炼厂原油进料管线碳钢管碱腐蚀案例分析
2019-02-26 11:45:36
作者：百若 来源：设备管理与防腐
本文为苛性碱浓度集中导致材料失效的一个案例
1碱腐蚀情况概述
在氯化物腐蚀控制的原油蒸馏单元中和在一些硫醇去除单元中，以及碳钢管道和设备处理苛性碱下游设备中，如果发生苛性碱转移及浓度集中，设备及管线则可能发生碱性裂解失效。
某炼油厂将苛性钠注入原油蒸馏装置的原油管线中，以控制原油装置塔顶系统中的氯化物腐蚀，在这种特定的设备配置中，在脱盐器的下游注入苛性碱，经过约12年的运行，腐蚀性注入点下游的两个碳钢脱盐器管线弯头产生泄漏，接近预热交换器的另外两个弯管则没有发现开裂。
2碱腐蚀失效分析
管线苛性开裂的情况如下一般发生在原油蒸馏装置以下设备：（1）非应力蒸馏装置的原油管线碳钢管； （2）奥氏体不锈钢热交换器管束； （3）合金苛性碱注射套管。本文分析的是第一种情况，做该案例的腐蚀失效分析前，需要调查操作苛性碱注入设备运行状况，发现设备运行的不稳定导致稀释的苛性碱在注入原油蒸馏装置的碳钢原油装料管线之前没有充分分散，苛性碱的局部浓度过大。
同时对失效材料做了金相失效分析，断层成像和微量分析，使用扫描电子显微镜（SEM）进行分级和微量分析；通过观察，晶间裂纹的外观极脆。使用能谱进行裂纹内部的腐蚀产物的分析，证实了腐蚀产物中有显着的钠含量（33.8重量％或54.0原子％），表明苛性钠作为腐蚀物质进入材料中，并且在腐蚀产物中未检测到氯化物。通过综合分析，失效的原因为运行超过两个月的过度浓缩的苛性碱导致了设备失效。
图1 碳钢管腐蚀金相裂纹图
图2 显微裂纹分支图
3结果讨论：
有效缓解苛性钠腐蚀性开裂可以通过几种方式实现，主要与材料和设备管理运行的问题相关：
1、材料选择及应力消除热处理非常重要。邻近焊缝的残余拉伸应力的减小显着降低了苛性开裂的风险，降低碳钢中的开裂风险。对于在高温下处理苛性碱，需要更高材质的Ni合金，Ni合金是用于炼油厂注射套管的可靠的现场试验合金。合据报道，合金625几乎不受苛性高温至320℃的影响。
2、苛性碱聚结器等设备必须有适当维护，保障苛性碱通过良好的注射系统设计和操作适当地分散到混流中，实现有效的浓度控制，确保注入均匀浓度的苛性碱，在注入原油之前改善苛性碱预混合。
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