08Cr2AlMo 管束在原油/ 常顶油气换热器中的应用

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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郝相敏 ,王庆军 ,邵承宏 ,朱忠亚
　　摘　要:常压塔顶换热器碳钢管束腐蚀速率达到5mm/ a ,使用10 个月就报废。2000 年6 月采用了082Cr2AlMo 管束,使用至今已有26 个月,从未发生过腐蚀泄漏。实践证明,08Cr2AlMo 管束在常顶系统换热中的应用是成功的。
关键词:常顶换热器;腐蚀泄漏;08Cr2AlMo 管束
　　大连西太平洋石化公司常减压装置加工能力7000kt/ a ,以炼制中东原油为主。该装置的4 台常顶换热器E01～E04 的腐蚀一直是常减压装置的薄弱点,到1999 年腐蚀泄漏达14 次,到2001 年6月3 台管束报废,成为生产的“瓶颈”。
1 　常顶换热器腐蚀概况
1.1 　工艺条件
　　常顶换热器工艺条件见表1。

1.2 　检查鉴定
a) 生产中“一脱三注”工艺防腐做的较好,尽管如此,由于炼制油品的多样性、不规律性,所以工艺防腐化学药剂的投放量波动很大,从而导致常顶系统换热器的使用寿命差异较大,最短的一台寿命仅为10 个月,通过测厚测算其平均腐蚀速率为5mm/ a 。
b) 气相段的腐蚀大于液相段的腐蚀,腐蚀产物中夹杂黄色颗粒状物质。
2 　腐蚀机理[1 ]
　　常顶系统的腐蚀是HCl2H2 S2H2O 腐蚀体系,H2S 和HCl 电离生成H ,为发生电化学腐蚀创造了条件。腐蚀反应如下[2 ,3 ] :
H2 S = H HS-
HCl = H Cl -
阴极反应　Fe = Fe2 2e
阳极反应　2H 2e = 2H →H2
二次过程　S2 2e = FeS ↓
　　常顶系统的腐蚀速率据文献[2 ]介绍最高可达20mm/ a ,主要以坑蚀、孔蚀、应力腐蚀形式出现。
3 试验研究
　　为解决常顶换热器的频繁腐蚀报废问题,先从试验入手了解08Cr2AlMo 及相关金属材料在海水、海水 H2S、循环水中的腐蚀行为。1999 年11月,委托大连理工大学、中科院沈阳金属腐蚀研究所对08Cr2AlMo 及相关材料进行了在上述腐蚀介质中的腐蚀对比试验。
3.1 　试验金属材料
　　20 号碳钢、12Cr2AlMoV、07CrCuAlMoTi 、082Cr2AlMo 、321 不锈钢、2507 双相钢。
3.2 　试验腐蚀介质
　　大窑湾天然海水、海水充H2 S 气体、大连西太平洋石化公司第一循环水场循环水。
313 　试验温度
　　设定环境温度为28 ℃。海水中测试阳极极化曲线温度为: 35 ℃,60 ℃,80 ℃;海水 H2S 测试阳极极化曲线温度为:45 ℃,60 ℃(本试验是将5 %的H2 S 95 %N2 标准气体向500mL 容器中充1 小时,制备成饱和H2 S 溶液) ;工业循环水的测试阳极极化曲线温度为:
35 ℃(本试验采用恒温水浴控制) 。
3.4 　试验内容
a) 阳极极化曲线测试
　　试验装置采用PARC MODEL 175 信号发生器,princeon 173 型恒电位仪和586 计算机,数据由计算机采集处理。参比电极为Ag/ AgCl 电极,辅助电极为Pt 片。试样采用硅胶涂敷,有效面积1cm2 。经除锈、脱脂处理后的试样浸入溶液中,稳定30min ,测定自腐蚀电位,从该电位开始正向扫描,扫描速度为60mV/ min。
b) 腐蚀速率的计算
　　介质中的阳极极化20mV ,扫描速度为5mV/min。用强极化区确定阳极、阴极塔菲尔斜率ba ,bc ,在线性极化区内确定极化阻抗Rp (Ω/ cm2 ) ,从而可得到腐蚀速率Icorr :
Icorr = B/ Rp
式中: B = ba ×bc/ 21303 ( ba bc)
将Icorr换算成腐蚀速率V 的公式为:
V = 3127 ×Icorr ×A/ ( n ×D) 　μm/ a
式中: A ———原子量;
n ———得失电子数;
D ———密度。
3.5 　试验结果〔4〕
a) 08Cr2AlMo 等不同金属材料在不同温度海水中的腐蚀情况比较
　　通过研究不同金属材料在海水中阳极极化行为发现:35 ℃,45 ℃和60 ℃海水中阳极活化性能由弱到强的情况,即在不同温度下,6 种金属材料的腐蚀速率由小到大的顺序如下:
2507 双相不锈钢, SUS321 , 08Cr2AlMo , 122Cr2AlMoV ,07CrCuAlMoTi ,20 号碳钢。
在不同温度的海水中08Cr2AlMo 的腐蚀速率仅次于2507 双相钢和SUS321 不锈钢。
b) 08Cr2AlMo 等不同金属材料在海水 H2 S中的腐蚀情况比较
　　通过研究不同金属材料在海水 H2 S 中的阳极极化曲线比较发现:不论在35 ℃,还是在60 ℃,80 ℃海水 H2 S 中,6 种金属材料的阳极极化稳定性依次为:

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