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惊闻钛制换热器使用一年产生大量腐蚀裂纹原因初步分析

2016-01-29 12:11:42 大连天凡防腐技术有限公司 阅读
 2011年3月26日下午, 闻听某石化公司常顶换热器使用钛制换热器使用近一年,检修期间在谨慎做了高压水冲洗,回装过程中发现大量裂纹,笔者根据所了解的情况做了初步原因分析,分享给和我一样从事这一领域从事防腐工作的专业人员,欢迎拍砖。<>一般而言,设备发生失效,离不开三个方面进行原因机理分析。一是材质,二是制造,三是使用。  我们知道钛材属于半军工产品,加工钛管非一般的企业所能加工的,加工钛材的大都是正规且有一定规模的大型加工厂家,材质上出现问题的可能性不大,另外,制造也有类似的情况,从事钛制换热器加工厂(单位)一般都有着严格的管理和制度,专业性也很强,且每年生产数百台设备如果出现质量问题,业界肯定会有所传闻和互相借鉴,但笔者参加过几次国内较为权威的防腐会议上,没有听过也没有看到和传闻过,所以这两方面我是基本排除的。剩下的就是使用了。

      常顶换热器管束管程走常顶油气,壳程走原油,管程腐蚀性叫强,含有HCL-H2S-H2O腐蚀性介质体系,壳程原油不会对钛材造成腐蚀损伤,所以发生裂纹应是有内而外所产生。

      我们知道,钛制换热器在使用中有以下特征:

     由于该管束已经存在脆性钛的氢化物损伤,因此在回装过程受外部扭力拉应力等外力作用下,即成为类似压垮骆驼的最后一根稻草随即发生撕裂裂纹,也就是出现了应力腐蚀开裂现象。

      佐证:

现象1

   依我了解,该管束的管箱隔板发现锯齿状腐蚀形貌,也就是隔板接触钛管管口和管板部位发生参差不齐且有规律性的锯齿形的腐蚀形貌,管板是304材质,因此,可以判断在HCl-H2S-H2O环境下发生了电偶腐蚀。

现象2

         三台设备A位号设备暂没有发现宏观裂纹,B也没有,而D发生了裂纹,由于钛材导热性很差只有碳钢的三分之一,因此以往发生在A和B位号的腐蚀严重的换热器此次移到了D,露点腐蚀后移,也可以证明HCL-H2S-H2O起到了相当大的作用。

     后移必会造成上游冲刷下来的大量的含有FeS油焦垢堆积在D位号管束部位,现场清洗情况看,D堵塞和沉积物最多。也证明这一点。

     所以,本人以为常顶钛制换热器发生腐蚀的原因是:发生的了析氢腐蚀。

      由于时间有限,因此上述结论需要进一步试验室验证

  建议做金相和XED,金相若发现大量针状组织以及XED发生脆性氢化钛(TiH2)则可证明上述结论是有科学依据的。

    采取措施,建议采取化学覆膜法,消除部分析氢以及对损伤的钛管表面进行镀膜处理,可以减缓或抑制钛材钛制换热器的进一步腐蚀损伤。

      欢迎同行给予指导。采取措施后我会跟踪这几天设备的使用情况及时通报的。

    2011.3.27  周日