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石化設(shè)備不銹鋼選用

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0
1、低溫H2S-HCl-H2O環(huán)境
  
  在常減壓三頂及其冷凝冷卻系統(tǒng),低于150℃部位存在H2S-HCl-H2O環(huán)境。由于HCl與H2S相互促進(jìn)構(gòu)成循環(huán)腐蝕。碳鋼發(fā)生嚴(yán)重均勻腐蝕,Cr13鋼發(fā)生點(diǎn)蝕,18-8鋼則發(fā)生應(yīng)力腐蝕玻裂。國外采用Monel、HastelloyC-4與鈦?zhàn)鲝?fù)合材料與內(nèi)件,目前國內(nèi)對塔頂殼體主要采用碳鋼+0Cr13Al,內(nèi)件0Cr13Al也采用3RE60與2205雙相鋼。0Cr13Al含碳量<0.08%,在鋼中加鋁后組織中含大量鐵素體,焊后或熱處理后可得少量馬氏體,具有較強(qiáng)的抗硫腐蝕能力,由于它比18-8鋼價(jià)廉,且抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng),而彌補(bǔ)了它抗點(diǎn)蝕差的不足,0Cr13Al不僅對氯脆,而且對連多硫酸SCC也不敏感。但該鋼復(fù)合鋼板與鋼管多要進(jìn)口。國內(nèi)廠家也有使用2205的,效果也不錯(cuò)。
  
  2、低溫HCN-H2S-H2O環(huán)境
  
  催化吸收解吸系統(tǒng)存在HCN-H2S-H2O腐蝕環(huán)境。碳鋼發(fā)生均勻腐蝕、氫鼓泡與SCC,18-8鋼發(fā)生SCC。國內(nèi)多用0Cr13Al,如分餾塔、吸收塔、解吸塔與穩(wěn)定塔均采用碳鋼+0Cr13Al,塔盤用0Cr13或1Cr13。也可采用12Cr2AlMoV、08Cr2AlMo,但不能用奧化體不銹鋼焊條焊接鉻鉬鋼或0Cr13鋼,因?yàn)橐装l(fā)生SCC。
  
  3、低溫RNH2(乙醇胺)-H2S-CO2-H2O環(huán)境
  
  在干氣及液化石油氣脫硫的再生塔、氣體吸收塔重沸器等部位會(huì)形成RNH2-H2S-CO2-H2O環(huán)境。碳鋼產(chǎn)生均勻腐蝕與SCC,但一般仍多采用碳鋼作設(shè)備,必須進(jìn)行焊后消除應(yīng)力處理。但對腐蝕環(huán)境惡劣的重沸器等設(shè)備寧可選用18-8不銹鋼,如321。
  
  4、低溫H2S+H2O環(huán)境
  
  濕硫化氫環(huán)境在含硫原油加工中普遍存在。對H2S>50×10-6環(huán)境,為抗SCC與SOHIC(定向應(yīng)力氫誘導(dǎo)開裂)應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的20R16MnR(Ni<1%,碳當(dāng)量≤0.43,控制S、P含量)設(shè)備應(yīng)焊后熱處理,硬度不應(yīng)>HB200,組織為鐵素體+珠光體;對H2S>500×10-6,氰化物>20×10-6環(huán)境,宜采用20R或16MnR+0Cr13Al復(fù)合殼體,0Cr13作內(nèi)件。對H2S+H2O環(huán)境一般不選用18-8鋼,也不能用18-8焊條焊接碳鋼或低合金鋼。如選用奧氏體不銹鋼,則不能進(jìn)行冷加工,硬度值不大于HRC20.5,否則易產(chǎn)生SCC。
  
  5、高溫S-H2S-RSH環(huán)境
  
  在常減壓塔下部,轉(zhuǎn)油線及高溫?fù)Q熱器大于24℃部位,隨溫度升高,會(huì)產(chǎn)生S-H2S-RSH型腐蝕,通常采用Cr5Mo、Cr9Mo、Cr13。Cr13鋼能完全滿足抗高溫S-H2S-RSH腐蝕要求。含Cr鋼由于表面生成Cr2O 3、FeCr2S4混合尖晶石型硫化物保護(hù)層,故能有效抗高溫硫腐蝕。要求低的可采用加Al、Mo的低合金鋼;要求較高的應(yīng)采用18-8不銹鋼。
  
  6、高溫S-H2S-RSH-RCOOH(環(huán)烷酸)環(huán)境
  
  采用高硫高酸(酸值≥0.5mgKOH/g)原油加工的設(shè)備,如常壓塔下部、減壓塔,催化與焦化的分餾塔、重油管線(尤其彎管)、爐管等,溫度超過240℃會(huì)引起腐蝕,腐蝕速度在270~280℃最大,超過343℃則大幅下降。RCOOH與Fe起作用生成的Fe(RCOO)2是可溶性的,而且對表面FeS膜還有清洗作用。環(huán)烷酸腐蝕主要與酸值、溫度與流速有關(guān)。當(dāng)酸值小于0.5時(shí),不考慮影響。在環(huán)烷酸腐蝕環(huán)境下,碳鋼腐蝕率為7~9mm/a,鐵素體無錫不銹鋼雙相不銹鋼通常超過它們的使用溫度范圍,不宜采用,而應(yīng)選用含Mo量大于2%~3%的316與317,304型鋼雖對硫不起作用,但環(huán)烷酸對它仍有一定腐蝕,雖然中石化的“選材導(dǎo)則”規(guī)定也可用304鋼,但最好采用316鋼,如仍出現(xiàn)腐蝕,則應(yīng)采用317鋼。如遼河原油含酸較高,錦西等煉廠大量使用316與317進(jìn)行防腐改造。如減壓塔采用20R+316L復(fù)合板,內(nèi)件全部用316L。
  
  7、高溫H2+H2S環(huán)境
  
  加氫精制與加氫裂化裝置均處于大于240℃的H2+H2S環(huán)境,它比單獨(dú)的H2與H2S的腐蝕強(qiáng)烈,反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備與管道根據(jù)操作條件,應(yīng)按庫柏(Couper)曲線與納爾遜(Nelson)曲線選材。如反應(yīng)器及反應(yīng)流出物換熱器殼體采用1.0~3.0Cr、0.5~1.0Mo鋼復(fù)層堆焊309S+316L或309S+347,內(nèi)件與管子為0Cr18Ni10Ti。內(nèi)壁不銹鋼堆焊層作用是防止母材CrMo鋼發(fā)生高溫H2+H2S腐蝕,采用雙層堆焊,309S為過渡層,347或316L為防護(hù)層,抗裂性優(yōu)于單層堆焊。采用穩(wěn)定化不銹鋼比超低碳鋼好,因?yàn)楦邷貜?qiáng)度高。穩(wěn)定化不銹鋼適用于≤450℃,如用于更高溫度則要采用25~20鋼。影響腐蝕主要因素是溫度與H2S濃度。因此,操作應(yīng)謹(jǐn)慎,防止CrMo鋼回火脆性與堆焊層剝離與氫致裂紋。
  
  8、連多硫酸環(huán)境
  
  連多硫酸是由加工含硫原料的不銹鋼部件在停工時(shí)殘留的硫化物遇水與氧反應(yīng)而生成。對奧化體不銹鋼會(huì)產(chǎn)生SCC,尤其是長期處于300~400℃而進(jìn)行敏化處理會(huì)促進(jìn)晶間應(yīng)力腐蝕破裂。主要發(fā)生于臨氫反應(yīng)器不銹鋼堆焊層與內(nèi)件,催化的旋風(fēng)分離器,煙道氣膨脹節(jié)等。工程設(shè)計(jì)多選用Ti/C=7~8穩(wěn)定化不銹鋼,但SCC仍時(shí)有發(fā)生,一般停工期間應(yīng)即按NECE-RP-OI-75的要求與步驟進(jìn)行中和堿洗,再用氮封。又如催化高溫?zé)煹罋夤艿郎嫌?21鋼制波紋管膨脹節(jié),普遍發(fā)生SCC。國外多用Incoloy800合金解決,中科院金屬所開發(fā)B315合金,足以Cr20Ni25為基,加Mo、N、Cu、Nb等元素,已在茂名、上海、廣州等石化廠成功應(yīng)用。