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乙烯EA1123稀释蒸汽发生器腐蚀原因分析

2016-01-29 12:21:22 大连天凡防腐技术有限公司 阅读

2 检查情况
2。1 检修情况
E A1123稀释蒸汽发生器管束在使用3年后于2005年5月1123C第一次出现腐蚀泄漏,装置上一直监控运行,直至出现大量泄漏,才停车检修。至2006年10月的17个月中,EA1123已发生腐蚀泄漏13次,经检查发现,泄漏的发生是由于管外壁被严重腐蚀穿孔。历次检修情况见表1。
 
2。2 腐蚀检查
取EA1123C管束10#钢钢管进行宏观观察,发现钢管外壁由于急冷油泄漏,绝大部分表面上覆盖着或深或浅的黑色油状物,未覆盖的部位露出铁锈的颜色,还有大量的腐蚀凹坑。取样部位外观如图1所示。剖开后管内壁情况如图2所示。
 
剖开后的内壁上覆盖着厚厚的油污,去掉油污后,内壁光滑,只有轻微的腐蚀,未观察到腐蚀凹坑之类的严重腐蚀特征。
1123C管外腐蚀物和白色粉末形状见图3和图4。
 
从图5可见EAL123的腐蚀区域主要在换热器下半部,即管程中液相区管束外表面腐蚀明显。
3 腐蚀原因分析
 
3。1 腐蚀产物的能谱分析
为了进一步分析钢管外表面腐蚀的原因,利用扫描电镜对腐蚀产物进行了分析(表2)。根据电镜分析结果可以看出,管子外表面的腐蚀产物中含有大量的硫元素。另外,腐蚀产物中还含有一定量的Na元素,说明生产工艺中用来调节pH值而加入的碱,被蒸汽带入并附着在了管壁上。
取EA1123C(图3、4)块状腐蚀物和腐蚀物粉末进行成分分析。样品经550°C煅烧后,用盐酸消解,140℃加热后完全溶解,溶液呈深黄色。各元素的测试结果见表3。
 
从表3可知,腐蚀物中含有大量的碱性物质。
3.2 显微组织分析
 
由图6和图7可以看出,该材料组织为铁素体+珠光体,组织基本正常,但是晶界已经有碳化物析出,从高倍金相照片中可以看到珠光体中有球化现象。由于该管件服役时间短,服役温度不高,出现碳化物析出并且珠光体发生球化,说明该材料曾经受到过高温的影响,导致材料劣化。
检查分析结果表明,管子内外壁均发生了腐蚀。外壁水侧腐蚀较为严重,主要表现为局部坑蚀和腐蚀穿孔。主要原因是管外工艺水中含有硫化物和碱,温度高因加剧硫化物(酸)或碱在管外表面的局部浓缩,引起局部酸腐蚀或碱腐蚀,在沸腾状态下管表面形成腐蚀凹坑。而腐蚀的部位大多在液相(水)部位,即换热器的下半部,与现场的实际腐蚀情况相符。
 
3。3 工艺水分析
乙烯装置EA1123稀释蒸汽发生器管外介质为工艺水。是由急冷塔DA1104冷凝水等经工艺水汽提塔DA1105净化处理而得,由于DA1104的裂解气中含有硫化物等腐蚀性无机杂质溶解于急冷水中,所以工艺水是具有复杂成分的腐蚀性酸性水。
乙烯装置EA1123稀释蒸汽发生器工艺操作要求是:汽包排污水pH值8~9,现调整为7~11;工艺水pH指标为8~9,现调整为7~9。5。装置自2002年~2005年工艺上都采取了加碱调节工艺水pH值;2005年10月开始,由加碱改为加有机胺来调节pH值。
排污水和工艺水的pH值的变化与设备的腐蚀有很大关系。当pH值严格控制在设计要求的8。0~9.0之间时(2002年10月~2004年10月),这期间设备基本没发生腐蚀事故。  
对2004年10月~2008年6月的实际pH值数据进行了统计和分析,发现pH高于11或低于6。5的次数很多,其中EA1123汽包排污水多达130次,工艺水72次,且工艺水中pH值最低为4。1,最高为12。2;排污水pH值最低为3。5,最高为12。1。设备从2005年5月开始出现严重腐蚀泄漏。这与期间pH值的变化有直接关系(采样数据略)。
pH值的异常波动,特别是pH值小于5.5时易造成碳钢设备的酸腐蚀,在含有H2S时则形成H2S--H2O腐蚀体系。当pH值小于12时,会形成钝化膜起保护作用,当pH值大于12或因蒸发浓缩形成强碱时,则形成过钝化,加速碳钢设备的碱腐蚀,即形成NaOH-H2O腐蚀体系。
所以,高酸碱性和硫化物在EA1123稀释蒸汽发生器中蒸发浓缩是产生稀释蒸汽发生器碳钢管腐蚀的主要原因。
4 结论与建议
4.1 结 论
EA1123稀释蒸汽发生器碳钢管腐蚀的主要原因是:管外工艺水中含有大量的硫化物,加入一定量的碱(或有机胺)来调节pH值,形成NaOH-H2O和H2S H2O腐蚀体系,由于工艺上pH值不稳定,在稀释蒸汽发生器中,腐蚀性介质蒸发浓缩产生强酸或强碱而引起换热管外壁腐蚀穿孔。
4。2 建议采取措施
(1)严格控制pH值为8.0~9。0。
(2)加强污水的排放,增加补充脱盐水量,或者大量采用脱盐水,减少或不用工艺水,避免稀释蒸汽发生器中存在强腐蚀性介质引起的腐蚀。这是一项治本的方法.或考虑工艺水的腐蚀性,设法专项研究针对工艺水的工艺防腐措施。
(3)目前工艺水的成分不清楚,必须对工艺水的有害成分和pH值做定期分析,如H2S(硫化物)、NaOH、Clˉ、O2、Fe2+、NH3等。这样有利于准确地掌握和控制设备腐蚀情况。