承壓設備損傷模式識別

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承壓設備損傷模式識別,目錄,報告內容,承壓設備損傷模式識別,報告內容,承壓設備損傷模式識別,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,損傷描述及損傷機理金屬與鹽酸接觸時發(fā)生的全面/局部腐蝕。Fe+2HClFeCl2+H2 注：本標準中所有化學式中的金屬一般以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，介質局部濃縮或露點腐蝕時表現(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)生的裝置或設備常減壓裝置：常壓塔塔頂系統(tǒng)； 加氫裝置：反應產物；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、脫丁烷塔和進料/預熱交換器；分餾工段的鹽酸露點腐蝕； 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,主要預防措施常減壓裝置：控制常壓塔進料中的氯化物，使塔頂回流罐液體中的氯化物含量不超過20ppm；改善材質適應性，可將碳鋼升級為鎳基合金或鈦；進行注水稀釋，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，避免進料預熱系統(tǒng)的堿應力腐蝕開裂和積垢；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；降低進料中的水和/或含氧物質，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備； 氯丙烯裝置：內襯橡膠類非金屬材料；內襯環(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)測方法均勻減薄：宏觀檢查和腐蝕部位壁厚測定；點蝕點蝕坑/蝕孔：宏觀檢查； 內腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描減薄部位壁厚測定； 介質的pH值、氯化物含量的測定和監(jiān)控； 腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實時腐蝕速率。相關或伴隨的其它損傷模式氯化銨腐蝕、氯化物應力腐蝕開裂。,腐蝕減薄,2.2 硫酸腐蝕,損傷描述及損傷機理 金屬與硫酸接觸時發(fā)生的腐蝕。Fe+H2SO4（?。〧eSO4+H2 損傷形態(tài)稀硫酸通常造成均勻減薄或點蝕，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：濃硫酸與水混合時產生熱量，混合點溫度升高，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：氧化劑加快腐蝕。,2.2 硫酸腐蝕,易發(fā)生的裝置或設備硫酸烷基化裝置：反應器廢氣管線、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。,2.2 硫酸腐蝕,主要預防措施使用奧氏體不銹鋼和鎳基合金等材料時，可在表面形成一層保護性硫酸鐵膜，抵抗稀硫酸腐蝕； 根據(jù)硫酸的實際濃度、流速和溫度等選擇對應等級的材質； 利用濃硫酸的鈍化作用，用鋼制儲罐儲運濃硫酸； 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； 內腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法減薄部位壁厚測定； 測定和監(jiān)控介質的pH值； 腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實時腐蝕速率。相關或伴隨的其它損傷模式無。,腐蝕減薄,2.6環(huán)烷酸腐蝕,損傷描述及損傷機理 在177427溫度范圍內，環(huán)烷酸對金屬材料的腐蝕。 2RCOOHFeFe(RCOO)2H2 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系不能完全對應，是由實際介質成分決定的； 溫度：通常發(fā)生在溫度范圍為218400的烴相介質中，隨著溫度的升高腐蝕加劇，超過這個溫度范圍偶見腐蝕發(fā)生； 硫含量：烴相中的硫可反應生成硫化亞鐵保護膜，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)、蒸餾塔的氣相露點部位腐蝕嚴重； 材料：合金中Mo元素可以提高耐蝕性，Mo含量下限為2%（質量比），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)生的裝置或設備常減壓裝置加熱爐爐管、常壓和減壓轉油線、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，以及泵內構件、設備和管道焊縫、熱偶套管等流場受到擾動的部位； 常壓塔、減壓塔內構件在閃蒸區(qū)、填料和高酸物流凝結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注氫點之前熱烴物料系統(tǒng)。,2.6環(huán)烷酸腐蝕,主要預防措施摻煉：原設計不耐環(huán)烷酸腐蝕的裝置或系統(tǒng)部件，原料油混合摻煉，降低酸值或適當提高硫含量； 選材：使用Mo含量高的合金來提高耐蝕性，嚴重腐蝕時宜采用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：設置電阻腐蝕探針和腐蝕掛片； 腐蝕產物監(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有機酸腐蝕,損傷描述及損傷機理 金屬與低分子有機酸（如甲酸、乙酸、乙二酸等，不含本標準中單獨列明的環(huán)烷酸等其他有機酸）接觸時發(fā)生的全面腐蝕/局部腐蝕。以甲酸為例，腐蝕過程為： Fe+2HCOOHFe(HCOO)2+H2 損傷形態(tài) 碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼發(fā)生甲酸腐蝕時可表現(xiàn)為均勻減薄，介質局部濃縮或露點腐蝕時表現(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有機酸腐蝕,主要影響因素 酸類型：甲酸和乙酸的腐蝕性最強，均可溶于烴中并在接觸水份時被水萃取，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%（質量比）左右時腐蝕性最強，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）對有機酸具有較好的抗腐蝕能力。,2.8有機酸腐蝕,易發(fā)生的裝置或設備 有機酸腐蝕一般由環(huán)烷酸分解或工藝添加劑加入的有機酸引發(fā)，比如常加壓裝置蒸餾塔的塔頂系統(tǒng)。對于某特定的有機酸來說，腐蝕一般多發(fā)生在直接輸送該有機酸的物料系統(tǒng)，或輸送可能生成該有機酸的其他物料系統(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，以及醋酸儲運系統(tǒng)； 乙酸乙酯裝置：反應系統(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)生的裝置或設備如下： 乙二醇裝置：乙二醇儲運系統(tǒng)； 草酸裝置：反應系統(tǒng)和草酸分離系統(tǒng)； 其他輸送或儲存乙二醇、乙二酸的設備及管道系統(tǒng)。,2.8有機酸腐蝕,主要預防措施選材：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合鋼材，或者設置陶瓷襯里等； 加中和劑：降低介質中有機酸含量，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、醚等有機物的設備和管道應避免因系統(tǒng)密封問題混入空氣造成有機酸濃度升高。,2.8有機酸腐蝕,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； 內腐蝕外檢：自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法減薄部位壁厚測定； 介質的pH值測定和監(jiān)控； 腐蝕探針/腐蝕掛片：監(jiān)控實時腐蝕速率。相關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）,損傷描述及損傷機理 敷設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：覆蓋層下局部減薄； 奧氏體不銹鋼：覆蓋層下金屬表面應力腐蝕、點蝕； 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易在金屬表面生成綠色腐蝕產物。 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烈污染的潮濕工業(yè)大氣易導致嚴重層下腐蝕； 覆蓋層防護質量：如果覆蓋層防護不嚴密，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，也可導致奧氏體不銹鋼的點蝕； 溫度：多發(fā)生在-12120溫度范圍內，尤以5093區(qū)間最為嚴重。,2.11大氣腐蝕（有絕熱層）,易發(fā)生的裝置或設備 所有敷設保溫層等覆蓋層的裝置和設備中覆蓋層破損處； 用蒸汽等進行加溫伴熱的設備和管道； 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）,主要預防措施防腐涂層：可使用有機、無機涂層和金屬鍍層； 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； 控制覆蓋層質量：一般認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及時進行修復； 環(huán)境保護：增強大氣環(huán)境保護，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； 導波法可對未拆除覆蓋層部位進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行覆蓋層下腐蝕檢測。相關或伴隨的其它損傷模式大氣腐蝕、氯離子應力腐蝕開裂、高溫氧化腐蝕。,腐蝕減薄,2.12冷卻水腐蝕,損傷描述及損傷機理 冷卻水中由溶解鹽、氣體、有機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，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/或工藝物料側入口溫度的升高會增加腐蝕速度和結垢傾向。工藝物料側的溫度高于60時淡水冷卻水存在結垢傾向，工藝物料側溫度繼續(xù)升高或冷卻水入口溫度升高時，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時會結垢嚴重，超過80后腐蝕逐漸下降； 氧含量：冷卻水氧含量增加會導致碳鋼的腐蝕速率增大； 結垢：垢層可由礦物沉淀（硬的）、淤泥、懸浮的有機材料、腐蝕產物、軋制氧化皮、海水和微生物生長形成，造成垢下腐蝕； 流速：流速足夠時可降低結垢，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和水質。低流速時通常腐蝕嚴重，流速低于1米/秒容易導致結垢、沉積，在冷卻水用于凝結器/冷卻器的殼程時，介質流動死區(qū)或滯流區(qū)部位腐蝕加劇，比管程腐蝕嚴重； 水質：奧氏體不銹鋼在淡水、海水和含鹽水系統(tǒng)中可產生點蝕、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備在淡水、海水中會在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生嚴重腐蝕； 鈦和其他陽極材料連接可能發(fā)生嚴重的氫脆，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)生的裝置或設備 所有水冷換熱器和冷卻塔設備。,2.12冷卻水腐蝕,主要預防措施系統(tǒng)改進：系統(tǒng)設計改進、運行優(yōu)化和進行化學處理來防護，如冷換設備設計時冷卻水走管程； 溫度：入口設計溫度應低于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； 材質選用：選用耐蝕性好的材質，尤其對于在高含氯、低流速、高溫度和/或水處理不當?shù)睦鋮s水系統(tǒng)中運行的換熱設備； 清洗：對換熱管內外表面進行定期清洗。,2.12冷卻水腐蝕,檢測/監(jiān)測方法水質監(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行監(jiān)測； U因子計算：定期計算換熱器性能指標U因子，掌握結垢和雜質狀況； 流速監(jiān)測：用超聲波流速儀檢測冷卻水流速； 渦流檢測或內部旋轉檢測系統(tǒng)檢查：對管線進行渦流檢測或內部旋轉檢測系統(tǒng)檢查； 取樣分析：對有代表性的管子進行取樣，剖管分析。相關或伴隨的其它損傷模式微生物腐蝕、氯化物應力腐蝕開裂。,腐蝕減薄,2.13土壤腐蝕,損傷描述及損傷機理 金屬接觸到土壤時發(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，腐蝕的嚴重程度取決于局部的土壤條件和設備金屬表面環(huán)境條件的變化。 敏感材料 碳鋼、鑄鐵、球墨鑄鐵。,2.16堿腐蝕,損傷描述及損傷機理 高濃度的苛性堿或堿性鹽，或因蒸發(fā)及高傳熱導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； 水汽界面的介質濃縮區(qū)域在腐蝕后形成局部溝槽，立管可形成一個環(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的高強度堿液可導致碳鋼的均勻腐蝕，溫度升高至95時腐蝕加劇。 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：溫度越高腐蝕越嚴重。,2.16堿腐蝕,易發(fā)生的裝置或設備 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料注堿后部流程管道； 常減壓蒸餾裝置預熱器、加熱爐爐管和轉油線內的注堿部位，尤其是注入的堿不能和油氣充分混合時可能發(fā)生嚴重局部腐蝕； 乙烯裂解裝置：壓縮系統(tǒng)的注堿管道、堿洗塔三段堿洗段； 采用堿進行產品脫硫的裝置。,2.16堿腐蝕,主要預防措施優(yōu)化設計：注水降低堿濃度，或控制爐膛燃燒強度以避免爐管過熱，或減少凝汽器入口的堿鹽量；亦可對注入堿和介質進行有效的混合，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； 注入點監(jiān)測：對注入點下游進行腐蝕監(jiān)測，如定點測厚、導波檢測和射線掃描； 無法打開檢測的蒸汽發(fā)生器可用內窺鏡輔助目視檢測。相關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,損傷描述及損傷機理 氯化銨在一定溫度下結晶成垢，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。NH4ClH2OHClNH3H2O 損傷形態(tài) 腐蝕部位多存在白色、綠色或灰色鹽狀沉積物，若停車時進行水洗或吹掃，會除去這些沉積物，其后目視檢測時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：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（結晶）程度：高溫物料冷卻時氯化銨鹽會析出成垢（結晶），其程度取決于氯化銨濃度和溫度，當溫度處于水露點溫度（約149）時會腐蝕管線和設備； 水份：氯化銨鹽易吸濕潮解，并形成局部酸性環(huán)境，存在少量水時可造成嚴重腐蝕，最大腐蝕速率可達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)生的裝置或設備 常減壓塔塔頂：塔頂部筒體、塔內上段塔盤、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腐蝕嚴重； 加氫裝置：反應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)生結垢的換熱器應進行水沖洗； 催化重整裝置：反應器流出物和循環(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,主要預防措施耐點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)生點蝕； 常減壓裝置：電脫鹽、脫鹽后的原油中注堿，降低塔進料中的氯鹽含量；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：降低反應器原料中的氯化物含量；控制補充氫中的氯元素含量；反應產物系統(tǒng)連續(xù)或間斷注水沖洗氯化銨沉積； 催化重整：反應產物采取脫氯處理，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??； 溫度控制：監(jiān)測進料和出料中的水份含量以確定氯和氨的含量，通過工藝計算來確定氯化銨濃度和露點溫度，計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可能已發(fā)生嚴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),損傷描述及損傷機理 無氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應發(fā)生的腐蝕。 FeRSFeSR 損傷形態(tài) 多為均勻減薄，有時表現(xiàn)為局部腐蝕，高流速時局部腐蝕明顯； 腐蝕發(fā)生后部件表面多覆蓋硫化物膜，膜厚度跟材料、介質腐蝕性、流速和雜質濃度有關。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產生的保護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； 溫度：鐵基合金的硫化物腐蝕通常在金屬溫度超過260時開始發(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)生熱分解生產硫化氫的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蝕，與介質中的總硫含量不具有完全對應性； 流速：反應產生的硫化物保護膜可以提供不同的防護效果，保護膜的鈍化能力除受合金成分影響外，還跟介質的流速有關，高流速下保護膜容易被破壞掉，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之前； 處理含硫物料的設備和管道的高溫段； 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備； 乙烯裂解裝置：裂解與急冷系統(tǒng)中裂解部分的原料進料預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),主要預防措施材質升級：提高材料中Cr的含量； 復合層防護：采用復合層為奧氏體不銹鋼或鐵素體不銹鋼的復合材料； 低合金鋼滲鋁：可降低硫化速率，但滲鋁質量應達到要求，并注意焊縫的防護。,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； 驗證系統(tǒng)：對在硫化物腐蝕環(huán)境中使用的合金，應在采購體系中進行驗證和核實其合金成分，并應使該過程可追溯。相關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),損傷描述及損傷機理 氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應發(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，同時生成FeS保護膜，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； 金屬表面保護膜因結合牢固且有灰色光澤，易被誤認為是沒有發(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，但Cr含量低于9%（質量比）時，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生的保護性膜的穩(wěn)定性被破壞，鈍化能力下降，腐蝕加快。存在高氫分壓時，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)生的裝置或設備 處理高溫氫氣/硫化氫介質的設備和管道中易發(fā)生這種腐蝕； 加氫精制和加氫裂化裝置注氫點下游的設備和管道； 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耐蝕能力較強耐蝕能力較強；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。 NH4HSH2O+FeFeS+NH3H2O+H2 損傷形態(tài) 介質流動方向發(fā)生改變的部位，或濃度超過2%（質量比）的紊流區(qū)易形成嚴重局部腐蝕； 介質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的抗腐蝕性，具體腐蝕速率與硫氫化銨濃度和流速有關。,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%（質量比）時，腐蝕性較低；濃度超過2 %（質量比）時，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，加氫反應器、流化床催化裂化裝置反應器和煉焦爐氣相中易析出硫氫化銨，并可導致積垢和堵塞； 雜質：注入加氫反應器廢氣的洗滌水中，氧元素和鐵元素可導致腐蝕增加和積垢增多，氰化物存在時破壞硫化物保護膜導致腐蝕嚴重。 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)生的裝置或設備 加氫裝置：空氣冷卻器聯(lián)管箱、進出口管道以及換熱器管束；反應器產物分離器的進出口管道、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 %（質量比），多在介質低流速或高流速部位，以及或存在氰化物的部位發(fā)生嚴重腐蝕； 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料流程，包括汽油分餾塔塔頂、急冷水塔進料（注氨）。,2.23硫氫化銨腐蝕(堿性酸性水),主要預防措施優(yōu)化設計：空冷器的進出物流采用對稱結構，保持物料壓力平衡； 濃度監(jiān)控：硫氫化銨濃度一般不應超過8%（質量比），否則碳鋼腐蝕嚴重。硫氫化銨濃度超過2%（質量比）以上，尤其是達到8%（質量比）或更高時，應對介質流速進行分析，確定腐蝕傾向。 流速：材質采用碳鋼的設備和管道，介質流速宜保持在37米/秒的范圍內，流速超過7米/秒時，為防止沖刷腐蝕，應采用優(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：取樣和計算硫氫化銨，結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)、控制閥下游部位經常進行超聲波測量、導波檢測或射線掃描； 鐵磁性材料制空冷器管：內部旋轉檢測系統(tǒng)檢測、遠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：注入水的水質和流量監(jiān)控。相關或伴隨的其它損傷模式沖蝕、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，介質中有時可能含有二氧化碳。 陽極反應： Fe Fe2+ +2e 陰極反應： 2H+2eH2損傷形態(tài) 碳鋼的酸性水腐蝕一般為均勻減薄，有氧存在時易發(fā)生局部腐蝕，形成沉積垢時可能發(fā)生垢下局部侵蝕，含CO2的環(huán)境可能伴有碳酸鹽應力腐蝕； 奧氏體不銹鋼易發(fā)生點蝕、縫隙腐蝕，有時伴有氯化物應力腐蝕。 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4.5，形成較強的酸性環(huán)境，腐蝕加劇。pH高于4.5時會形成硫化亞鐵保護膜，降低腐蝕速率。有些場合則可能形成一個多孔的硫化物厚膜，不僅不能降低均勻腐蝕速率，甚至會加劇垢下腐蝕； 雜質：HCl和CO2會降低pH值（酸性更強），氨會增加pH值且可能形成堿性酸性水，即硫氫化銨腐蝕?？諝饣蜓趸瘎┑拇嬖跁黾痈g，并導致點蝕或垢下腐蝕； 流速：高流速沖刷易致硫化亞鐵保護膜被破壞，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料流程，包括汽油分餾塔塔頂、急冷水塔進料（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14段流程，包括14段間分離罐頂部、換熱器殼程、堿洗塔進料及相連管道；裂解氣壓縮機14段分離罐底部冷凝的裂解汽油至汽油汽提塔流程，包括14段間分離罐底部、汽油汽提塔進料及相連管道；裂解氣壓縮機14段分離罐底部冷凝的冷凝水至急冷水塔流程，包括14段間分離罐底部、急冷水塔進料及相連管道；汽油汽提塔頂輕烴返回壓縮機入口流程，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),主要預防措施奧氏體不銹鋼可用于溫度低于60，且無氯化物應力腐蝕的環(huán)境； 銅合金和鎳基合金一般不易發(fā)生酸性水腐蝕。當存在氨時，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：酸性水應定期進行pH值監(jiān)測； 探針或掛片：設置探針或掛片，監(jiān)測腐蝕速率。相關或伴隨的其它損傷模式濕硫化氫破壞、碳酸鹽應力腐蝕開裂。,腐蝕減薄,報告內容,承壓設備損傷模式識別,三、環(huán)境開裂,3.1 氯化物應力腐蝕開裂 3.2 碳酸鹽應力腐蝕開裂 3.3 硝酸鹽應力腐蝕開裂 3.4 堿應力腐蝕開裂 3.5 氨應力腐蝕開裂 3.6 胺應力腐蝕開裂 3.7 濕硫化氫破壞 3.8 氫氟酸致氫應力開裂* 3.9 氫氰酸致氫應力開裂* 3.10 氫脆 3.11 高溫水應力腐蝕開裂 3.12 連多硫酸應力腐蝕開裂 3.13 液體金屬脆斷*,3.1氯化物應力腐蝕開裂,損傷描述及損傷機理 奧氏體不銹鋼及鎳基合金在拉應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合形成可溶性氯化物，導致鈍化膜破壞。破壞部位的新鮮金屬遭腐蝕形成一個小坑，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pH值下降，局部溶液呈酸性，對金屬進行腐蝕，造成多余的金屬離子，為平衡蝕坑內的電中性，外部的氯離子不斷向坑內遷移，使坑內氯離子濃度升高，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??； b) 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于奧氏體不銹鋼。,3.1氯化物應力腐蝕開裂,主要影響因素 溫度：隨著溫度的升高，氯化物應力腐蝕裂紋產生傾向增加。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，所以介質中氯化物含量即使很低也未必一定不發(fā)生應力腐蝕； 伴熱或蒸發(fā)條件：如果存在伴熱或蒸發(fā)條件將可能導致氯化物局部濃縮聚集，顯著增加氯化物應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，應力腐蝕裂紋傾向較低。 應力：對于加壓冷作制成的金屬構件，具有較高的殘余應力，開裂敏感性大，比如冷沖壓制成的奧氏體不銹鋼封頭。對于因載荷或結構等造成的局部高應力同樣可能導致開裂敏感性高； 鎳含量：鎳含量在8%12%（質量比）間的材料易產生氯化物應力腐蝕裂紋，材料鎳含量大于35%（質量比）時具有較高的抗氯化物應力腐蝕能力，材料鎳含量大于45%（質量比）時，基本上不會產生氯化物應力腐蝕裂紋； 材質或組織：鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼具有更高的抗氯化物應力腐蝕能力，碳鋼、低合金鋼對氯化物應力腐蝕開裂不敏感。,3.1氯化物應力腐蝕開裂,易發(fā)生的裝置或設備 a) 所有由奧氏體不銹鋼制成的管道及設備都對氯化物應力腐蝕敏感； b) 水冷器和冷凝器； c) 加氫反應后物料運儲的管道和設備，如果在停車后沒有針對性清洗，氯化物應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備和管線； f) 氯化物應力腐蝕開裂也可發(fā)生在鍋爐的排水管中。,3.1氯化物應力腐蝕開裂,主要預防措施選材：使用具有抗氯化物應力腐蝕裂紋能力的材料； 水質：當用水進行壓力試驗時，應使用含氯量低的水，結束后應及時徹底烘干； 涂層：材料表面敷涂涂層，避免材料直接接觸介質流體； 結構設計：結構設計時盡量避免可能導致氯化物集中或沉積，尤其是應避免介質流動死角或低流速區(qū)； 消除應力：對奧氏體不銹鋼制作的工件宜進行固溶處理，對穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼可進行穩(wěn)定化處理以消除殘余應力。若只進行消除應力熱處理，應同時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，防止機械劃痕、碰傷和麻點坑等，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、換熱器管束和設備表面的檢測可采用渦流檢測法； c) 極細微裂紋主要采用金相檢測。相關或伴隨的其它損傷模式堿應力腐蝕開裂、連多硫酸應力腐蝕開裂。,環(huán)境開裂,3.2碳酸鹽應力腐蝕開裂,損傷描述及損傷機理 在碳酸鹽溶液和拉應力共同作用下，碳鋼和低合金鋼焊接接頭附近發(fā)生的表面開裂，是堿應力腐蝕開裂的另一種特殊情況。損傷形態(tài) 碳酸鹽應力腐蝕開裂常見于焊接接頭附近的母材，裂紋平行于焊縫擴展，有時也發(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，裂紋細小并呈蜘蛛網狀； 裂紋主要為沿晶型，裂紋內一般會充滿氧化物。 敏感材料 碳鋼、低合金鋼。,3.2碳酸鹽應力腐蝕開裂,主要影響因素 應力水平：在殘余應力并非很高的部位，如未進行焊后消應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pH9.0且CO32-100ppm，或8400ppm； 如果物料含氰化物時，開裂敏感性增加； 氣體凈化裝置中二氧化碳濃度超過2%（質量比）時，溫度高于93時才會發(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，設備和管線即可能發(fā)生開裂。,3.2碳酸鹽應力腐蝕開裂,易發(fā)生的裝置或設備 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、設備； b) 制氫裝置的碳酸鉀、鉀堿和二氧化碳脫除系統(tǒng)的設備、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碳酸鹽應力腐蝕開裂,主要預防措施對焊接接頭(包括修補焊接接頭和內、外部構件焊接接頭)進行焊后消除應力熱處理； 敷設涂層，或選用奧氏體不銹鋼、復合材料、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，應采用水沖洗未進行焊后熱處理的管線和設備； 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碳酸鹽應力腐蝕開裂,檢測/監(jiān)測方法a) 工藝的微小變化可能導致偶然性的快速開裂，對開裂本身進行監(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展狀態(tài)。相關或伴隨的其它損傷模式堿應力腐蝕開裂、胺應力腐蝕開裂。,環(huán)境開裂,3.4堿應力腐蝕開裂,損傷描述及損傷機理 暴露于堿溶液中的設備和管道表面發(fā)生的應力腐蝕開裂，多數(shù)情況下出現(xiàn)在未經消除應力熱處理的焊縫附近，它可在幾小時或幾天內穿透整個設備或管線壁厚。 碳鋼在高溫下與水蒸氣產生如下的化學反應： 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 在這個反應中，氫氧化鈉起著催化作用，反應生成的Fe3O4覆蓋在鋼的表面，形成一層保護膜，由于過高的局部拉伸應力會使保護膜遭到破壞，在金屬表面形成最初的腐蝕裂紋，氫氧化鈉富集在裂紋中，形成電化學腐蝕。裂紋的尖端區(qū)域成為陽極，而裂紋周圍的保護層成為陰極，形成小陽極大陰極的結構，再加上拉伸應力的作用，使裂紋迅速擴展，最終導致斷裂。 損傷形態(tài) a) 堿應力腐蝕開裂通常發(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) 堿應力腐蝕開裂形成的裂紋一般呈蜘蛛網狀的小裂紋，開裂常常起始于引起局部應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，裂紋細小并組成網狀，內部常充滿氧化物； 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堿應力腐蝕開裂,主要影響因素 濃度：堿濃度超過5%（質量比）時開裂可能發(fā)生，隨著堿濃度的增加開裂敏感性增加。存在濃縮條件時(如：干濕交替、局部加熱或高溫吹汽等)，50100ppm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； 殘余應力：焊接或冷加工（如彎曲和成型）導致的殘余應力為開裂提供了應力條件，通常認為應力要達到屈服應力開裂才會發(fā)生； 伴熱：工廠經驗表明，有伴熱的管線開裂可能性較高。,3.4堿應力腐蝕開裂,易發(fā)生的裝置或設備 a) 堿處理的設備和管線，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備； b) 伴熱設置不合理的設備及管線； c) 經蒸汽清洗的堿處理設備； 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堿應力腐蝕開裂,主要預防措施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備在蒸汽吹掃前應水洗，避免直接進行蒸汽吹掃，或只使用低壓蒸汽進行短時間吹掃，縮短暴露時間； d) 優(yōu)化設計和注入操作來使堿在進入高溫原油預熱系統(tǒng)前能夠與原油充分混合。,3.4堿應力腐蝕開裂,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來檢測裂紋，檢查前應對檢測表面進行清理； 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衍射技術等方法進行測量； d) 聲發(fā)射檢測可以用于監(jiān)測裂紋是否在擴展。相關或伴隨的其它損傷模式胺應力腐蝕開裂、碳酸鹽應力腐蝕開裂。,環(huán)境開裂,3.6胺應力腐蝕開裂,損傷描述及損傷機理 鋼鐵在拉伸應力和堿性有機胺溶液聯(lián)合作用下發(fā)生的應力腐蝕開裂，是堿應力腐蝕開裂的一種特殊形式。 損傷形態(tài) a) 多發(fā)生在設備和管線接觸介質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、應力導向氫致開裂和硫化物應力腐蝕開裂四種形式。 a) 氫鼓泡：金屬表面硫化物腐蝕產生的氫原子擴散進入鋼中，并在鋼中的不連續(xù)處(如夾雜物、裂隙等)聚集并結合生成氫分子，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：氫鼓泡在材料內部不同深度形成時，相臨的鼓泡會連接在一起，形成臺階狀裂紋為氫致開裂； c) 應力導向氫致開裂：在焊接殘余應力或其他應力作用下，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) 硫化物應力腐蝕開裂：由于金屬表面硫化物腐蝕過程中產生的原子氫吸附造成的一種氫應力開裂。 損傷形態(tài) a) 氫鼓泡：在鋼材表面形成獨立的小泡，小泡與小泡之間一般不會發(fā)生合并； b) 氫致開裂：在鋼材內部形成與表面平行的臺階狀裂紋，裂紋一般沿軋制方向擴展，不會擴展至鋼的表面； c) 應力導向氫致開裂：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) 硫化物應力腐蝕開裂：在焊縫熱影響區(qū)表面起裂，并沿厚度方向擴展。 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，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、應力導向氫致開裂損傷發(fā)生的溫度范圍為室溫到150，有時可以更高，硫化物應力腐蝕開裂通常發(fā)生在82以下； d) 硬度：硬度是發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂的一個主要因素。煉油廠常用的低強度碳鋼應控制焊接接頭硬度在HB 200以下。氫鼓泡、氫致開裂和應力導向氫致開裂損傷與鋼鐵硬度無關； e) 鋼材純凈度：提高鋼材純凈度能夠提升鋼材抗氫鼓泡、氫致開裂和應力導向氫致開裂的能力； f) 焊后熱處理：焊后熱處理可以有效地降低焊縫發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂的可能性，并對防止應力導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生影響； g) 如果溶液中含有硫氫化銨且濃度超過2%（質量比）會增加氫鼓泡、氫致開裂和應力導向氫致開裂的敏感性； h) 如果溶液中含有氰化物時，會明顯增加氫鼓泡、氫致開裂和應力導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,主要預防措施a) 選用合適的鋼材或合金，或設置有機防護層； 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，應不超過HB 200； e) 焊接接頭部位進行焊后消除應力熱處理； 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。相關或伴隨的其它損傷模式氫脆、胺應力腐蝕開裂、碳酸鹽應力腐蝕開裂。,環(huán)境開裂,3.10氫脆,損傷描述及損傷機理 腐蝕過程中化學反應產生的氫或材料內部的氫，以氫原子形式滲入高強度鋼，造成材料韌性降低，在材料內部殘余應力及外加載荷應力共同作用下發(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力的部位（缺口、緊縮）； c) 斷裂時一般不會發(fā)生顯著的塑性變形； d) 強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) 同時滿足以下三個條件時氫脆易發(fā)生：鋼或合金中的氫達到臨界濃度，鋼及合金的強度水平和微結構對脆斷敏感，殘余應力和外加載荷共同作用造成的應力高于氫脆開裂的臨界應力； 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； c) 溫度高于82時氫脆通常不會發(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力時，失效會迅速發(fā)生； e) 滲氫量取決于環(huán)境、表面化學反應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) 材料強度增加，氫脆的敏感性增加； h) 相對于同樣強度的回火馬氏體，珠光體材質更容易發(fā)生氫脆。,3.10氫脆,易發(fā)生的裝置或設備 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) 采用高強度鋼制造的球罐； c) 高強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HB 235的部位。,3.10氫脆,主要預防措施 a) 選用低強度鋼，或采用焊后熱處理降低殘余應力和硬度； b) 在焊接過程中，選用低氫焊材，并使用干電極和預熱工藝。如果氫可能滲入金屬，可在焊接前采用預熱至204或更高的方法把氫釋放出來； c) 對在高溫臨氫環(huán)境下工作的設備和管線，停工時必須先降壓后降溫，開工時必須先升溫后升壓； d) 對設備和管線內部施加涂層、堆焊不銹鋼或設置其他保護襯里。,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部有無氫脆裂紋，也可用于從設備外壁檢測內壁有無裂紋。相關或伴隨的其它損傷模式 無。,環(huán)境開裂,3.12連多硫酸應力腐蝕開裂,損傷描述及損傷機理 在停工期間設備表面的硫化物腐蝕產物，與空氣和水反應生成連多硫酸(H2SxO6，x=36)，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歷高溫階段時碳化鉻在晶界析出，晶界附近的鉻濃度減少，形成局部貧鉻區(qū)有關。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內迅速擴展穿透管道和部件的壁厚。多見于集聚有硫鐵化物腐蝕產物的奧氏體不銹鋼設備及管道上，一旦暴露在空氣和水中極易產生開裂。敏感材料 奧氏體不銹鋼、鎳基合金。,