腐蝕一直以來就是石油化工行業(yè)的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設備,重則造成事故甚至引發(fā)災害。據(jù)有關統(tǒng)計,石油化工設備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的,因此在石油化工設備及材料選型時首先要注意選型的科學性。下面針對一些不同環(huán)境下的腐蝕類型談談設備材料的選擇與防護的要點。
材料選擇:
高溫硫腐蝕主要采用材料防腐,煉油裝置塔體高溫部位可選用碳鋼和0Cr13或0Cr13Al之類的鐵素體不銹鋼復合板。
0Cr13有較好的耐蝕性,且膨脹系數(shù)與碳鋼相近,易于制造復合板。塔內件則可選用0Cr13、碳鋼滲鋁等,換熱器的管束可選用碳鋼滲鋁和0Cr18Ni9Ti。塔體材料也可選擇碳鋼和0Cr18Ni10Ti復合板,其耐硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕性要優(yōu)于0Cr13或0Cr13Al,且加工性好。管線使用Cr5Mo防腐是適宜的,對硫腐蝕嚴重部位可選用321,對于轉油線彎頭等沖刷腐蝕嚴重的部位可選用316L。
原油中存在的硫以及有機硫化物在不同條件下逐步分解生成的硫化氫等低分子的活性硫,與原油加工過程中生成的腐蝕性介質(如氯化氫、氨氣、二氧化碳等)和人為加入的腐蝕性介質(如乙醇胺、糖醛等)共同形成腐蝕性環(huán)境,在裝置的低溫部位(特別是氣液相變部位)造成嚴重的腐蝕。
材料選擇:
下面對氰化氫、硫化氫、水共同組成的腐蝕環(huán)境下設備材料的選擇與防腐作簡單說明。催化原料油中的硫化物在催化裂化反應條件下反應生成硫化氫,造成催化富氣中硫化氫濃度很高。原料油中的氮化物在催化裂化反應條件下約有10-15%轉化成NH4+,有1-2%則轉化成HCN。在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的溫度(40-50℃)和水存在的條件下,從而形成了HCN+H2S+H2O型腐蝕環(huán)境。
催化裂化裝置的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的耐蝕選材,由于系統(tǒng)中濕硫化氫環(huán)境的存在,而且CN-存在時可大大提高應力腐蝕開裂敏感性,因此目前吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的設備以碳鋼為主,要注意焊后熱處理,塔體用0Cr13復合鋼板。在催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)加注一定量的咪唑啉類緩蝕劑,能取得較好的防腐效果。
材料選擇:
高溫高壓氫環(huán)境下高溫氫腐蝕的防止措施主要是選用耐高溫氫腐蝕的材料,工程設計上都是按照原稱為“納爾遜(NELSON)曲線”來選擇的。
該曲線最初是在1949年由G.A.NELSON收集到的使用經驗數(shù)據(jù)繪制而成,并由API提出。從1949年至今,根據(jù)實驗室的許多試驗數(shù)據(jù)和實際生產中所發(fā)生的一些按當時的納爾遜曲線認為安全區(qū)的材料在氫環(huán)境使用后發(fā)生氫腐蝕破壞實例,相繼對曲線進行過多次修訂,現(xiàn)較新版本為API RP941(第5版)“煉油廠和石油化工廠用高溫高壓臨氫作業(yè)用鋼”。
罐內底板采用涂層加高效鋁犧牲陽極聯(lián)合保護是儲罐常用手段。涂層采用不導靜電的涂料(建議采用環(huán)氧樹脂類或聚氨脂類涂料),涂層厚度不小于120μm,然后按設計安裝高效鋁犧牲陽極,并對焊口進行補涂防腐涂層處理。
罐內其它部位采用抗靜電涂料、環(huán)氧氯磺化聚乙烯抗靜電涂料、聚氨脂抗靜電類涂料等。涂層進行施工前,需要先對表面進行清理,然后進行噴砂除銹,噴砂除銹需達到GB 8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中的Sa2.5級要求。