常减压蒸馏装置脱丁烷塔进料-脱丁烷底油热交换器内漏分析

某石化公司1 000万t/a常减压蒸馏装置中6台脱丁烷塔进料-脱丁烷底油热交换器自轻烃回收装置开工以来频繁发生内漏,介绍了热交换器的现场布置、工艺流程以及腐蚀泄漏情况。对热交换器内漏原因进行分析,认为壳程介质脱丁烷塔进料引起管束外部电化学腐蚀、换热管外部结垢、存在电位差以及氯离子腐蚀是造成热交换器内漏的主要原因。提出将热交换器管程、壳程介质调换的方法加以改进,流程改进后热交换器换热效果不受影响,有效避免了设备腐蚀内漏。     

高压加氢裂化装置高压热交换器腐蚀分析及防护

介绍了燕山石化分公司高压加氢裂化装置高压热交换器E-3103A/B、E-3102在工艺流程中的位置、运行参数及投用后的泄漏、维修情况,通过对管束材质、腐蚀产物、形貌的化验分析及铵盐结晶温度核算,认为管束腐蚀主要是由于装置原料油中氯离子质量分数偏高,导致在高压热交换器管束内壁形成大量氯化铵,生产过程中冲洗氯化铵的注水量不够,加重了腐蚀,后续的连续注水使不锈钢换热管长时间与氯离子质量分数较高的腐蚀性溶液接触,在材料局部薄弱部位形成点蚀并发展,引起换热管腐蚀穿孔。制定了高压热交换器防腐蚀策略,即将高压加氢裂化装置原料中氯、氮元素质量分数控制在指标范围以内,间断注水控制热交换器管程压差不大于0.05 MPa,控制E-3103/B管程入口温度不超过215℃,严格按压差不大于0.05 MPa来控制水冲洗频次。运行实践表明,所制定防腐策略切实有效,对延长高压热交换器实际使用寿命,确保装置安全、稳定运行具有重要意义。     

单管程浮头式热交换器浮动端的设计与计算

多年来,在石化装置中出现了多种型式的单管程浮头式热交换器,文章针对单管程浮头式热交换器所特有的浮头端出口管与外头盖的连接结构,归纳出工程中常见的3种结构型式。对于一种常用单管程浮头式热交换器浮动端采用外置垫片法兰和夹持环形板结构,通过分析外置垫片法兰和夹持环形板的相互作用关系,进一步详尽地对二元件进行了力学分析,给出了二元件的设计公式,从而实现了单管程浮头式热交换器更为准确地工程设计计算。     

蒸馏装置常顶热交换器腐蚀与防护探讨

针对蒸馏装置常顶热交换器经常发生腐蚀泄漏的问题,结合装置现场的实际腐蚀与防护情况,分析了目前国内蒸馏装置常顶热交换器的腐蚀泄漏现状,从工艺、设备、腐蚀监测等方面对常顶热交换器的腐蚀防护措施及存在的问题进行了分析。结果表明,目前常顶热交换器的腐蚀机理主要为露点腐蚀和铵盐垢下腐蚀。腐蚀防护的重点是工艺防腐,应加强原油中有机氯的分析和监测,做好原油电脱盐工作,在对常顶注剂的优选、加注方式以及加入量优化的基础上,配合材质升级及其表面处理、腐蚀监测,探索热交换器泄漏的预测方法,完善常顶热交换器腐蚀预测软件,确保常顶热交换器的长周期运行。     

多管程管箱法兰密封性能探讨

采用金属包垫的多管程管壳式热交换器在进行耐压试验时经常发生管箱法兰密封泄漏现象。对多管程管箱法兰的密封结构进行分析,认为造成泄漏的主要原因是分程隔板加强了管箱法兰的刚度,使得垫片在分程隔板作用范围内的接触面积增大,导致计算的预紧力无法满足实际所需的预紧力。对多管程管箱法兰的密封修正计算方法进行探讨,认为采用Water算法设计多管程管箱法兰存在局限性。为提高密封性能,在进行多管程管壳式热交换器密封设计时应优先考虑采用垫片参数较小的柔性石墨波齿复合垫片。     

柴油加氢装置高压热交换器腐蚀泄漏原因分析及预防措施

针对发生泄漏的兰州石化炼油厂柴油加氢装置高压热交换器E1102,进行了设计、制造及运行工况分析,确定造成换热管腐蚀开裂的主要原因为实际工况偏离设计工况。根据实际工况重新核算了铵盐结晶温度,对比了铵盐结晶温度与管程介质运行温度,确认实际工况的偏离不足以造成氯化铵结晶析出。在考虑换热管内壁存在层流区及结焦等非理想情况后,重新核算了换热管内壁的壁面温度,确认其低于介质温度和铵盐结晶温度,是造成热交换器E1102报废的根本原因。根据原因分析结果,提出了设备和操作两方面的结盐预防措施。     

热交换器管程进出口室盖板应力分析及强度校核

利用ANSYS有限元分析软件分析了某特殊型号热交换器的管程进出口室盖板在温度载荷和压力载荷同时作用下结构的温度分布及应力分布。按照ASME规范进行了强度校核,为管程进出口室盖板强度设计和安全评估提供了可靠依据。     

氯气压缩装置级间冷却器的腐蚀与防护

本文分析了氯碱生产中氯气压缩装置级间冷却器管程、壳程发生腐蚀的原因,介绍了用热固化环氧改性酚醛树脂对管程、壳程进行腐蚀防护的方法。     

汽油加氢装置换热器泄漏和防腐措施

介绍了克拉玛依石化分公司450 kt/a汽油加氢精制装置的改造过程。详细阐述了E304/A,B两台高压换热器发生腐蚀泄漏的经过,以及检验单位对泄漏部位进行的着色腐蚀检测。维修单位根据腐蚀监测的情况对设备进行了现场维修,其后决定将其返厂彻底维修。介绍了E304/A,B换热器管程材质、管程所处的工艺环境和管程工艺介质性质。根据E304/A,B换热器管程设备材质、介质成分、温度、压力等因素详细分析了奥氏体不锈钢在氯离子环境下发生应力腐蚀的主要原因;奥氏体不锈钢在大气环境下下发生连多硫酸腐蚀的主要原因,以及工艺方面的原因。根据腐蚀泄漏原因提出了针对设备结构、工艺操作等方面的防腐措施。     

高压换热器内腐蚀原因的判别与预防

对润滑油高压加氢装置循环氢/热高分油气换热器内腐蚀进行宏观检测、远场涡流检测、常规涡流检测以及垢样分析,采用热力学定量计算判定了腐蚀原因,并提出了相应的预防措施。结果表明,腐蚀集中在管程出口处以及靠近管板部分的换热管,腐蚀产物中存在大量氯化铵盐结晶,腐蚀发生的原因为氯离子腐蚀和NH4Cl盐垢下腐蚀。实践表明在管壳程温度相对较低工况时,将注水由空冷前改为换热器管程入口前,并适当提高注水量和循环氢流量可以有效消除管程内的氯化铵盐,防止管束堵塞,在正常生产中严格控制管程出口温度不低于135℃,可以防止液态水的生成,消除氯化铵盐溶解带来的对奥氏体不锈钢敏感的氯离子腐蚀、铵盐垢下腐蚀和电化学腐蚀。     

钻杆内螺纹接头纵裂与刺穿失效分析

针对某油田一批进口钻杆连续发生１７根钻杆内螺纹接头纵向开裂和刺穿事故，对断口进行Ｘ射线能谱、电镜和金相分析，并采样进行机械性能试验分析，认为材料不是导致接头断裂的主要原因。对断口裂纹源和内螺纹接头综合分析，认为接头连接后，在内螺纹尾部形成的凹槽区钻井液流动比较困难，使凹槽区螺纹缝隙内的氢离子浓度增加而容易产生缝隙腐蚀，腐蚀反应产生的氢沿内、外螺纹连接后的螺旋空间进入螺纹连接之间的表面，继而进入材料中，诱导材料的氢脆敏感性，最后导致材料的氢脆开裂。钻杆在使用过程中，过扭矩使螺纹连接的切向拉应力大幅度增加也促进了接头的氢脆开裂。     

海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考(上)

从海水的成分和海水腐蚀因素对海洋腐蚀环境进行了分析,根据海洋船舶不锈钢管材标准,分析并评估了海洋石油石化用不锈钢管在不同用途和环境下的选材思路,列举并分析了国内外海洋用不锈钢管的应用案例,最后对船舶用耐蚀合金的发展趋势进行了讨论。研究结果表明,Cl-孔蚀和缝隙腐蚀是海洋环境腐蚀危害的根本原因,304L钢不具备耐海洋腐蚀的性能,316L钢只能在一定环境和温度下在脱氧后的海水中使用;在自然海水中应用不锈钢管必须采用阴极保护措施;采油平台等油气生产作业船舶中各类管道的选材应先考虑其内部的油气介质成分及其腐蚀特征。     

110ksi级钛合金油管耐蚀性能研究

针对钛合金在油气井环境下面临的腐蚀问题,通过开展模拟油田腐蚀工况下应力腐蚀及不同温度条件下酸化液中失重试验,同时开展与镍基合金管材的缝隙腐蚀和电偶腐蚀等系列试验,采用扫描电子显微镜、XRD等方法观察试样形貌和腐蚀产物,评价钛合金油管的耐腐蚀性能。结果表明,在苛刻腐蚀工况(溶液介质：5 MPa H₂S+11 MPa CO₂+10%Cl^-)及NACE TM 0177标准A溶液下,采用四点弯曲的试验方法,加载应力为758 MPa,经720 h后试样未发生断裂且无应力腐蚀裂纹,表明该钛合金管材应力腐蚀敏感性较低。在两种浓度为0.1 mol/L的酸化液中,随着试验温度从室温升至160℃,钛合金管材腐蚀速率均逐渐增大,且腐蚀速率在胶凝酸中低于在转向酸中;与镍基合金管材对比,钛合金管材具有更优异的抗点蚀和抗缝隙腐蚀;在模拟苛刻腐蚀工况下,钛合金管材分别与625和825镍基合金偶接后均未出现明显的电偶腐蚀效应导致加速腐蚀现象。     

海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考(下)

从海水的成分和海水腐蚀因素对海洋腐蚀环境进行了分析,根据海洋船舶不锈钢管材的标准,分析并评估了海洋石油石化用不锈钢管在不同用途和环境下的选材思路,列举并分析了国内外海洋用不锈钢管的应用案例,最后对船舶用耐蚀合金的发展趋势进行了讨论。研究结果表明,Cl-孔蚀和缝隙腐蚀是海洋环境腐蚀危害的根本原因,304L钢不具备耐海洋腐蚀的性能,316L钢只能在一定环境和温度下在脱氧后的海水中使用;在自然海水中应用不锈钢管必须采用阴极保护措施;采油平台等油气生产作业船舶中各类管道的选材应先考虑其内部的油气介质成分及其腐蚀特征。     

22Cr双相不锈钢缝隙腐蚀的研究

采用化学浸泡法和电化学方法研究了22Cr双相不锈钢在油田地面环境下的缝隙腐蚀状况，并结合当地地面状况进行不同温度的缝隙腐蚀试验。结果表明，随着温度的升高，22Cr双相不锈钢的缝隙腐蚀程度增大，自腐蚀和缝隙腐蚀倾向增大，耐缝隙腐蚀性能下降。电化学阻抗谱在不同的温度呈现不同的特征。     

润滑油糠醛精制装置设备的腐蚀与防护

济南分公司糠醛精制装置于 1992年 5月建成投产 ,主要以临商原油的减压馏分脱蜡油为原料 ,设备腐蚀严重。在 1994～ 1996的两年内 ,设备 4次腐蚀穿孔 ,6次短期停工。装置腐蚀主要是由糠醛氧化生成糠酸引起的腐蚀、糠醛结焦引起的缝隙腐蚀和糠醛相变引起的空泡腐蚀。在溶剂回收系统采取充氮保护措施 ,减少糠醛酸的生成 ,使用KQ - 1缓蚀阻焦剂控制结焦 ,尽可能减少弯头和变径管防止空泡形成和抽提塔填料改用 18- 8不锈钢耐蚀材质等措施 ,可使装置实现三年一修     

阀室316不锈钢引压管穿孔失效原因分析

某滨海区域天然气阀室316不锈钢引压管在服役过程中发生了穿孔失效,于是对失效的引压管样品进行了宏观形貌分析、化学成分分析、微观组织观察、能谱分析,并结合引压管的服役情况以及日常检漏情况,对引压管的失效原因进行了综合分析。分析结果表明,该引压管穿孔失效的原因是由于卡箍和连接螺帽与引压管接触形成的夹缝发生缝隙腐蚀所致,为了避免类似失效事故的再次发生,给出了相关建议。     

某N80油管接箍腐蚀断裂失效分析

针对某N80 EU油管接箍腐蚀断裂的现象,通过宏观形貌分析、化学成分分析、金相及夹杂物分析、力学性能分析、扫描电镜和能谱分析、接箍螺纹结构分析,结合其服役工况,综合分析了其接箍腐蚀断裂的失效原因。结果表明:该失效接箍的化学成分、力学性能均符合相关标准要求,金相组织未见异常且无金属夹杂;其腐蚀是由内向外腐蚀,且以局部腐蚀为主,腐蚀产物是以铁的氧化物以及硫化物为主。该接箍失效原因是由于含有Cl-、CO2、SRB等腐蚀介质的井液在管柱内压作用下通过接箍中间缝隙进入齿顶和齿底的螺旋形泄露通道,在以缝隙腐蚀为主的腐蚀环境+轴向载荷共同作用下导致接箍断裂。建议优化螺纹结构,防止或减轻缝隙腐蚀对圆螺纹油管接头的影响,解决接箍腐蚀及断裂失效问题。     

不锈钢螺栓的腐蚀及防护

不锈钢螺栓失效断裂的事故在各石化企业时有发生,不锈钢螺栓的使用安全是石化企业设备安全管理的主要内容。通过对不锈钢螺栓的使用条件、常见失效形态分析,认为不锈钢螺产生裂纹、断裂现象主要是含Cl-大气腐蚀引起的（Cl-质量分数高于0.1%时,易产生缝隙腐蚀）,在含Cl-水（汽）溶液中不锈钢螺栓会产生缝隙腐蚀和晶间腐蚀。文章论述了晶界腐蚀、缝隙腐蚀的产生原因,以及避免不锈钢螺栓腐蚀的应对措施：（1）选用合格的不锈钢螺栓;（2）把不锈钢螺栓与含Cl-大气（水溶液）作有效的隔离;（3）采用含高铬、高钼的不锈钢材料,特别是在低温罐区、球罐区、应力腐蚀严重区采用在Cl-环境中耐蚀性好的316L（00Cr17Ni14Mo2）钢,效果会更好。     

丁二烯蒸出塔腐蚀原因和机理分析

对丁二烯蒸出塔腐蚀部位几种材质的化学成分、硬度、母材及焊缝金相组织、腐蚀产物的成分、腐蚀区横断面形貌和腐蚀环境进行了分析,认为塔体支撑圈焊接区的腐蚀属于缝隙腐蚀。并对缝隙腐蚀的机理和影响因素进行了分析,提出今后改进该塔缝隙腐蚀的具体措施。