、冷加工變形區(qū)域發(fā)生開裂；pH值和碳酸鹽濃度：隨pH和碳酸鹽濃度的增加，開裂敏感性增加。典型開裂組合閾值有pH>9.0且CO32->100ppm，或8<pH<9.0且CO32->400ppm；如果物料含氰化物時(shí)，開裂敏感性增加；氣體凈化裝置中二氧化碳濃度超過2%（質(zhì)量比）時(shí)，溫度高于93℃時(shí)才會發(fā)生開裂；物料含水，硫化氫濃度不低于50ppm，且pH不低于7.6時(shí)，設(shè)備和管線即可能發(fā)生開裂。3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置主分餾塔塔頂冷凝系統(tǒng)和回流系統(tǒng)，及下游的濕氣壓縮系統(tǒng)，和這些工段排出的酸性水管線、設(shè)備；b)制氫裝置的碳酸鉀、鉀堿和二氧化碳脫除系統(tǒng)的設(shè)備、管線；c)乙烯裂解裝置：壓縮系統(tǒng)的堿洗塔釜及塔釜堿液循環(huán)管道、塔釜廢堿排出管道。3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂主要預(yù)防措施對焊接接頭(包括修補(bǔ)焊接接頭和內(nèi)、外部構(gòu)件焊接接頭)進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理；敷設(shè)涂層，或選用奧氏體不銹鋼、復(fù)合材料、鎳基合金、其它耐蝕合金代替碳鋼；熱碳酸鹽系統(tǒng)中在熱處理或蒸汽吹掃前，應(yīng)采用水沖洗未進(jìn)行焊后熱處理的管線和設(shè)備；在制氫裝置二氧化碳脫除單元的熱碳酸鹽系統(tǒng)，可以使用偏礬酸鹽來防止開裂，但須注意緩蝕劑的劑量和氧化情況。3.2碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂檢測/監(jiān)測方法a)工藝的微小變化可能導(dǎo)致偶然性的快速開裂，對開裂本身進(jìn)行監(jiān)測并不可行，通常只定期檢測催化裂化裝置酸性水中的pH值和CO32-濃度以確定開裂的敏感性；b)目視檢測、磁粉檢測、漏磁檢測，不宜采用滲透檢測；c)超聲波橫波檢測除可以檢測是否存在裂紋，還可對裂紋自身高度進(jìn)行測定；d)聲發(fā)射檢測可以用于監(jiān)測裂紋活性，確定裂紋是否處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式堿應(yīng)力腐蝕開裂、胺應(yīng)力腐蝕開裂。環(huán)境開裂3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂損傷描述及損傷機(jī)理暴露于堿溶液中的設(shè)備和管道表面發(fā)生的應(yīng)力腐蝕開裂，多數(shù)情況下出現(xiàn)在未經(jīng)消除應(yīng)力熱處理的焊縫附近，它可在幾小時(shí)或幾天內(nèi)穿透整個(gè)設(shè)備或管線壁厚。碳鋼在高溫下與水蒸氣產(chǎn)生如下的化學(xué)反應(yīng)：3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2在這個(gè)反應(yīng)中，氫氧化鈉起著催化作用，反應(yīng)生成的Fe3O4覆蓋在鋼的表面，形成一層保護(hù)膜，由于過高的局部拉伸應(yīng)力會使保護(hù)膜遭到破壞，在金屬表面形成最初的腐蝕裂紋，氫氧化鈉富集在裂紋中，形成電化學(xué)腐蝕。裂紋的尖端區(qū)域成為陽極，而裂紋周圍的保護(hù)層成為陰極，形成小陽極大陰極的結(jié)構(gòu)，再加上拉伸應(yīng)力的作用，使裂紋迅速擴(kuò)展，最終導(dǎo)致斷裂。損傷形態(tài)a)堿應(yīng)力腐蝕開裂通常發(fā)生在靠近焊縫的母材上，也可能發(fā)生在焊縫和熱影響區(qū)；b)堿應(yīng)力腐蝕開裂形成的裂紋一般呈蜘蛛網(wǎng)狀的小裂紋，開裂常常起始于引起局部應(yīng)力集中的焊接缺陷處；c)碳鋼和低合金鋼上的裂紋主要是沿晶型的，裂紋細(xì)小并組成網(wǎng)狀，內(nèi)部常充滿氧化物；d)奧氏體不銹鋼的開裂主要是穿晶型的，和氯化物開裂裂紋形貌相似，難以區(qū)分。

敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鎳基合金。3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂主要影響因素濃度：堿濃度超過5%（質(zhì)量比）時(shí)開裂可能發(fā)生，隨著堿濃度的增加開裂敏感性增加。存在濃縮條件時(shí)(如：干濕交替、局部加熱或高溫吹汽等)，50～100ppm的堿濃度就足以引起開裂；溫度：一般發(fā)生在46℃以上，溫度上升開裂敏感性增加；殘余應(yīng)力：焊接或冷加工（如彎曲和成型）導(dǎo)致的殘余應(yīng)力為開裂提供了應(yīng)力條件，通常認(rèn)為應(yīng)力要達(dá)到屈服應(yīng)力開裂才會發(fā)生；伴熱：工廠經(jīng)驗(yàn)表明，有伴熱的管線開裂可能性較高。3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)堿處理的設(shè)備和管線，包括脫H2S和脫硫醇裝置，硫酸烷基化和氫氟酸烷基化裝置中使用的堿中和設(shè)備；b)伴熱設(shè)置不合理的設(shè)備及管線；c)經(jīng)蒸汽清洗的堿處理設(shè)備；d)鍋爐；e)乙烯裂解裝置裂解與急冷系統(tǒng)：急冷水塔釜急冷水回流流程，包括急冷水塔釜及相連管道；工藝水汽提塔塔釜工藝水部分回流、部分去稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)流程，包括工藝水汽提塔釜、蒸汽發(fā)生器底部、凝液分離罐底部、換熱器管殼程及流程相連管道。3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂主要預(yù)防措施a)合理選材；b)焊后熱處理；c)對未焊后熱處理過的碳鋼管線和設(shè)備在蒸汽吹掃前應(yīng)水洗，避免直接進(jìn)行蒸汽吹掃，或只使用低壓蒸汽進(jìn)行短時(shí)間吹掃，縮短暴露時(shí)間；d)優(yōu)化設(shè)計(jì)和注入操作來使堿在進(jìn)入高溫原油預(yù)熱系統(tǒng)前能夠與原油充分混合。3.4堿應(yīng)力腐蝕開裂檢測/監(jiān)測方法a)目視檢測、磁粉檢測、射線檢測、渦流檢測或漏磁檢測等技術(shù)來檢測裂紋，檢查前應(yīng)對檢測表面進(jìn)行清理；b)通常裂紋中充滿垢物，不宜采用滲透檢測；c)裂紋自身高度可以采用超聲波端點(diǎn)衍射技術(shù)等方法進(jìn)行測量；d)聲發(fā)射檢測可以用于監(jiān)測裂紋是否在擴(kuò)展。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式胺應(yīng)力腐蝕開裂、碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂。環(huán)境開裂3.6胺應(yīng)力腐蝕開裂損傷描述及損傷機(jī)理鋼鐵在拉伸應(yīng)力和堿性有機(jī)胺溶液聯(lián)合作用下發(fā)生的應(yīng)力腐蝕開裂，是堿應(yīng)力腐蝕開裂的一種特殊形式。損傷形態(tài)a)多發(fā)生在設(shè)備和管線接觸介質(zhì)部位的焊接接頭熱影響區(qū)，在焊縫和靠近熱影響區(qū)的母材高應(yīng)力區(qū)也可能發(fā)生；b)熱影響區(qū)發(fā)生的開裂通常平行于焊縫，在焊縫上發(fā)生的開裂既可能平行于焊縫，也可能垂直于焊縫；c)表面裂紋的形貌和濕硫化氫破壞引發(fā)的表面開裂相似；d)胺應(yīng)力腐蝕裂紋一般為沿晶型，在一些分支中充滿了氧化物。敏感材料碳鋼、低合金鋼。3.7濕硫化氫破壞損傷描述及損傷機(jī)理在含水和硫化氫環(huán)境中碳鋼和低合金鋼所發(fā)生的損傷過程，包括氫鼓泡、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂四種形式。a)氫鼓泡：金屬表面硫化物腐蝕產(chǎn)生的氫原子擴(kuò)散進(jìn)入鋼中，并在鋼中的不連續(xù)處(如夾雜物、裂隙等)聚集并結(jié)合生成氫分子，造成氫分壓升高并引起局部受壓，發(fā)生變形而形成鼓泡；b)氫致開裂：氫鼓泡在材料內(nèi)部不同深度形成時(shí)，相臨的鼓泡會連接在一起，形成臺階狀裂紋為氫致開裂；c)應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂：在焊接殘余應(yīng)力或其他應(yīng)力作用下，氫致開裂沿厚度方向不斷連通并形成最終暴露于表面的開裂；d)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂：由于金屬表面硫化物腐蝕過程中產(chǎn)生的原子氫吸附造成的一種氫應(yīng)力開裂。損傷形態(tài)a)氫鼓泡：在鋼材表面形成獨(dú)立的小泡，小泡與小泡之間一般不會發(fā)生合并；b)氫致開裂：在鋼材內(nèi)部形成與表面平行的臺階狀裂紋，裂紋一般沿軋制方向擴(kuò)展，不會擴(kuò)展至鋼的表面；c)應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂：一般發(fā)生在焊接接頭的熱影響區(qū)部位，由該部位母材上不同深度的HIC沿厚度方向的連通而形成；d)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂：在焊縫熱影響區(qū)表面起裂，并沿厚度方向擴(kuò)展。敏感材料碳鋼、低合金鋼。3.7濕硫化氫破壞主要影響因素a)pH值：溶液的pH值小于4，且溶解有硫化氫時(shí)易發(fā)生濕硫化氫破壞。此外溶液的pH值大于7.6，且氫氰酸濃度>20ppm并溶解有硫化氫時(shí)濕硫化氫破壞易發(fā)生；b)硫化氫分壓：溶液中溶解的硫化氫濃度>50ppm時(shí)濕硫化氫破壞容易發(fā)生，或潮濕氣體中硫化氫氣相分壓大于0.0003MPa時(shí)，濕硫化氫破壞容易發(fā)生，且分壓越大，敏感性越高；c)溫度：氫鼓泡、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂損傷發(fā)生的溫度范圍為室溫到150℃，有時(shí)可以更高，硫化物應(yīng)力腐蝕開裂通常發(fā)生在82℃以下；d)硬度：硬度是發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕開裂的一個(gè)主要因素。煉油廠常用的低強(qiáng)度碳鋼應(yīng)控制焊接接頭硬度在HB200以下。氫鼓泡、氫致開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂損傷與鋼鐵硬度無關(guān)；e)鋼材純凈度：提高鋼材純凈度能夠提升鋼材抗氫鼓泡、氫致開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂的能力；f)焊后熱處理：焊后熱處理可以有效地降低焊縫發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕開裂的可能性，并對防止應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂起到一定的減緩作用，但對氫鼓泡和氫致開裂不產(chǎn)生影響；g)如果溶液中含有硫氫化銨且濃度超過2%（質(zhì)量比）會增加氫鼓泡、氫致開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂的敏感性；h)如果溶液中含有氰化物時(shí)，會明顯增加氫鼓泡、氫致開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂損傷的敏感性。3.7濕硫化氫破壞易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)裝置：常減壓裝置、加氫裝置、催化裂化裝置、延遲焦化裝置，制硫裝置的輕油分餾系統(tǒng)和酸性水系統(tǒng)，乙烯裂解裝置的壓縮系統(tǒng)以及裂解與急冷系統(tǒng)的急冷部分等；b)設(shè)備：未采用抗氫致開裂鋼制造的塔器、換熱器、分離器、分液罐、球罐、管線等。3.7濕硫化氫破壞主要預(yù)防措施a)選用合適的鋼材或合金，或設(shè)置有機(jī)防護(hù)層；b)用沖洗水來稀釋氫氰酸濃度；c)采用高純凈度的抗氫致開裂鋼；d)限制焊縫和熱影響區(qū)的硬度，應(yīng)不超過HB200；e)焊接接頭部位進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理；f)使用特殊的緩蝕劑。3.7濕硫化氫破壞檢測/監(jiān)測方法濕熒光磁粉檢測、渦流檢測、射線檢測、超聲橫波檢測、硬度測定、金相分析等。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式氫脆、胺應(yīng)力腐蝕開裂、碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂。環(huán)境開裂3.10氫脆損傷描述及損傷機(jī)理腐蝕過程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫或材料內(nèi)部的氫，以氫原子形式滲入高強(qiáng)度鋼，造成材料韌性降低，在材料內(nèi)部殘余應(yīng)力及外加載荷應(yīng)力共同作用下發(fā)生脆性斷裂。損傷形態(tài)a)氫脆引起的開裂以表面開裂為主，也可能發(fā)生在表面下；b)氫脆發(fā)生在高殘余或三向應(yīng)力的部位（缺口、緊縮）；c)斷裂時(shí)一般不會發(fā)生顯著的塑性變形；d)強(qiáng)度較高的鋼氫脆開裂一般形成沿晶裂紋。敏感材料碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鎳基合金。3.10氫脆主要影響因素a)同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)氫脆易發(fā)生：鋼或合金中的氫達(dá)到臨界濃度，鋼及合金的強(qiáng)度水平和微結(jié)構(gòu)對脆斷敏感，殘余應(yīng)力和外加載荷共同作用造成的應(yīng)力高于氫脆開裂的臨界應(yīng)力；b)氫的來源：焊接、酸溶液清洗和酸洗、高溫氫氣環(huán)境、濕硫化氫或氫氟酸環(huán)境、電鍍、陰極保護(hù)；c)溫度高于82℃時(shí)氫脆通常不會發(fā)生；d)氫脆在靜態(tài)載荷下對斷裂韌性的影響較大，材料中滲入足夠多的氫且承受一定的應(yīng)力時(shí)，失效會迅速發(fā)生；e)滲氫量取決于環(huán)境、表面化學(xué)反應(yīng)和金屬中存在的氫陷阱(如微觀不連續(xù)、夾雜物、原始缺陷或裂紋)；f)厚壁部件更容易發(fā)生氫脆；g)材料強(qiáng)度增加，氫脆的敏感性增加；h)相對于同樣強(qiáng)度的回火馬氏體，珠光體材質(zhì)更容易發(fā)生氫脆。3.10氫脆易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置、加氫裝置、胺處理裝置、酸性水裝置和氫氟酸烷基化裝置中在濕硫化氫環(huán)境下服役的碳鋼管線和容器；b)采用高強(qiáng)度鋼制造的球罐；c)高強(qiáng)度鋼制螺栓和彈簧十分容易發(fā)生氫脆，甚至在電鍍過程中滲入氫并發(fā)生開裂；d)加氫裝置和催化重整裝置的鉻鉬制反應(yīng)器、緩沖罐和換熱器殼體，尤其是焊接熱影響區(qū)的硬度超過HB235的部位。3.10氫脆主要預(yù)防措施a)選用低強(qiáng)度鋼，或采用焊后熱處理降低殘余應(yīng)力和硬度；b)在焊接過程中，選用低氫焊材，并使用干電極和預(yù)熱工藝。如果氫可能滲入金屬，可在焊接前采用預(yù)熱至204℃或更高的方法把氫釋放出來；c)對在高溫臨氫環(huán)境下工作的設(shè)備和管線，停工時(shí)必須先降壓后降溫，開工時(shí)必須先升溫后升壓；d)對設(shè)備和管線內(nèi)部施加涂層、堆焊不銹鋼或設(shè)置其他保護(hù)襯里。3.10氫脆檢測/監(jiān)測方法a)采用無損檢測，如磁粉檢測或滲透檢測來檢查有無表面開裂；b)超聲波橫波檢測可用檢查材料內(nèi)部有無氫脆裂紋，也可用于從設(shè)備外壁檢測內(nèi)壁有無裂紋。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式無。環(huán)境開裂3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂損傷描述及損傷機(jī)理在停工期間設(shè)備表面的硫化物腐蝕產(chǎn)物，與空氣和水反應(yīng)生成連多硫酸(H2SxO6，x=3～6)，對敏化后的奧氏體不銹鋼（如焊接接頭熱影響區(qū)）易引起應(yīng)力腐蝕開裂，一般為沿晶型開裂。這種開裂與奧氏體不銹鋼在經(jīng)歷高溫階段時(shí)碳化鉻在晶界析出，晶界附近的鉻濃度減少，形成局部貧鉻區(qū)有關(guān)。損傷形態(tài)易發(fā)生在奧氏體不銹鋼的敏化區(qū)域，多為沿晶型開裂，開裂可能在短短幾分鐘或幾小時(shí)內(nèi)迅速擴(kuò)展穿透管道和部件的壁厚。多見于集聚有硫鐵化物腐蝕產(chǎn)物的奧氏體不銹鋼設(shè)備及管道上，一旦暴露在空氣和水中極易產(chǎn)生開裂。敏感材料奧氏體不銹鋼、鎳基合金。3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂主要影響因素a)環(huán)境：金屬部件在硫化物環(huán)境中表面形成硫化物，硫化物與空氣和水反應(yīng)生成連多硫酸；b)材料：材料處于敏化狀態(tài)；c)應(yīng)力：殘余應(yīng)力或載荷引起的應(yīng)力較高，可促進(jìn)開裂。3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)加氫裝置、催化裝置、焦化裝置、蒸餾裝置等奧氏體不銹鋼制設(shè)備和管道；b)反應(yīng)器、換熱器、爐管、工業(yè)管線、膨脹節(jié)等奧氏體不銹鋼制部件或構(gòu)件。3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂主要預(yù)防措施a)停工過程中或停工后立即用堿液或蘇打灰溶液沖洗設(shè)備，以中和連多硫酸，或在停工期間用干燥的氮?dú)?，或者氮?dú)夂桶被旌蠚膺M(jìn)行保護(hù)，以防止接觸空氣；b)加熱爐保持燃燒室溫度始終在露點(diǎn)溫度以上，防止在加熱爐管表面形成連多硫酸；c)選用不易敏化的材質(zhì)，如穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼、低碳奧氏體不銹鋼或雙相不銹鋼。3.12連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂檢測/監(jiān)測方法滲透檢測、金相檢測。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式敏化。環(huán)境開裂報(bào)告內(nèi)容1引言2腐蝕減薄3環(huán)境開裂4材質(zhì)劣化5機(jī)械損傷6其它損傷承壓設(shè)備損傷模式識別四、材質(zhì)劣化4.1晶粒長大4.2滲氮*4.3球化4.4石墨化4.5滲碳4.6脫碳4.7金屬粉化*4.8

σ相脆化4.9475℃脆化4.10回火脆化4.11輻照脆化*4.12鈦氫化*4.13再熱裂紋4.14脫金屬腐蝕4.15敏化4.3球化損傷描述及損傷機(jī)理材料在高溫長期使用過程中，珠光體中滲碳體（碳化物）形態(tài)由最初的層片狀逐漸轉(zhuǎn)變成球狀的過程。鋼材加熱到一定溫度時(shí)，珠光體中的片狀滲碳體獲得足夠的能量后局部溶解，斷開為若干細(xì)的點(diǎn)狀滲碳體，彌散分布在奧氏體基體上，同時(shí)由于加熱溫度低和滲碳體不完全溶解，造成奧氏體成分極不均勻。以原有的細(xì)碳化物質(zhì)點(diǎn)或奧氏體富碳區(qū)產(chǎn)生的新碳化物為核心，形成均勻而細(xì)小的顆粒狀碳化物，這些碳化物在緩冷過程中或等溫過程中聚集長大，并向能量最低的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，形成球狀滲碳體。損傷形態(tài)a)球化一般目視檢測不可見或不明顯，主要通過金相分析判斷；b)碳鋼中片狀碳化物相聚，形成較大的球狀碳化物；低合金鋼中彌散的細(xì)小碳化物相聚，形成較大的球狀碳化物。敏感材料碳鋼、鉬鋼、鉻鉬鋼。4.3球化主要影響因素a)溫度：溫度升高，球化加速，如454℃時(shí)球化需數(shù)年，552℃時(shí)發(fā)生球化僅需幾小時(shí)；b)微觀組織：退火鋼的抗球化性能比正火鋼強(qiáng)，粗晶粒鋼的抗球化性能比細(xì)晶粒鋼強(qiáng)，硅鎮(zhèn)靜鋼的抗球化性能比鋁鎮(zhèn)靜鋼強(qiáng)。4.3球化易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置、催化重整裝置和焦化裝置中的高溫管道和設(shè)備，鍋爐或加熱爐爐管；b)其他服役溫度高于454℃的所有碳鋼、低合金鋼制管道和裝備。4.3球化主要預(yù)防措施a)減少在高溫環(huán)境中的暴露時(shí)間；b)降低金屬壁溫；c)使用耐球化損傷的金屬材料。4.3球化檢測/監(jiān)測方法a)金相檢測；b)力學(xué)性能測試，主要測試抗拉強(qiáng)度；c)硬度測定。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式石墨化。材質(zhì)劣化4.4石墨化損傷描述及損傷機(jī)理長期暴露在427～596℃溫度范圍內(nèi)的金屬材料，其珠光體顆粒分解成鐵素體顆粒和石墨的過程。損傷形態(tài)a)石墨化損傷宏觀觀察不易發(fā)現(xiàn)，僅可通過金相檢測判定；b)石墨化損傷的末階段與蠕變強(qiáng)度降低有關(guān)，包括微裂紋/微孔洞形成、表面及近表面開裂；c)金相分析可觀察到隨機(jī)分布、鏈狀分布或局部平面分布的石墨球。敏感材料碳鋼、鉬鋼。4.4石墨化主要影響因素a)溫度：溫度低于427℃時(shí)，石墨化速率極慢；溫度越高，石墨化速率越快；b)應(yīng)力：局部屈服和顯著塑性變形的區(qū)域，易發(fā)生石墨化；c)材質(zhì)：低合金鋼的Mo含量≥1%（質(zhì)量比）時(shí)易發(fā)生石墨化，添加0.7%（質(zhì)量比）的Cr元素可防止石墨化；d)暴露時(shí)間：石墨化程度可分為無、輕微、中等和嚴(yán)重四類。石墨化速率很難預(yù)測，工程使用經(jīng)驗(yàn)：溫度高于538℃時(shí)熱影響區(qū)嚴(yán)重石墨化僅需5年，而454℃時(shí)輕微石墨化需要30～40年；4.4石墨化易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置：熱壁管道、反應(yīng)器及直立廢熱鍋爐底端管板密封焊；b)粗珠光體鋼制設(shè)備或管道石墨化傾向較大，而貝氏體鋼鋼制設(shè)備或管道石墨化傾向較??；c)催化重整裝置：低合金鋼制造的反應(yīng)器及中間加熱器；d)延遲焦化裝置；熱壁管道、焦炭塔、焦化爐管。e)乙烯裂解裝置：裂解爐管；f)服役溫度在441℃至552℃之間的省煤器管件、蒸汽管道及其它設(shè)備。4.4石墨化主要預(yù)防措施材料中添加Cr元素，可防止石墨化。4.4石墨化檢測/監(jiān)測方法a)石墨化損傷早期主要對全厚度樣品進(jìn)行金相檢測；b)石墨化損傷后期產(chǎn)生的表面開口裂紋，可進(jìn)行磁粉檢測；而產(chǎn)生的蠕變可進(jìn)行金相檢測。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式球化、蠕變。材質(zhì)劣化4.5滲碳損傷描述及損傷機(jī)理高溫下金屬材料與碳含量豐富的材料或滲碳環(huán)境接觸時(shí)，碳元素向金屬材料內(nèi)部擴(kuò)散，產(chǎn)生金屬碳化物，導(dǎo)致材料脆化的過程。3Fe+C→Fe3C損傷形態(tài)a)材料表面形成具有一定深度的滲碳層；b)材料表面硬度增加，延性降低；c)滲碳部位構(gòu)件壁厚或體積可能增加；d)滲碳后合金的鐵磁性可能增加。敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、鑄態(tài)不銹鋼、高含鐵鎳基合金、鐵鉻鎳耐熱鑄造合金。4.5滲碳主要影響因素a)發(fā)生滲碳須同時(shí)滿足三個(gè)條件：暴露于滲碳環(huán)境或與含碳材料接觸、足夠高的溫度使碳在金屬內(nèi)部可以擴(kuò)散（通常大于593℃）、對滲碳敏感的材料；b)溫度：溫度越高，滲碳發(fā)展越快；c)深度：初始階段碳擴(kuò)散速率大，滲碳層發(fā)展速度快，但隨著滲碳層向壁厚的深度方向移動，滲碳層發(fā)展速度減緩，并逐漸趨于停止；c)材質(zhì)：提高Cr、Ni元素含量，可增加滲碳層發(fā)展阻力；d)環(huán)境：高碳活性氣相（如含烴、焦炭、CO、CO2、甲烷或乙烷的氣體）和低氧分壓（微量O2或蒸汽）有利于滲碳損傷的發(fā)展。4.5滲碳易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)所有火焰加熱爐爐管，尤其是催化重整裝置加熱爐爐管、延遲焦化裝置加熱爐爐管、乙烯裂解爐爐管、蒸汽轉(zhuǎn)化爐爐管；b)其它采用蒸汽/空氣除焦的加熱設(shè)備。4.5滲碳主要預(yù)防措施a)選擇抗?jié)B碳合金，如可形成表面穩(wěn)定氧化膜或硫化膜的合金；

b)降低溫度，或提高氧/硫分壓，以降低碳活性。4.5滲碳檢測/監(jiān)測方法a)初始滲碳階段，可進(jìn)行表面硬度測試、金相分析、渦流檢測，條件允許時(shí)可進(jìn)行破壞性取樣分析；b)對于磁性合金，可檢測導(dǎo)磁率的變化程度，但存在表面氧化物時(shí)可能干擾檢測結(jié)果；c)滲碳終了階段會產(chǎn)生開裂，可采用射線檢測、超聲波橫波檢測、渦流檢測等技術(shù)檢測有無裂紋。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式金屬粉化。材質(zhì)劣化4.6脫碳損傷描述及損傷機(jī)理熱態(tài)下介質(zhì)與金屬中的碳發(fā)生反應(yīng)，使合金表面失去碳，導(dǎo)致材料碳含量降低，材料的強(qiáng)度下降。損傷形態(tài)a)脫碳一般僅發(fā)生在金屬表面，極端情況下可能發(fā)生穿透脫碳，脫碳后的合金出現(xiàn)軟化現(xiàn)象；b)脫碳層沒有碳化物相，碳鋼在完全脫碳后可變?yōu)榧冭F.敏感材料碳鋼、低合金鋼。4.6脫碳主要影響因素a)介質(zhì)活性：氣相介質(zhì)碳含量越低，鋼材脫碳可能性越大；b)溫度和時(shí)間：溫度越高，暴露時(shí)間越長，脫碳越嚴(yán)重。4.6脫碳易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)加氫裝置、催化重整裝置中在高溫臨氫環(huán)境下服役的設(shè)備和管道；b)熱加工成型的設(shè)備和管道部件。4.6脫碳主要預(yù)防措施a)控制氣相介質(zhì)的組成，尤其是化學(xué)成分；b)選擇碳化物較穩(wěn)定的鉻鉬合金鋼。4.6脫碳檢測/監(jiān)測方法a)金相分析；b)硬度測試；c)取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式高溫氫腐蝕。材質(zhì)劣化4.8σ相脆化損傷描述及損傷機(jī)理奧氏體不銹鋼和其它Cr含量超過17%（質(zhì)量比）的不銹鋼材料，長期暴露于538～816℃溫度范圍內(nèi)時(shí)，析出σ相（金屬間化合物）而導(dǎo)致材料變脆的過程。不銹鋼在高溫下析出硬而脆的金屬間化合物。損傷形態(tài)a)σ相脆化一般不明顯，直至發(fā)生開裂，開裂多出現(xiàn)在焊接接頭或高應(yīng)力區(qū)域；b)鑄態(tài)奧氏體不銹鋼中可含大量鐵素體相/σ相（σ相質(zhì)量比高達(dá)40%），高溫下其延展性很差。敏感材料a)奧氏體不銹鋼的鍛件、焊件及鑄件；b)Cr含量超過17%（質(zhì)量比）的鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼；c)雙相不銹鋼。4.8σ相脆化主要影響因素a)時(shí)間：對產(chǎn)生σ相敏感的合金，須在高溫環(huán)境中暴露足夠長的時(shí)間，才會發(fā)生σ相脆化；b)溫度：鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼長期暴露在538～954℃時(shí)可產(chǎn)生σ相，當(dāng)溫度降低到韌脆轉(zhuǎn)變溫度時(shí)易發(fā)生脆斷；c)材質(zhì)：奧氏體不銹鋼和雙向不銹鋼焊接熔敷金屬的鐵素體中，σ相形成速度最快；奧氏體不銹鋼的基體金屬（奧氏體）中，σ相也能形成，但形成速度通常較慢，σ相能達(dá)到10%～15%；而鑄態(tài)奧氏體不銹鋼能產(chǎn)生更多的σ相；使用經(jīng)驗(yàn)：奧氏體不銹鋼在690℃進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，幾小時(shí)內(nèi)便可產(chǎn)生σ相。4.8σ相脆化易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置：再生器的不銹鋼旋風(fēng)分離器、不銹鋼管道系統(tǒng)及不銹鋼閥門；b)奧氏體不銹鋼堆焊層、不銹鋼制換熱器的管子——管板焊接部位：c)不銹鋼加熱爐爐管，如乙烯裂解裝置的裂解爐輻射段爐管。4.8σ相脆化主要預(yù)防措施a)添加合金元素，或避免材料在σ相脆化溫度范圍內(nèi)服役；b)含σ相材料在室溫下斷裂韌性不足時(shí)，在停車操作時(shí)應(yīng)先降低操作壓力；c)1066℃下固溶熱處理4小時(shí)，奧氏體不銹鋼的σ相溶解，然后快速水冷形成單一奧氏體相可消除σ相，但對大多數(shù)奧氏體不銹鋼制設(shè)備來說無法實(shí)現(xiàn)此熱處理；d)06Cr18Ni11Nb不銹鋼中鐵素體含量應(yīng)控制在5%～9%（質(zhì)量比）之間，06Cr19Ni10中鐵素體含量較06Cr18Ni11Nb不銹鋼略少，且焊接金屬的鐵素體含量應(yīng)進(jìn)行限制；e)采用不銹鋼堆焊的鉻鉬合金鋼制部件，應(yīng)限定升溫到焊后熱處理溫度的加熱時(shí)間。4.8σ相脆化檢測/監(jiān)測方法a)σ相脆化不易發(fā)現(xiàn)，可進(jìn)行金相分析，或從服役設(shè)備上取樣進(jìn)行力學(xué)性能測試，檢測材質(zhì)的劣化程度；b)采用滲透檢測，檢查表面是否存在宏觀裂紋；c)催化裂化重整反應(yīng)器07Cr19Ni10材質(zhì)內(nèi)構(gòu)件中含有10%σ相，取樣在649℃時(shí)進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)，沖擊功為53J；對含10%σ相的不銹鋼進(jìn)行試驗(yàn)，材料延展性在室溫時(shí)可達(dá)0，649℃可達(dá)100%，故高溫下含σ相材料的不銹鋼鍛件即使其沖擊韌性降低嚴(yán)重，但由于延性仍良好，鍛件可在操作溫度下繼續(xù)使用。相關(guān)或伴隨的其它損傷模式無。材質(zhì)劣化4.9475℃脆化損傷描述及損傷機(jī)理含鐵素體相的合金暴露于316～540℃溫度范圍時(shí)，脆性金屬間化合物析出，并逐漸累積，導(dǎo)致材料產(chǎn)生脆化，尤其在475℃附近時(shí)脆化最為敏感。損傷形態(tài)a)金相組織變化不明顯，金相分析不易識別；b)材料硬度增加，韌性降低。敏感材料奧氏體不銹鋼鑄件或鍛件、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼。4.9475℃脆化主要影響因素a)溫度：敏感材料暴露于371～538℃溫度范圍內(nèi)有脆化傾向；材料韌性在操作溫度下變化不大，但在較低溫度下顯著降低；若在更高溫度下進(jìn)行回火，并在轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)保持或冷卻時(shí)間較長均可導(dǎo)致材料脆化；b)時(shí)間：在脆化溫度范圍內(nèi)，停留時(shí)間越長，材料脆化傾向越大；c)材質(zhì)：降低鐵素體相含量，有利于防止材料脆化；在脆化溫度范圍內(nèi)，損傷敏感性隨鐵素體相含量增加而增大，且在韌脆轉(zhuǎn)變溫度時(shí)顯著增大。4.9475℃脆化易發(fā)生的裝置或設(shè)備a)催化裂化裝置、常減壓裝置及延遲焦化裝置中高溫下服役的分餾塔塔盤及其他內(nèi)構(gòu)件，如對減壓塔中鐵素體不銹鋼制塔盤進(jìn)行焊接或校直時(shí)容易發(fā)生開裂；b)敏感材料制造，且暴露于脆化溫度范圍內(nèi)的所有設(shè)備；長時(shí)間暴露于316℃以上的雙相不銹鋼換熱管及其它部件。4.9475℃脆化主要預(yù)防措施a)選用鐵素體含量低的合金、無鐵素體合金，或避免敏感材料在脆化溫度范圍內(nèi)服役；b)改變合金