石油化工設(shè)備常見腐蝕類型及其防腐措施

1、石油化工設(shè)備常見腐蝕類型及其防腐措施（一） 低溫HCl-H2S-H2O型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備及部位主要腐蝕設(shè)備：此腐蝕環(huán)境主要存在于常減壓裝置的初餾塔和常減壓塔的頂部(頂部五層塔盤以上部位)及其塔頂冷凝冷卻器系統(tǒng)。腐蝕部位：主要指常壓塔上部五層塔盤、塔體及部分揮發(fā)線、冷凝冷卻器、油水分離器、放水管和減壓塔部分揮發(fā)線、冷凝冷卻器等部位。在無任何工藝防腐措施情況下，腐蝕十分嚴(yán)重，具體情況為：(1)常壓塔頂及塔內(nèi)構(gòu)件，如無工藝防腐措施，碳鋼腐蝕率高達(dá)2mma。采用0Crl3材料作襯里，浮閥則出現(xiàn)點(diǎn)蝕，用188型奧氏體不銹鋼作襯里則出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂。(2)冷凝冷卻器是腐蝕最嚴(yán)重的部位。在無任何防

2、腐措施時(shí)，碳鋼腐蝕率可高達(dá)2mma。采用188型奧氏體不銹鋼制冷凝器則在3個(gè)月到4年間陸續(xù)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂。冷凝冷卻器入口端(約100mm)處于高速兩相流動(dòng)時(shí)，在脹口處有沖狀腐蝕?？绽淦鞲鼮閲?yán)重，碳鋼的腐蝕率可高達(dá)4mma。 (3)后冷器、油水分離器及放水管的腐蝕一般較前項(xiàng)為輕，腐蝕率隨冷凝水pH值高低而變，一般為0.52.0mma。(4)減壓塔頂冷凝冷卻器是減頂系統(tǒng)腐蝕主要幾種的設(shè)備，無任何工藝防腐措施時(shí)，碳鋼腐蝕率可高達(dá)5mma。 腐蝕形態(tài)： 對碳鋼為均勻減??；對Crl3鋼為點(diǎn)蝕；對1Crl8Ni9Ti鋼則為氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。 腐蝕機(jī)理： HClH2SH20部位的腐蝕主要是原油含鹽引起的

3、。原油加工時(shí)，原油中所有的成酸無機(jī)鹽如MgCl2、CaCl2等，在一定的溫度及有水的條件下可發(fā)生強(qiáng)烈的水解反應(yīng)，生成腐蝕性介質(zhì)HCl。在蒸餾過程中HCl和硫化物加熱分解生成的H2S隨同原油中的輕組分一同揮發(fā)進(jìn)入分餾塔頂部及冷凝冷卻。當(dāng)HCl和H2S2、HClH2SH20環(huán)境下的防腐蝕措施 此部位防腐應(yīng)以工藝防腐為主，材料防腐為輔。(1) 工藝防腐措施“一脫四注”(原油深度電脫鹽，脫后注堿、塔頂餾出線注氨、注緩蝕劑、注水)。經(jīng)“一脫四注”后，控制的工藝指標(biāo)應(yīng)為：冷凝水含F(xiàn)e2+量小于lmgkg，冷凝水含C1-量小于20mgkg，原油脫鹽后含鹽量小于5mg/l。pH值為7.58.5時(shí)，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、合理，可以使用碳鋼設(shè)備。近年來，于重油的深度加工，為提高催化劑的壽命，脫后原油注堿已停用。(2)鑒于常減壓塔頂氯離子濃度偏高，在工藝防腐措施“一脫一注”(原油深度脫鹽，塔頂餾出線注氨)的情況下，可選用3RE60(00Crl8Ni5M03Si2)雙相不銹鋼制做設(shè)備。(3)在原油中有機(jī)氯大增情況下，(采油時(shí)加清蠟劑)，可適當(dāng)考慮使用鈦制做空冷器等設(shè)備。3、HClH2SH20環(huán)境下設(shè)備防腐實(shí)例（1）茂名煉油廠常壓塔原為CT3+496鋼制做，從1963年4月至1967年8月，共運(yùn)行931天后，復(fù)合層全部被腐蝕殆盡。后在20層塔盤以上部位內(nèi)襯4mm厚1Crl8Ni9Ti鋼板，以塞焊法襯接。到1973年大

5、檢修時(shí)即發(fā)現(xiàn)襯里層龜裂。（2）、南京煉油廠一常減壓塔未采取工藝防腐前，碳鋼年腐蝕率為0.30mma，采取工藝防腐措施后為0.15mma，頂塔壁呈麻點(diǎn)坑狀點(diǎn)腐蝕，有的呈峰窩狀。(二)低溫HCN-H2S-H2O型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、原理及腐蝕部位原料油中硫化物在加熱和催化裂解中分解產(chǎn)生硫化氫，且在裂解溫度下，元素硫也能與烴類反應(yīng)生成硫化氫，因此催化富氣中的硫化氫濃度很高。同時(shí)原料油中的氮化物也裂解，這當(dāng)中可能有10一15轉(zhuǎn)化成氨，有12轉(zhuǎn)化成氰化氫，在有水存在的吸收解吸系統(tǒng)構(gòu)成了HCNH2SH2O腐蝕環(huán)境。當(dāng)催化原料中氮含量大于0.1時(shí)，就會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕，CN-大于500mgkg促進(jìn)腐蝕

6、加劇，小于200mgkg時(shí)，促進(jìn)腐蝕不明顯。腐蝕部位：主要存在于催化裂化裝置吸收解吸系統(tǒng)。腐蝕形態(tài)：對碳鋼為均勻腐蝕、氫鼓泡、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂；對奧氏體不銹鋼為硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。設(shè)備腐蝕特征：除設(shè)備厚度減薄或局部腐蝕穿孔外，還極易引起鼓泡、開裂等型式的氫脆化。其中，以設(shè)備厚度減薄和腐蝕穿孔最為常見。腐蝕機(jī)理：硫化氫在水中發(fā)生離解 H2S=H+HS- H+S2-鋼在H2S的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)：陽極反應(yīng) FeFe2+2e 二次過程 Fe2+ S2-FeS 或Fe2+ HS-FeS+ H+陰極反應(yīng) 2H+2e2HH2在HCNH2SH20腐蝕環(huán)境中，主要通過以下三個(gè)過程使設(shè)備腐蝕損壞： 鋼鐵在

7、H2S的水溶液中，不只是由于陽極反應(yīng)生成FeS而引起一般的腐蝕，而且陰極反應(yīng)生成的氫還能向鋼中滲透并擴(kuò)散，引起鋼的氫脆、氫鼓泡。同時(shí)也是發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕的主要原因。具體的腐蝕情況及原因如下： (1) 一般腐蝕的加重。H2S和鐵生成的硫化物或硫化亞鐵，在pH值大于6時(shí)，鋼的表面為FeS所覆蓋，有較好的保護(hù)性能，腐蝕率也有所下降。但當(dāng)有CN-存在，它溶解FeS保護(hù)膜，產(chǎn)生絡(luò)合離子Fe(CN)6-4，加速了腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行：H2S+6CN-Fe(CN)6 4- +S2-絡(luò)合離子Fe(CN)6 4-繼續(xù)與Fe2+反應(yīng)：Fe(CN)6 4- +2Fe2+Fe2Fe(CN)6)生成物Fe2Fe(CN)6)

8、在水中為白色沉淀，停工時(shí)在有空氣和水存在的條件化生成最終腐蝕產(chǎn)物Fe4h(CN)63(普魯士藍(lán))沉淀： 6Fe2Fe(CN)6)十6H20+3022Fe4Fe(CN)63+4Fe(OH)3在催化裝置的吸收解吸塔和油氣分離器的冷凝水中，常能見到有這種物質(zhì)的存在。這種腐蝕情況常存在于吸收解吸塔頂部及底部，穩(wěn)定塔頂部及中部，塔頂部及中部。上述部位呈均勻點(diǎn)蝕和坑蝕直至穿孔，腐蝕率為0.11mm/a。(2) 氫滲透。陰極反應(yīng)生成的原子氫半徑非常小(0.78×10-8cm)，有三分之一很容易進(jìn)入鋼的晶格，并在鋼材內(nèi)部缺陷處(夾渣、氣孔、分層等)聚集，結(jié)合成氫分子。若在一狹小的閉塞空間里積聚大量氫

9、分子，必產(chǎn)生較高壓力(可達(dá)19MPa)，造成鼓泡或鼓泡開裂。這種腐蝕情況主要存在于解吸塔頂和解吸氣空冷器至后冷器的管(DN200)和解吸塔后冷器殼體，凝縮油沉降罐罐壁和吸收解吸塔解吸段塔壁，再吸收塔壁,穩(wěn)定塔塔壁及其塔頂油水分離器器壁等部位。一般鼓泡直徑為5120mm，鼓泡開裂裂縫寬度為2.5mm。(3)應(yīng)力腐蝕開裂。造成應(yīng)力腐蝕開裂的原因?yàn)槔瓚?yīng)力、HSH20境及敏感材料。奧氏體不銹鋼焊縫及其熱影響區(qū)對硫化物應(yīng)力腐蝕開裂感。腐蝕形態(tài)為焊縫開裂。應(yīng)力腐蝕開裂存在于鉻鉬鋼母材的奧氏體焊縫及其熱影響區(qū)，故不能采用不銹鋼焊接鉻鉬鋼，應(yīng)采用珠光體焊條焊接，焊后進(jìn)行整體熱處理。2、HCN-H2S-H2O型

10、腐蝕、防腐蝕措施（1）、工藝防腐措施采用水洗法，將氰化物脫除；注人多硫化物有機(jī)緩蝕劑，與氰化物隔離。（2）、材料防腐采用鉻鉬鋼(12Cr2A1MoV)配以熱317焊條，焊后經(jīng)750熱處理，可滿足此部位要求。但在HCN-H2S-H20部位選用奧氏體不銹鋼焊條焊接碳鋼或鉻鉬鋼，極易發(fā)生硫化物的應(yīng)力腐蝕開裂。3、HCN-H2S-H2O型腐蝕、防腐實(shí)例（1）、錦州煉油廠催化裂化裝置穩(wěn)定塔塔壁上有厚有12mm亞鐵氰化物腐蝕產(chǎn)物，腐蝕率為0.20.3mm/a。（2）、勝利煉油廠吸收解吸塔材料為A3，1968年投產(chǎn)，1972年發(fā)現(xiàn)解吸段塔壁產(chǎn)生氫鼓泡，在鋼板的1/2處產(chǎn)生分層現(xiàn)象。（三）低溫C02-H2S-

11、H20型腐蝕與防腐1主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理及腐蝕部位該腐蝕環(huán)境存在于脫硫再生塔塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的酸性氣部位。塔頂酸性氣的組成為H2S5060(體積分?jǐn)?shù))、CO23040(體積分?jǐn)?shù))、烴類4(體積分?jǐn)?shù))及水分，溫度為4060，壓力為常壓。腐蝕部位：主要存在于脫硫再生塔塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)(餾出管線、冷凝冷卻器及回流罐)。腐蝕形態(tài)：對碳鋼為氫鼓泡及焊縫開裂：對Cr5Mo、1Crl3及低合金鋼而使用不銹鋼焊條則為焊縫處的硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。腐蝕機(jī)理：為H2S-H20型的腐蝕及開裂。此部位的主要影響因素是H2S-H20。在某些煉油廠，由于原料氣含有HCN，而形成HCN-CO2-H2S-H20的腐蝕介質(zhì)。由于H

12、CN的存在也加速了H2S-H20的均勻腐蝕及應(yīng)力腐蝕開裂 H2S-H20的腐蝕機(jī)理如下：H2S-H20為弱酸，在水中發(fā)生電離，電離式為H2S=H+HS-HS-=H+S2-在H2SH20溶液中含有H+、HS-、S2-和H2S分子，對金屬腐蝕為氫去極化作用。其反應(yīng)式為：陽極反應(yīng) FeFe2+2eFe2+S2-FeS或 Fe2+HS-FeS+ H+2H+2e2HH2鋼鐵在H2S的水溶液中，不只是由于陽極反應(yīng)生成FeS而引起一般的腐蝕，而且陰極反應(yīng)生成的氫還能向鋼中滲透并擴(kuò)散，引起鋼的氫脆、氫鼓泡。同時(shí)也是發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕的主要原因。具體腐蝕情況如下：一般均勻腐蝕含水硫化氫對鋼的腐蝕，一般說來，溫度

13、提高則腐蝕增加。在80時(shí)腐蝕率最高，在110120時(shí)腐蝕率最低。在H2SH20溶液中，碳鋼和普通低合金鋼的腐蝕率開始很快，最初幾天可達(dá)到10mma以上。但隨時(shí)間增長腐蝕迅速下降，到15002000h后，腐蝕速度趨于0.3mma。故裝置經(jīng)常開停工會(huì)加速設(shè)備的腐蝕。硫化氫和鐵生成的硫化鐵和硫化亞鐵在pH大于6時(shí)，鋼的表面為硫化鐵所 覆，有一定的保護(hù)性能，腐蝕率會(huì)逐漸下降。但是當(dāng)有CN+存在時(shí)，氰化物將溶解此保護(hù)膜，產(chǎn)生有利于氫滲入的表面和增加腐蝕速度。氫鼓泡和氫脆H2S的腐蝕為氫去極化腐蝕。吸附在鋼鐵表面上的HS-促使陰極放氫加速， 同時(shí)硫化氫又能阻止原子氫結(jié)合為分子氫，因此使原子氫聚集在鋼材表面

14、上，加速氫向鋼中滲入的速度(HS-可使氫向鋼中擴(kuò)散速度增加1020倍)。當(dāng)氫原子向鋼中滲透擴(kuò)散時(shí)，遇到裂縫、空隙、晶格層間錯(cuò)斷、夾雜或其它缺陷時(shí)，原子氫在這些地方結(jié)合成分子氫，體積膨脹約20倍。由于體積膨脹而在鋼材內(nèi)產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，致使強(qiáng)度較低的碳鋼發(fā)生氫鼓泡；而強(qiáng)度高的鋼材不允許有較大的塑性變形，在鋼材內(nèi)部發(fā)生微裂紋致使鋼材變脆，產(chǎn)生氫脆。在不同的pH值下，硫化氫產(chǎn)生的氫滲透率也不同。在低pH值時(shí)(pH<7.5)，pH值越低，氫滲透率越大。在pH7.5時(shí)，氫滲透率最小。當(dāng)pH>7.5，且有氰離子存在時(shí)，隨著氫離子濃度的增加，氫滲透率迅速上升。應(yīng)力腐蝕開裂當(dāng)鋼材有殘余應(yīng)力(或承受

15、外拉應(yīng)力)和鋼材內(nèi)部的氫致裂紋同時(shí)存在時(shí)， 則發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。pH值對硫化物應(yīng)力腐蝕開裂的關(guān)系為：在低pH值下，迅速開裂；pH為 4.2時(shí)最嚴(yán)重；pH值為56時(shí)，不易破裂；pH值大于等于7時(shí)，不發(fā)生破裂。但是在某些煉油廠，由于原料氣中含有HCN，形成了HCN-CO2-H2S-H20的腐蝕介質(zhì)，因此在有CN-存在的情況下，即使pH值大于7，也將會(huì)對硫化物應(yīng)力腐蝕開裂產(chǎn)生促進(jìn)作用，同時(shí)HCN的存在也會(huì)加速了H2S-H20的均勻腐蝕。2、C02-H2S-H20環(huán)境下的防腐蝕措施在此環(huán)境下宜選用碳鋼，并控制焊縫硬度不大于HB200。不宜使用Cr5Mo、1Crl3鋼，更不宜使用0Crl8Ni9Ti，但

16、可以用12Cr2A1MoV，配用熱317焊條，焊后進(jìn)行750熱處理，可起到良好的防腐蝕作用。3、C02-H2S-H20型腐蝕、防腐實(shí)例勝利煉油廠鉑重整循環(huán)氫脫硫溶劑再生塔頂酸性氣冷卻器自1979年5月1日投產(chǎn)，運(yùn)行60天后內(nèi)浮頭三個(gè)螺栓之間法蘭面出現(xiàn)裂紋，采取挖掉裂紋，重新補(bǔ)焊，焊后進(jìn)行了熱處理。1Crl8Ni9Ti管束焊縫斷裂，進(jìn)行了更新。（四）低溫RNH2(乙醇胺)-C02-H2S-H20型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理及腐蝕部位 該環(huán)境存在于干氣及液化石油氣脫硫裝置的溶劑再生塔底系統(tǒng)及貧液、半貧液管線(溫度高于90，壓力為0.2MPa)。腐蝕部位：主要存在于干氣及液化石油氣脫硫的再生塔

17、、富液管線、再生塔底重沸器及復(fù)活釜等部位。腐蝕形態(tài)：為在堿性介質(zhì)(pH8)由CO2及胺引起的應(yīng)力腐蝕開裂和均勻減薄。腐蝕機(jī)理：本系統(tǒng)的腐蝕主要是由原料氣中的酸性氣體引起的，而且主要是由二氧化碳引起的。具體表現(xiàn)為主要處理二氧化碳的裝置(如干氣脫硫)要比主要處理硫化氫裝置(如液化石油氣脫硫)腐蝕要嚴(yán)重得多。腐蝕隨原料氣中C02含量的增加而增加。游離的或化合的CO2均能引起腐蝕，嚴(yán)重的腐蝕發(fā)生在有水及溫度較高部 位(90以上)。當(dāng)二氧化碳濃度2030時(shí)，腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，碳鋼腐蝕率可達(dá)0.76mma。二氧化碳的腐蝕反應(yīng)為：Fe+CO2+H2OFe（HCO3）2+H2Fe（HCO3）2FeCO3+CO2+

18、H2OCO2腐蝕金屬設(shè)備后生成的腐蝕產(chǎn)物Fe(HC03)2和FeC03是可溶性的。此外，盡管腐蝕環(huán)境中的RNH2(乙醇胺)是強(qiáng)堿性的，但在有游離水存在的情況下會(huì)出現(xiàn)局部二氧化碳生成碳酸的情況，而生成的碳酸則可直接腐蝕設(shè)備，且在高溫下尤甚，其反應(yīng)為：Fe+H2CO3FeCO3+H2生成的碳酸鐵還可能水解成酸式碳酸鐵或氫氧化鐵。最多的則是與腐蝕環(huán)境中的H2S作用生成硫化鐵沉淀，溶液常常變黑可能就是這一原因。硫化氫也同樣腐蝕設(shè)備，生成不溶性的硫化亞鐵，并于金屬表面成膜。但是在此腐蝕環(huán)境中由于硫化氫濃度較高，同時(shí)pH值也較大，故形成的是保護(hù)作用不大的多硫化鐵膜(如Fe9S8)。目前，對于硫化氫和二氧化

19、碳的混合比例與腐蝕率之間的關(guān)系尚未完全明確，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道在某些比例時(shí)，硫化氫和二氧化碳混合物的腐蝕比相當(dāng)濃度二氧化碳的要輕，并隨硫化氫濃度增加而降低，即硫化氫有抑制二氧化碳腐蝕的作用。然而在另外的情況下，二者又有顯著的相互促進(jìn)作用。再生塔及高溫胺液管線，由于胺、二氧化碳及設(shè)備焊后殘余應(yīng)力的共同作用，可引起焊縫處應(yīng)力腐蝕開裂，這是一種堿性介質(zhì)下由碳酸鹽引起的應(yīng)力腐蝕；破裂。該腐蝕環(huán)境中另一腐蝕的關(guān)鍵因素是乙醇胺(RNH2)。乙醇胺本身對金屬的腐蝕作用并不大，但由于乙醇胺在長時(shí)間循環(huán)脫硫的使用過程中，會(huì)有一部分氧化降解而轉(zhuǎn)化為不適宜作酸氣吸收劑的物質(zhì)，如常用的脫硫劑單乙醇胺的主要氧化降解產(chǎn)物是甲

20、酸，而甲酸本身則具有較強(qiáng)的腐蝕作用，使金屬，尤其是金屬的傳熱部位，受到強(qiáng)裂的腐蝕。此外，溶液中的污染物對鋼材與二氧化碳的反應(yīng)起著顯著的促進(jìn)作用。在循環(huán)胺液中，腐蝕性污染物主要有胺降解產(chǎn)物、熱穩(wěn)定性鹽類、烴類物質(zhì)、氧以及腐蝕的固體產(chǎn)物。2、RNH2(乙醇胺)-CO2H2SH2O環(huán)境下的防腐蝕措施針對該環(huán)境下的腐蝕原因，可采用多種防腐方法，主要包括： 從胺液除去污染物，凈化溶液； 乙醇胺氣體脫硫裝置的操作情況，也直接影響到了設(shè)備的腐蝕，因此對操作及時(shí)調(diào)整，使之達(dá)到良好狀態(tài)，也是減輕設(shè)備腐蝕的重要措施； 使用耐蝕材料和改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，在特別易受腐蝕的地方，如換熱器、重沸器管束、解吸塔內(nèi)構(gòu)件等

21、，采用304、316等型不銹鋼可以取得較好防腐效果。為了減輕冷凝器酸性水的腐蝕，還可使用鈦管和鋁管。當(dāng)然合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)也是減輕設(shè)備腐蝕的重要手段之一； 添加緩蝕劑。這也是一種經(jīng)濟(jì)有效且簡便易行的方法。經(jīng)驗(yàn)證明，上述幾種方法的聯(lián)合應(yīng)用，常常能取得滿意的效果并能經(jīng)濟(jì)地解決問題。除此之外，對操作溫度高于90的碳鋼設(shè)備及管線進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理，可以防止堿性環(huán)境中由碳酸鹽引起的應(yīng)力腐蝕開裂。3、RNH2(乙醇胺)-CO2H2SH2O環(huán)境下的腐蝕、防腐實(shí)例（1）、勝利煉油廠液態(tài)烴脫硫溶劑再生塔底重沸器，因碳鋼管束腐蝕較重，于1976年11月初緊急停工，更新為1Crl8Ni9Ti管束，運(yùn)轉(zhuǎn)15

22、7天，堵管4根；又運(yùn)轉(zhuǎn)467天后，因管束在折流板(碳鋼)腐蝕穿孔和凹下11.5mm，只好再次重新更換管束(材質(zhì)仍為1Crl8Ni9Ti)（2）勝利煉油廠用12Cr2A1MoV鋼制作的氣體脫硫溶劑再生塔頂酸性氣冷卻器殼體和酸性液分液罐，自1983年10月至今在RNH2(乙醇胺)-CO2H2SH2O腐蝕環(huán)境中取得了良好的防腐蝕效果。(五) S02、S03-H20型腐蝕與防腐1、 S02、S03-H20型腐蝕設(shè)備、機(jī)理與部位該腐蝕環(huán)境普遍存在原油煉制工藝中的加熱系統(tǒng)。 腐蝕部位： 主要存在于蒸汽鍋爐和加熱爐的空氣預(yù)熱器、省煤器、廢熱鍋爐、注水管、煙道等部位，在這些部位碳鋼腐蝕速度可達(dá)23mma。腐蝕

23、形態(tài)：為腐蝕產(chǎn)物堵塞后局部腐蝕穿孔。腐蝕機(jī)理：為含硫煙氣的“硫酸露點(diǎn)”腐蝕。燃料重油中通常含有23的硫及硫化物，燃燒中絕大部分形成二氧化碳。二氧化硫中約有15在一定的條件下于氧形成三氧化硫。干式三氧化硫?qū)υO(shè)備幾乎不發(fā)生作用，但當(dāng)它與煙氣中水蒸氣(518)結(jié)合形成硫酸蒸汽時(shí)，卻大幅度提高了煙氣的露點(diǎn)。這樣當(dāng)接觸煙氣的裝置表面溫度低于露點(diǎn)時(shí)，即發(fā)生酸液的凝結(jié)并強(qiáng)烈地腐蝕金屬。反應(yīng)方程式如下：S+O2SO22SO2+O22SO3 （高溫或氧化）SO3+H2OH2SO4 （600以下）2、S02、S03H20環(huán)境下的防腐蝕措施冷凝硫酸有兩大危害：一是腐蝕設(shè)備，二是吸附煙灰，從而構(gòu)成難以清除的粘性積灰。

24、因此，最好的措施是降低煙氣露點(diǎn)和提高換熱面壁溫，使設(shè)備在露點(diǎn)以上運(yùn)行。通常可以采用以下措施： (1)使用低硫燃料降低煙氣露點(diǎn)。燃料中的硫是造成裝置腐蝕的主要原因，據(jù)文獻(xiàn)介紹，使用含硫量0.5以下的燃油，可有效地控制腐蝕，因此盡量使用低硫燃油。如果使用氣體燃料可以用脫除H2S來減緩腐蝕。 (2)提高冷介質(zhì)的進(jìn)口溫度，避免酸的“露點(diǎn)”出現(xiàn)。 (3)提高換熱面金屬的表面溫度。金屬換熱面溫度除了受煙氣溫度影響外，主要由被預(yù)熱的介質(zhì)決定，尤其在介質(zhì)入口更是如此，因此可以通過改進(jìn)和采用更為先進(jìn)的設(shè)計(jì)來提高換熱面金屬的表面溫度，以減緩腐蝕。例如在空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)中，將管子水平放置，煙氣在管外流動(dòng)沖刷換熱面，

25、這樣的布置其壁溫較煙氣走管內(nèi)的立管預(yù)熱器為高。在此值得一提的是，采用熱管式空氣預(yù)熱器是一種較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)，由于冷、熱流體完全隔開，熱管整體溫度較均勻，壁溫也易調(diào)整，如設(shè)計(jì)得當(dāng)，熱管式裝置比其它類型更有利于防止露點(diǎn)腐蝕。 (4)注入添加劑。如在空冷器上端，將氨混入適量空氣中進(jìn)行氣體注入，可有效地減緩腐蝕。此外還可在重油燃料中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，以降低燃料的腐蝕性或煙氣的露點(diǎn)。 (5)選用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕材料。如國內(nèi)目前使用效果較好的NS1鋼(上海第一鋼鐵廠產(chǎn))、ND鋼(江陰鋼鐵廠產(chǎn))。 (6)采用耐蝕防護(hù)涂層。目前此法是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，國內(nèi)已有單位在此方面取得較大的進(jìn)展，如洛陽石化工程公司研究所研

26、制的SAD1系列涂層。3、腐蝕與防腐實(shí)例（1）勝利煉油廠加氫裝置F101（空氣預(yù)熱器），在1984年10月檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，距入口端1.5mm處表面腐蝕較嚴(yán)重，有l(wèi)mm厚的銹層，此處比中部薄0.3mm。（2）勝利煉油廠一硫磺回收尾氣裝置放空煙囪(12001000×80000，壁厚1214mm)，用NS1鋼制造，使用已3年基本無減薄。（六）高溫S-H2S-RSH(硫醇)型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理與部位腐蝕部位：高溫硫腐蝕部位主要存在于焦化裝置、減壓裝置、催化裂化裝置的加熱爐、分餾塔底及相應(yīng)的底部管線、泵、換熱器等設(shè)備。腐蝕程度以焦化分裂塔塔底系統(tǒng)最為嚴(yán)重，減壓塔底系統(tǒng)次之、催化分餾塔

27、底系統(tǒng)又次之。腐蝕形態(tài)：腐蝕形態(tài)為均勻減薄及局部穿孔。腐蝕機(jī)理：腐蝕機(jī)理為化學(xué)腐蝕。在加工含硫原油時(shí)，在設(shè)備的高溫部位(240以上)會(huì)出現(xiàn)高溫硫的均勻腐蝕。腐蝕從240開始隨著溫度的升高而迅速加劇，到480左右達(dá)到最高點(diǎn)， 以后又逐漸減弱。所以腐蝕發(fā)生的溫度范圍為240500。原料油中所含硫化物的高溫腐蝕，實(shí)質(zhì)上是以硫化氫為主的活性硫的腐蝕。在實(shí)際的腐蝕過程中，首先是有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫和元素硫，接著才是它們與碳鋼表面直接作用產(chǎn)生腐蝕，在370425的高溫環(huán)境中，主要按下式進(jìn)行：Fe+H2SFeS+H2硫化氫在350400時(shí)能按下式分解：H2SS+H2分解出來的元素硫比硫化氫有更強(qiáng)的活性，因

28、此腐蝕也就更為激烈。在溫度為350400時(shí)，腐蝕環(huán)境中的低級硫醇也能與鐵直接反應(yīng)發(fā)生腐蝕，其反應(yīng)式如下：RCH2CH2SH+FeRCH=CH2+FeS+H2腐蝕率的大小與低級硫醇的濃度成正比。在活性硫的腐蝕過程中，還出現(xiàn)一種遞減的傾向，開始腐蝕速度很大，一定時(shí)間以后腐蝕速度才恒定下來。這是由于生成的硫化鐵膜阻滯了腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。2、高溫S-H2SRSH(硫醇)環(huán)境下的防腐蝕措施該環(huán)境下的防腐主要采用材料防腐。采用低合金鋼、Cr5Mo鋼和含鉻13以上不銹鋼即可達(dá)到良好的耐蝕效果。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用的耐蝕鋼材有： (1)15A13MoWTi (抗高溫硫腐蝕用鋼)； (2)Cr6A1Mo鋼 (抗高溫

29、硫腐蝕用鋼，代替0Crl3鋼)； (3)15MoVAl鋼 (化肥廠抗氫氮氨和煉油廠高溫硫腐蝕用鋼)； (4)12A1MoVR鋼 (抗高溫硫腐蝕用鋼)； (5)12Cr2A1MoV鋼 (上102鋼，抗高溫硫腐蝕用鋼)； (6)12SiMoVNbAl鋼 (抗高溫硫腐蝕用鋼)； (7)滲鋁鋼 (抗高溫硫腐蝕用鋼)等。3、 設(shè)備腐蝕與防腐實(shí)例（1）、南京煉油廠使用15A13MoWTi制做焦化分餾塔底過濾器，使用200天后減薄了0.50.9mm。而同部位的碳鋼過濾器使用175天后腐蝕穿孔.(2)、南京煉油廠熱裂化裝置分餾塔塔底襯4mm厚、Cr6A1Mo板襯里，使用547天后檢查，襯板表面完好。Cr6Al

30、Mo鋼除了可做襯里外，還可做復(fù)合鋼板，亦可做塔盤板等塔內(nèi)構(gòu)件。（3）勝利煉油廠一套常減壓爐Dg500轉(zhuǎn)油線，用15MoVAl鋼制做，其抗高溫硫腐蝕能力比碳鋼提高3倍。（4）、勝利煉油廠為煉制高硫、高酸值原油，使用12A1MoVR鋼(上104)鋼制做減壓塔，自1975年使用至1988年，后因塔底環(huán)烷酸腐蝕嚴(yán)重而更新。實(shí)踐證明：煉油廠可以使用12A1MoVR鋼制做減壓塔，其抗高溫硫腐蝕能力比碳鋼提高3倍以上。該鋼種還可做塔內(nèi)構(gòu)件，如催化分餾塔人字擋板及塔盤板，用12A1MoVR鋼，其壽命可達(dá)15年以上。（5）、用12SiMoVNbAl鋼主要用于抗高溫硫腐蝕，抗氧化。常用于煉油廠加熱爐輻射管、對流管

31、，高溫重油管線和塔內(nèi)構(gòu)件等。有人為了分析12SiMoVNbAl鋼加熱爐輻射管的使用情況，在爐管使用了510天和1110天后，分別對同期使用的材質(zhì)為12SiMoVNbAl鋼和Cr5Mo鋼的爐管進(jìn)行了宏觀和微觀的腐蝕分析，以確定12SiMoVNbAl鋼爐管的使用效果。得出如下結(jié)論：長期使用結(jié)果證明，12SiMoVNbAl鋼作為煉制含硫原油加熱爐爐管使用，具有良好的耐高溫腐蝕性能，在同等條件下，其抗高溫腐蝕性能略優(yōu)于Cr5Mo鋼。使用1110天后，可以看出12SiMoVNbAl鋼和Cr5Mo鋼爐管內(nèi)、外管壁的銹層均可以分為兩個(gè)層次。內(nèi)銹層比較致密，其組織主要是尖晶石型的Fe3O4和(FeAl)3O4

32、；而外銹層比較疏松，主要成分為Fe2O3和Fe3O4。在爐管內(nèi)壁銹層的內(nèi)、外兩銹層中間還有一層不連續(xù)的帶狀分布的FeS組織。從爐管基體金屬的表層觀察發(fā)現(xiàn)，12SiMoVNbAl鋼表面沿晶界的腐蝕并不嚴(yán)重，因此對提高其抗高溫氧化性能有一定好處。而在Cr5Mo鋼爐管表面上，晶界析出了許多粒狀碳化物，造成晶界附近貧鉻，高溫氧化主要沿晶界進(jìn)行，從而降低了其抗高溫腐蝕性能。銹層中和爐管基體金屬表面的合金元素的電子探針分析表明：合金元素在內(nèi)銹層都有一定量的富集，此乃是提高爐管抗高溫腐蝕的主要原因之一。（6）、采用滲鋁鋼 雖然液體滲鋁鋼因工藝之故存在一定的質(zhì)量問題，但對抗高溫硫腐蝕有較好的效果。如勝利煉油廠

33、減底渣油泵出口至原油-渣油換熱器一段管，碳鋼管 腐蝕率為1.21.7mma，該段碳鋼滲鋁管使用875天后檢查滲鋁層完好。使用至1865天后更新。有人試驗(yàn)分析認(rèn)為:碳鋼滲鋁比碳鋼抗高溫腐蝕能力提高1630倍，比不銹鋼提高5倍以上。（七）高溫S-H2S-RSH-RCOOH（環(huán)烷酸）型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理及部位腐蝕部位：腐蝕部位基本同于高溫S-H2S-RSH(硫醇)型。在常減壓裝置主要存在于常(減)壓爐(出口)、常(減)壓轉(zhuǎn)油線、常(減)壓塔進(jìn)料段塔壁，減壓三線等部位。在催化和焦化裝置主要存在于重油管線、加熱爐管、分餾塔及其內(nèi) 件以及相應(yīng)的管線換熱器等部位。腐蝕形態(tài)：環(huán)烷酸具有接近于輕油

34、餾分的沸點(diǎn)，因其油溶性所以不形成銹層。使用碳鋼時(shí)，其腐蝕率有時(shí)達(dá)20mma。腐蝕部位一般光滑無垢，腐蝕形態(tài)為帶有銳角邊的蝕坑和蝕槽，其特點(diǎn)是受溫度及流體速度的影響較大。腐蝕機(jī)理：環(huán)烷酸是原油中含脂環(huán)和芳香環(huán)羧酸一類有機(jī)酸的總稱，其通式一般用RCOOH表示，其中R為環(huán)烷基。在原油中一般用酸值的大小來判斷環(huán)烷酸的含量，當(dāng)酸值大于0.5mgKOHg時(shí)就會(huì)引起設(shè)備的腐蝕。環(huán)烷酸的腐蝕過程如下：首先，環(huán)烷酸與鐵直接作用，生成可溶于油的環(huán)烷酸鐵，反應(yīng)為：2RCOOH+FeFe(RCOO)2+H2同時(shí)，環(huán)烷酸還能與高溫硫腐蝕的產(chǎn)物硫化亞鐵反應(yīng)，也生成可溶于油的環(huán)烷酸鐵：2ROOH+FeSFe(RCOOH)2

35、+H2S從上式可知，環(huán)烷酸與腐蝕產(chǎn)物反應(yīng)時(shí)，不但破壞了具有一定保護(hù)作用的硫化鐵膜，使金屬暴露出了新鮮表面而不斷被腐蝕，同時(shí)游離出來的硫化氫又可進(jìn)一步腐蝕金屬。由此可見，環(huán)烷酸形成的是可溶性的腐蝕產(chǎn)物，而且對硫化氫腐蝕形成的不溶性產(chǎn)物具有一定的影響。通常，當(dāng)兩者的腐蝕作用同時(shí)進(jìn)行時(shí)，環(huán)烷酸可破壞硫化氫的腐蝕產(chǎn)物，使腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。環(huán)烷酸的腐蝕受溫度的影響比較大，220以下對軟鋼的腐蝕較小，甚至不發(fā)生腐蝕，但隨溫度的升高，腐蝕就會(huì)逐漸加重，特別是在270280(環(huán)烷酸沸點(diǎn)范圍)腐蝕最大，溫度再升高腐蝕反而減小，但在350左右時(shí)，由于硫化氫的影響，腐蝕又重新加劇，400以上時(shí)，由于原油中的環(huán)烷酸已經(jīng)汽

36、化完畢，所以環(huán)烷酸的腐蝕就變得很微弱了。環(huán)烷酸的腐蝕還和流體的流速有關(guān)，流速增加，腐蝕也增大。低速部位的腐蝕形態(tài)為噴火口狀的尖銳孔洞，高速部位則是順著流向出現(xiàn)溝槽，而且在高流速和發(fā)生湍流區(qū)域腐蝕加劇。此外，在氣液相變部位腐蝕也比較嚴(yán)重。一般受環(huán)烷酸腐蝕最厲害的地方都出現(xiàn)在渦流程度大或流速高的部位，如彎管、焊接加強(qiáng)件、泵葉輪、蒸汽注射噴嘴以及新凝餾分低落或流到金屬表面上的部位，在這些部位會(huì)產(chǎn)生顯著的環(huán)烷酸腐蝕。2、高溫S-H2S-RSH(硫醇)型環(huán)境下的防腐蝕措施在腐蝕部位采用耐蝕材料，如0Crl8Ni9Ti、20R+0Crl8Ni9Ti復(fù)合板， 316L鋼。若有可能最好采用鉻-鎳-鉬-鈦鋼，如

37、Crl8Ni12M02Ti或Crl8Ni12M03Ti(此類鋼在該腐蝕環(huán)境下綜合耐蝕性能較好，既可抗環(huán)烷酸腐蝕，又可抗硫和氯腐蝕)。對于塔內(nèi)構(gòu)件如塔盤、填料等，還可以使用滲鋁鋼；1 原油注堿，中和環(huán)烷酸，降低原油酸值；2 適當(dāng)加大轉(zhuǎn)油線管徑，以降低流速；3 管道及設(shè)備內(nèi)壁焊縫磨平，防止產(chǎn)生渦流，以減緩腐蝕。3、腐蝕與防腐實(shí)例錦州煉油廠減壓爐低速轉(zhuǎn)油線（碳鋼），自1977年9月10日投用后，從1979年2月26日至7月14日先后六次腐蝕穿孔。（八）高溫H2+H2S型腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理和部位腐蝕部位：主要在加氫裝置的加氫反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物換熱器及相應(yīng)的管線。腐蝕形態(tài)：為均勻腐蝕、氫脆及

38、氫腐蝕。對1Cr18Ni9Ti不銹鋼管束尚有各種類型的應(yīng)力腐蝕開裂(連多硫酸、二硫化碳及氯化物)。腐蝕機(jī)理：原油加工中引入的氫和各種化學(xué)反應(yīng)生成的氫也是造成煉油設(shè)備高溫部位腐蝕的主要原因。過程流體的溫度、氫分壓和硫化氫濃度的不同，形成了高溫H2+H2S的腐蝕環(huán)境。在這些腐蝕環(huán)境中，高溫高壓氫不僅直接腐蝕金屬成為氫侵蝕的破壞形式，還能對高溫硫化氫的腐蝕起一定的促進(jìn)作用。也就是說，高溫H2+H2S的腐蝕，比單獨(dú)的氫或硫化氫的腐蝕劇烈。在高溫下硫化氫對鋼的腐蝕為：其中硫化氫的濃度對金屬的腐蝕率有一定的影響。H2S濃度在1(體)以下時(shí)，隨著H2S濃度的增加，腐蝕率急聚增大，但在高溫低濃度時(shí)(1以)，則

39、又無腐蝕產(chǎn)生。這是因?yàn)镠2S使鐵變成了FeS，而H2又使FeS還原為鐵，當(dāng)H2：H2S為一定比值時(shí)，達(dá)到熱動(dòng)力平衡，兩種反應(yīng)均不發(fā)生，即無腐蝕。當(dāng)濃度超過1時(shí)，腐蝕率無變化，此時(shí)腐蝕率與硫化氫濃度無關(guān)。在高溫高壓此腐蝕環(huán)境下，氫也具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。在催化重整和加氫裝置中，碳鋼設(shè)備與含氫的高溫高壓流體接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生表面脫碳，當(dāng)溫度超過200，壓力超過1.3MPa時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部脫碳，即氫腐蝕。由于脫碳和內(nèi)部裂紋的共同作用，使鋼的機(jī)械性能產(chǎn)生永久性的損害，不僅降低了鋼的屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，而且還降低了鋼材的相對收縮率。其腐蝕過程一般是認(rèn)為氫原子滲入鋼中與鐵的不穩(wěn)定碳化物作用生成甲烷：Fe3C+4H

40、23Fe+4CH4這一反應(yīng)，一般從鋼的表面開始，逐漸向內(nèi)部推進(jìn)，當(dāng)生成的甲烷氣體無法外逸時(shí)，就只能積聚在晶界或其它雜質(zhì)周圍，形成的局部壓力可以高達(dá)幾千大氣壓以上，因此不僅鋼的表層和里層脫碳脆化，甚至還發(fā)展成為嚴(yán)重的鼓泡開裂。純鐵素體中固溶的碳與鋼中溶解的氫也能生成甲烷：C+4(H)CH4同時(shí)引起滲碳體的分解:Fe3C3Fe+C因此，高溫H2+H2S型的腐蝕是H2和H2S共同作用的結(jié)果。2、高溫H2+H2S型環(huán)境下的防腐蝕措施一般加氫裝置在250以下時(shí)，在H2+H2S介質(zhì)中，使用碳鋼可滿意地操作。溫度大于250時(shí)，可使用鉻鉬鋼(僅有H2存在)及Crl3型或奧氏體不銹鋼(抗H2+H2S腐蝕)。因C

41、rl3型不銹鋼有475催化，故使用Crl3時(shí)，操作溫度不應(yīng)超過357。因此，在具體的生產(chǎn)過程中應(yīng)注意：(1) 根據(jù)H2和H2S的操作條件，合理選用碳鋼、鉻鉬鋼或不銹鋼。(2) 為防止奧氏體不銹鋼換熱器管束產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，焊接結(jié)構(gòu)的1Cr18Ni9Ti不銹鋼管束，要進(jìn)行整體消除應(yīng)力熱處理，處理后的硬度應(yīng)低于HB235。(3)為防止奧氏體不銹鋼產(chǎn)生連多硫酸的應(yīng)力腐蝕破裂，在停工時(shí)，應(yīng)立即堿洗設(shè)備，以中和酸性物質(zhì)(連多硫酸)和洗去氯等。3 、高溫H2+H2S型環(huán)境設(shè)備的腐蝕與防腐實(shí)例南京煉油廠柴油加氫反應(yīng)器出口壓力表導(dǎo)管，使用19×2的1Cr18Ni9Ti鋼管，反應(yīng)器溫度380，壓力為6

42、.8MPa，其中氫分壓占8090，H2S濃度約為1，使用8年。停工檢修后開工氮?dú)庠噳簳r(shí)，發(fā)現(xiàn)泄漏。經(jīng)檢查裂紋出現(xiàn)在管內(nèi)壁拉應(yīng)力區(qū)，且徑向分布。經(jīng)分析認(rèn)為高溫H2+H2S (H2S10000ppm)，與鉻鉬鋼反應(yīng)器殼體反應(yīng)生成 FeS，在歷次停工時(shí)遇有空氣中2和H20轉(zhuǎn)化為H2SxO6(連多硫酸)，從而引起不銹鋼管的應(yīng)力腐蝕開裂。 （2）荊門煉油廠加氫精制裝置的反應(yīng)產(chǎn)物換熱器(FRH800-170-100-，浮頭式。管束均為1Cr18Ni9Ti，其中換21管19×3，換22管25×3。殼程走焦化汽、柴油，進(jìn)口溫度40，壓力8.0MPa，出口溫度240。管內(nèi)走反應(yīng)產(chǎn)物-油、氫、

43、硫化氫，進(jìn)口溫度310，出口溫度220，壓力8.0MPa)，1975年5月檢修，兩臺管束更新。1978年6月8日開工，運(yùn)轉(zhuǎn)20天發(fā)現(xiàn)管束泄漏，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)到8月3日停工檢查(共運(yùn)轉(zhuǎn)55天)，經(jīng)水壓試漏發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)管束泄漏嚴(yán)重。管子破裂均占總數(shù)的50。后經(jīng)大量分析認(rèn)為:換2管束管子的破裂是從外壁開始的。管外壁有大量的點(diǎn)、坑蝕痕跡，也有大量的橫裂紋，而管內(nèi)壁還是比較光滑的。管壁外介質(zhì)是原料油(寬餾分油、焦化汽、柴油。含硫0.240.36，酸度1.987.39mgKOH100ml，總氮98ppm，堿氮16.52158.6ppm)，開工初期加入了CS2(催化劑硫化時(shí)用)。電子探針表明，裂紋中含有一定的硫，說

44、明介質(zhì)中的S起了作用，但CS2的作用更大。裂紋主要是橫裂紋并由外向內(nèi)發(fā)展且無塑性變形，斷口是脆性斷裂。金相觀察裂紋是穿晶型，屬應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)力來源為制管過程中的冷拔，管束制造中的穿管及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的熱膨脹等。此次事故后，管束更新仍為1Crl8Ni9Ti，但催化劑未經(jīng)CS硫化，兩次停工檢查未再出現(xiàn)破裂。上述斷裂可以認(rèn)為是CS2起主導(dǎo)作用的硫化物應(yīng)力腐蝕破裂。（九）高溫氧化、催化劑磨蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理和部位該腐蝕環(huán)境主要存在于催化裂化裝置的反應(yīng)器和再生器系統(tǒng)。腐蝕部位：高溫氧化較嚴(yán)重的部位有：再生器外溢流管和內(nèi)溢流管、檢修平臺及旋風(fēng)分離器拉筋；反應(yīng)器粗旋風(fēng)分離器外部、旋風(fēng)分離器料腿拉桿

45、等。腐蝕形態(tài)為均勻減薄或局部穿孔。高流速催化劑磨蝕較嚴(yán)重的部位有：再生器分布管(板)、旋風(fēng)分離器灰斗及翼閥、大煙道雙動(dòng)滑閥及煙道擋板；反應(yīng)器分布管、旋風(fēng)分離器灰斗及翼閥等。腐蝕形態(tài)：均勻減薄，坑蝕或局部穿孔。腐蝕機(jī)理：在催化劑的再生過程中，為了使焦炭盡可能燃燒得完全一些，2的供應(yīng)量總是有些過剩，因此煙氣中總有一定量的剩余2存在。在高溫條件下，2與鋼表面的Fe發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Fe3和Fe2。這兩種化合物，組織致密，附著力強(qiáng)，阻礙了氧原子進(jìn)一步向鋼中擴(kuò)散，對鋼起到保護(hù)作用。隨著溫度的升高，氧的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，F(xiàn)e3和Fe2膜的阻隔能力相對下降，擴(kuò)散到鋼內(nèi)的氧原子相對增多。這些氧原子與鐵生成另一種形式

46、的氧化物Fe。FeO的結(jié)構(gòu)疏松，附著力很弱，對氧原子幾乎無阻隔作用，因而FeO層越來越厚，極易脫落，從而使Fe3和Fe2層也附著不牢，使鋼暴露出新的表面，又開始新一輪的氧化反應(yīng)，直至全部氧化完為止。此外，在再生煙氣條件下，鋼不僅會(huì)產(chǎn)生氧化，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生脫碳，使鋼中的碳被氧化后生成二氧化碳和一氧化碳離開金屬表面，其結(jié)果使鋼鐵表面的固溶碳減少，影響了鋼鐵的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)也降低了鋼鐵的疲勞極限和表面硬度。脫碳反應(yīng)通常是按以下方程進(jìn)行的Fe3C+23Fe+CO2Fe3C+2H23Fe+CH4Fe3C+CO23Fe+2COFe3C+H2O3Fe+CO+H2在此腐蝕環(huán)境中，催化劑的磨蝕則是催化劑固體顆粒對

47、設(shè)備的高速?zèng)_刷和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果。隨反應(yīng)油氣和再生煙氣流動(dòng)的催化劑，不斷沖刷著構(gòu)件 的表面，使構(gòu)件大面積減薄，甚至局部穿孔。最近幾年，由于廣泛采用新型催化 劑，其高溫強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)，再生溫度的提高以及流速的加快，使催化劑的磨蝕和沖蝕更加劇烈。2、高溫氧化、催化劑磨蝕防護(hù)措施此環(huán)境的防護(hù)主要是從材料上解決，輔助于平穩(wěn)操作，具體為：(1)對于高溫?zé)煔獾母g，主要防護(hù)措施是采用非金屬襯里和耐蝕金屬。目 前采用的襯里結(jié)構(gòu)有：雙層襯里(隔熱層和耐磨層)和單層襯里(即隔熱又耐磨，用鋼纖維增強(qiáng)而不用龜甲網(wǎng))。雙層襯里使用效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工序多，施工質(zhì)量特別重要，尤其是在設(shè)備和管線的幾何形狀

48、發(fā)生變化(如過渡段、彎頭及轉(zhuǎn)角處)和龜甲網(wǎng)接頭處，施工應(yīng)特別小心。這些部位在熱應(yīng)力作用下容易破壞，一旦破壞，難以修復(fù)，往往成為下一操作周期的起點(diǎn)。為了克服雙層襯里的這些缺點(diǎn)，國外現(xiàn)已改用鋼纖維增強(qiáng)的單層襯里，國內(nèi)也已研制成功，正在逐步推廣使用。這種襯里采用既有較好的隔熱性能，又有一定自身強(qiáng)度和硬度的單一品種的材料，用特制的不銹鋼纖維增強(qiáng)，并在襯里的金屬表面上焊上特殊形狀的保溫釘加以固定，用手工涂抹和機(jī)械噴涂均可，對于幾何形狀比較規(guī)整的構(gòu)件，還可采用模板澆鑄。這種襯里整體性較好，易于修補(bǔ)，隔熱性雖比雙層襯里略低，但在允許范圍內(nèi)，因此，將是今后的發(fā)展方向。非金屬襯里，只能用在一些幾何尺寸較大、形狀

49、簡單的金屬構(gòu)件上，對于尺寸小，形狀復(fù)雜的內(nèi)構(gòu)件或小直徑管線，只能選用耐蝕金屬材料。當(dāng)正常操作溫 度在650及其以下時(shí)，對一些較次要且易于更換的構(gòu)件，可以使用Cr5Mo或 15CrMo；當(dāng)正常操作溫度超過650時(shí)，則應(yīng)考慮抗氧化性能更好的鋼材 (1Crl8Ni9等)，但應(yīng)采用合適的熱補(bǔ)償措施；對于再生器的一、二級旋風(fēng)分離器，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又是關(guān)鍵設(shè)備，所以不論操作溫度是否超過650，均須采用1Cr18Ni9鋼制造；對于提升管及沉降器系統(tǒng)中的非受力或受力很小的構(gòu)件，因在無氧條件下工作，一般均可使用碳素鋼；(2)一、二級旋風(fēng)分離器人口處油氣或煙氣的線速度，一般均在1525ms 范圍內(nèi)，夾帶催化劑的氣

50、體進(jìn)入旋風(fēng)分離器后，不斷地沖刷器壁，使其受到劇烈的沖蝕和磨蝕。防護(hù)方法是在分離器的內(nèi)表面襯上耐磨蝕的非金屬材料。目前國內(nèi)多采用磷酸鋁一剛玉襯里，國外常用AA-22和AR400兩種材料； (3)分離器的料腿也是嚴(yán)重磨蝕的部位。防護(hù)的方法，一是加長分離器的灰斗，以減弱催化劑的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，二是在料腿上部6001000mm范圍內(nèi)，設(shè)置耐磨層或襯加高溫耐磨陶瓷套管； (4)料腿下端的翼閥，由于催化劑的不停沖刷，常發(fā)現(xiàn)溝槽狀磨蝕，特別是閥板與閥口密封不嚴(yán)時(shí)，催化劑不停地從此處下泄，磨蝕更為嚴(yán)重。防護(hù)方法是提高制造和安裝質(zhì)量，保證閥板的密封性能，必要時(shí)可在閥板上堆焊一層硬質(zhì)合金； (5)對于直接遭受催化劑沖刷

51、的管線彎頭，可采用“氣墊式結(jié)構(gòu)，即在氣流的前方，設(shè)計(jì)一段“盲腸”，形成一個(gè)死區(qū)(氣墊)，以防止高速氣流的直接沖刷； (6)三級旋風(fēng)分離器的分離單管，氣流速度非常高，雖催化劑濃度很低，但磨損相當(dāng)嚴(yán)重，但因直徑很小，不能襯里，一般采用滲硼的辦法，提高其表面硬度； (7)主風(fēng)分布管(板、環(huán))內(nèi)雖是不帶催化劑的空氣，但由于空氣出口線速很高，在噴嘴(孔)的周圍形成渦流，卷吸著催化劑沖刷噴嘴及其附近的金屬材料，使其遭受嚴(yán)重磨損。防護(hù)方法是改變噴嘴的結(jié)構(gòu)形式，改直孔為“擴(kuò)孔”，使空氣離開噴嘴時(shí)，線速度降低，減輕渦流的危害。同時(shí)，對于大直徑的分布環(huán)可在其外表面包上耐磨襯里材料，使整個(gè)噴嘴埋在耐磨材料中。對于分

52、布板上的噴孔，主要是堆焊硬質(zhì)合金。3、 腐蝕、防腐實(shí)例（1）勝利煉油廠再生器旋風(fēng)分離器料腿拉筋（114×5，20鋼滲鋁）經(jīng)417天使用后，滲鋁層完好無損，而同部位114×5，20鋼卻氧化嚴(yán)重，氧化皮很厚，并減薄穿孔。（2）有人對GL滲鋁鋼的抗高溫氧化性能試驗(yàn)。采用聲50×10×5(mm)的環(huán)狀試件，試驗(yàn)溫度為800，在茂福爐中加熱，800恒溫24h后，隨爐自然冷卻稱重，用精密天平測定氧化增重量。連續(xù)做200h，發(fā)現(xiàn)：20鋼經(jīng)GL滲鋁后有極好的抗高溫氧化性能，當(dāng)氧化時(shí)間達(dá)80h以后基本無明顯增重，即氧化增重時(shí)間曲線的趨于平緩，曲線的形狀近似于對數(shù)曲線，這說

53、明氧化過程是在膜的厚度很小時(shí)就已停止了。而未經(jīng)滲鋁的碳鋼母材(圖片正中)則明顯增重，試環(huán)的厚度變大，產(chǎn)生裂紋；同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)的1Cr18Ni9Ti鋼環(huán)也發(fā)生了一定程度的氧化，顏色變黑。最終試驗(yàn)結(jié)果表明：滲鋁碳鋼的抗高溫氧化能力要比碳鋼提高1520倍，比不銹鋼1Cr18Ni9Ti提高約23倍。（十）冷卻水腐蝕與防腐1、主要腐蝕設(shè)備、機(jī)理和部位冷卻水的腐蝕是煉油裝置生產(chǎn)操作中常見的問題。腐蝕主要是指金屬管路、金屬設(shè)備(冷卻器)在冷卻水中的生銹、破損和穿孔。腐蝕部位：在煉油廠，無論是使用海水或淡水作冷卻水，在水浸式、浮頭列管式和套管式的冷卻器上都可以見到冷卻水的腐蝕。水浸式冷卻器的腐蝕部位主要在盤管的上下側(cè)，浮頭列管式和套管式冷卻器的腐蝕一般高溫部位比低溫部位嚴(yán)重。冷卻器的焊接及脹口部位和較活潑金屬構(gòu)件是腐蝕的重點(diǎn)。腐蝕形態(tài)：一般為不均勻腐蝕，通常表現(xiàn)為大面積的蝕刻、一定面積的斑狀腐蝕和漏斗狀的孔腐蝕。腐蝕機(jī)理：冷卻水的腐蝕是與結(jié)垢密切相關(guān)的，水質(zhì)的優(yōu)劣對設(shè)備的腐蝕有直接的 影響。目前雖然各煉油廠的冷卻水經(jīng)過了一定的處理，但仍然存在著程度不同的腐蝕問題，其中比較突出的是碳鋼冷卻器的垢下腐蝕和不銹鋼冷卻器應(yīng)力腐蝕破裂。(1)垢下腐蝕：煉油廠的循環(huán)冷卻水由于水質(zhì)的不穩(wěn)定及使用到一定的濃縮倍數(shù)后很容易產(chǎn)生結(jié)垢，盡管對冷卻水的水質(zhì)指標(biāo)和濃縮倍數(shù)進(jìn)行著控制