液化气脱硫装置再生塔返塔管线弯头腐蚀失效机制分析

弯头在管路系统中主要起到改变介质流动方向的作用,是油气输送中最常用的管道部件之一。重点研究了液化气脱硫装置再生塔返塔管线弯头的腐蚀失效机制。从宏观和微观两个角度入手,研究了失效弯头部位的腐蚀孔孔径分布、减薄规律,进而利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对样品进行了系统的理化分析。结果表明:沿流体流动方向,腐蚀逐渐加剧,在弯头的中部和出口形成完全破坏区;流体冲刷会破坏电化学腐蚀形成的产物保护膜,减弱产物膜对基体的保护作用,导致内壁不断被腐蚀,这是弯头腐蚀失效的主要原因。此外,热稳定性盐(HSS)的存在也加剧了弯头的腐蚀。     

流体动力学过程在流动腐蚀行为中的作用机制

在流动体系中，流场作用对腐蚀行为中的力学、离子传质以及界面反应等过程有着复杂的耦合影响，不同金属材料、不同溶液环境下流体流动发挥的作用也复杂多变，这些因素加剧了流动环境下的腐蚀机理研究的困难性。本文综述了流动腐蚀的研究现状，包括流动对腐蚀过程的影响机制、流动腐蚀研究的实验装置以及流动腐蚀中的关键影响因素，着重分析了流动通过改变腐蚀反应物/产物的质量传输速率对腐蚀反应动力学的影响机制，以及流动的剪切力作用对壁面产物膜的形成/破坏动力学过程的影响。提出了流动腐蚀在腐蚀界面演化与流场的交互作用、时空尺度跨度、流场-离子传质-界面反应的多场耦合联系以及不同流体力学参数匹配性等方面有待解决的问题，展望了流动腐蚀的发展方向。     

填料塔技术的现状与展望

介绍了填料塔和塔填料的发展史、现状和工业应用情况；分析了填料塔内流体流动与分布、传质过程中的返混现象和传质动力学等理论研究中的若干技术问题，并指出了今后的研究方向。     

风载荷作用下含缺陷塔设备失效问题探讨

结合塔设备常见腐蚀失效形式、焊缝缺陷和塔设备受风载荷损伤的特点,分析了风载荷作用下常见的腐蚀失效和焊缝缺陷对塔设备的影响.提出在沿海地区的塔设备检修和维修时,必须对含缺陷的塔设备进行风载荷的验算和分析,视具体情况采取相应的加固措施,以保证塔设备安全运行.     

填料塔技术及应用现状研究综述

填料塔作为一种气液分离设备被广泛应用于生物、环境、化学等领域,填料塔的内部构件以及操作流程是塔技术的发展关键,填料作为填料塔的核心部件,填料的性能直接决定填料塔的流体传输性能。从工业污水处理应用角度介绍多孔陶粒填料塔流体传输问题,侧重叙述流体在填料塔中的压降、液泛、持液量的实验研究结果并将所得数据进行相应的分析和总结,干塔填料的压阻与空塔气速成反比,而湿塔填料的压阻与空塔气速成正比。以多孔陶粒填料在填料塔中的流动分布特性展开概述。目前,国内外已将大型高效的填料塔改进工作作为发展的方向,并且在填料塔的设备完善以及产品的质量、品质取得了卓越的成就,填料塔优良的特性将不断被探索与开发,为今后填料塔的长足发展奠定了坚实的基础。     

油气处理厂原料气分水器腐蚀分析

某油气处理厂的原料气中含有CO2,其降温过程中会产生大量游离水,因此与碳钢接触时就会产生腐蚀。原料气在高速流动中不断冲刷变径、弯头处的腐蚀产物膜,不断形成新的腐蚀。分水器入口存在异种金属相连的情况,其接触位置存在电解质时会发生电偶腐蚀。分析认为,CO2腐蚀是造成分水器腐蚀的主要原因,异种金属直接接触、流体高速冲刷辅助加剧了腐蚀。为了避免原料气对分水器的腐蚀,应尽量脱除其中的游离水,或者选择耐腐蚀性能更好的材质;同一个工艺系统应统一管材,或者尽量避免电位差较大的异种金属直接接触。     

分馏塔塔顶管线弯头破裂失效分析

根据某石化企业分馏塔塔顶抽出管线弯头发生的泄漏现象,通过化学分析、光学显微镜、电子能谱等测试手段,从材料成分、微观组织以及腐蚀产物成分等多个角度对失效部位进行了分析。结果表明由于介质中含硫和氯,以及弯头处介质流动不稳定,引起强烈腐蚀,最终导致弯头发生失效。     

丙烷脱氢装置脱乙烷塔尾气脱硫系统优化

脱乙烷塔尾气不含水是导致脱硫剂快速失效的主要原因，因此对脱硫系统进行优化改造,增加蒸汽注入流程和脱乙烷塔尾气输送至界外燃料气系统流程，实现物料上进下出功能和脱乙烷塔尾气稳定外送功能。脱硫剂装填前先预补充水分，补水量占脱硫剂重量的2%～4%，在脱硫剂运行期间连续注入蒸汽，明显改善脱硫效果和脱硫剂寿命，出口物料硫含量基本在20 mg/m³以下，使用寿命延长至约1年。注入蒸汽后，在脱硫床内形成了CO₂/H₂S共存腐蚀体系，对碳钢设备产生严重腐蚀，需要升级至不锈钢材质。     

DMF溶剂回收中降低焦油塔进料酸度的探索

<正> 二甲基甲酰胺(DMF)是化纤生产中重要溶剂,在现有DMF溶剂回收流程中,普遍存在的问题是:焦油塔进料中甲酸的含量高达0.6％～1.5％(6000～15000ppm),甲酸与DMF能形成共沸混合物,使DMF的损失量增加;同时进一步加剧了DMF的水解,继续生产甲酸,使焦油塔塔顶回收的溶剂酸值达到200ppm以上,超过了生产上限值90ppm;而且含较高甲酸的DMF溶剂在循环使用中会对设备造成严重腐蚀。 在DMF回收中焦油塔的作用是从DMF精馏塔塔底及稀进料蒸发器排出的残液中除去高沸点物质和甲酸。为了解决焦油塔进料中甲酸含量偏高的难题,经过研究,我们拟采取以下两项改造措施:     

HPF法煤气脱硫塔内壁的防腐

１脱硫塔的腐蚀原因我厂的焦炉煤气采用HPF法脱硫，但脱硫塔内壁的腐蚀速度较快，其主要原因有以下几点。（１）选材不当。脱硫塔在常温下操作时，焦炉煤气中的主要腐蚀介质是硫化氢、氰化氢和二氧化碳等酸性物质。另外，呈弱碱性的脱硫溶液组成也极为复杂，对塔体的腐蚀较严重。虽然如SUS３０４L等奥氏体不锈钢在氧化性介质中的耐腐蚀性能较好，但由于价格较高，国内设计中一般均选用碳钢材质，并对塔体进行防腐处理，使用寿命总难以与不锈钢相比。（２）防腐施工。某厂以环氧树脂为粘结剂，用１９７号双酚A型聚酯树脂制成玻璃钢防腐层…     

基于相似理论的REAC出口弯管冲蚀瞬态特性

针对加氢REAC系统的频繁失效问题,研究流动与腐蚀耦合作用下REAC出口弯管的冲蚀破坏机理;在确定相似准则的基础上,结合具体的工艺特性运行数据,设计模型弯管,确定实验常数,并运用环道式多相流冲蚀实验装置,进行冲蚀瞬态特性测试,结合实验过程的CFD数值模拟获取模型弯管冲蚀瞬态特性参数。实验和仿真结果表明,模型弯管出现冲蚀瞬态特性时速度为7.93 m·s^-1,最大剪切应力为2.21 Pa;运用量纲分析法建立原型与模型冲蚀临界特性之间的数理方程,实现相似理论的求解,修正实验结果形成实际弯管的冲蚀瞬态特性参数,冲蚀剪切应力为1.79 Pa,结合工程测厚验证冲蚀瞬态特性测试实验和相似理论修正结果的可靠性和准确性;研究成果可为压力管道的多相流冲蚀预测提供科学的理论依据和实验方法。     

90°弯管流动加速腐蚀的实验和数值模拟

针对超\超超临界机组给水、疏水系统的流动加速腐蚀（FAC）问题,采用了实验和数值模拟相结合的方法来分析90°弯管的腐蚀情况。实验中,利用电化学方法测得不同入口速度下弯管的FAC速率,并对实验数据分析;利用数值模拟的方法,计算出不同入口速度下弯管的流场;最后,基于M.I.T模型,在常温条件下简化90°弯管的FAC模型,结合场协同理论从流体动力学角度分析了弯管不同位置的FAC分布的特点及影响因素,得出在沿流动方向上传质系数越高,指向截面中心的径向速度越大,弯管FAC速率越大。     

水煤浆管道冲蚀磨损数值研究

基于非牛顿幂率流体模型,结合水煤浆流变性及管内流动规律建立了水煤浆管道输运控制方程,针对流体流经弯头、变径、三通、补偿器等特殊管件过程进行三维数值模拟,分析了不同工况下管道内壁面剪切应力的分布规律,并给出了不同管件易发生磨损失效的具体位置,可为工程实际应用提供一定的理论指导.     

不等厚性对弯头应力分布影响的有限元研究

弯头作为受压管道中的重要部件,不仅能改变管线的方向,还可以提高管路柔性,缓解管道振动和约束力,并对热膨胀起补偿作用。以往对弯头的研究只考虑壁厚均匀不变的情况,但是实际上弯头的壁厚是沿着弯曲半径变化的,并且弯头的截面也具有一定的椭圆度。通过对实际生产中弯头壁厚的调研,分别考察热推、冷弯工艺对弯头壁厚改变的影响。并应用有限元方法分析了冷弯弯头的应力状况,得出其最大应力发生点随着外拱处壁厚减薄量的增大而向外拱处转移。     

环氧乙烷装置T形三通管件故障原因分析与改进

环氧乙烷（EO）是重要的石化产品，该产品易燃易爆，同时也是一种有毒的致癌物质。山东某化工厂EO生产装置T形三通管件材料与焊缝质量合格、管内介质无腐蚀性，但是频繁出现裂纹故障导致介质泄漏。T形三通裂纹故障原因不明导致该厂几乎半年更换一次T形三通管件，造成了严重的经济损失。为了解决该厂T形三通频繁失效问题，必须准确查明T形三通故障原因，分析T形三通故障机理成为解决问题的关键。本文运用流场分析软件，结合T形三通管线现场故障情况，分析该厂T形三通内部流场特性及故障机理：T形三通管件内部流场存在两个对称的漩涡，导致T形三通流场速度、压力分布不稳定，形成了大范围低于汽化压力的低压区，液体汽化形成了大量气泡，气泡在三通内壁破裂产生巨大的压力冲击，导致汽蚀破坏，使贫水管线T形三通产生裂纹。基于T形三通故障机理，本文提出了3种改进建议，使用Y形三通、圆弧形三通和球形三通3种三通结构代替T形三通结构，并分析这3种三通结构流场特性。数值计算结果表明：提出的3种三通结构能减小三通管件汽蚀破坏，其中Y形三通有微弱的流体漩涡产生，产生低压区体积最小，但管道入口方向需要改变；圆弧形三通结构不改变原来入口方向，流场压力、速度分布更稳定；球形三通流场绝对压力高于Y形和圆弧形，其结构出口及下游流场压力最稳定。本文为解决T形三通裂纹故障提供了新思路，为保障化工厂三通管件的安全提供了技术支撑。     

MTBE装置精馏系统回流管道腐蚀失效分析

作者采用化学成分分析、硬度检验、样品宏观和微观分析等方法对发生失效的MTBE精馏塔回流管进行了分析。结果表明,回流管内的介质含有一定的凝结水,水溶解有腐蚀介质和溶解氧,管线内壁发生了电化学腐蚀,腐蚀产物导致回流管内阀门、过滤器等堵塞,管壁减薄,严重威胁该装置的安全生产。     

90°弯管冲蚀磨损的数值模拟研究

利用FLUENT软件中的DPM模型,对含少量固体的90°液体管道内的冲蚀磨损情况进行了数值计算,得到了90°弯管中冲蚀磨损最严重的部位,并且流体对弯管的冲蚀磨损速率随着弯管中流体速度的增大而呈线性增加,随着弯管中颗粒含量的增加而呈线性增加,且弯管的最佳弯曲半径为R=1.5D或R=2D。     

A new acceleration factor for the testing of corrosion protective coatings: flow-induced coating degradation

For corrosion protective coatings that are designed to give lifetimes of protection that may extend to 50 years, valid accelerated test methods are necessary to develop improved systems and validate performance. Fluid flow over metals has long been believed to influence the corrosion process. Studies have been focused on the effects of flow rate on the corrosion of bare metals. The influence of fluid flow on the degradation of metal-protective coatings has received less attention. This paper describes a preliminary study on the influence of laminar flow on organic coatings. A Hele-Shaw cell and its associated fluid control apparatuses are incorporated into the electrochemical cell setup. The barrier properties of the coating as a function of immersion time and flow rate have been monitored by electrochemical impedance spectroscopy. We observe that the barrier properties of the coating measured electrochemically decrease exponentially with the increasing flow rate. We propose that the flowing electrolyte solution could be used in acceleration tests for the lifetime prediction of organic coatings as the acceleration of failure we have observed does not appear to change the mechanism of failure. Further analysis is proposed to validate immersion flow rate as a universal accelerating parameter for coating failure.     

孔板管道流动加速腐蚀受温度影响的数值模拟

电厂汽水管道的运行中,流动加速腐蚀（FAC）普遍存在且威胁着管道系统。为很好预测电厂管道流动加速腐蚀,本文基于电厂管道实际工况,采用流体动力学软件根据温度变化相应地调整水的物性参数,模拟了孔板管道下的流场,观察高速及高湍流动能分布区域,模拟计算得到不同温度下溶解度、速度、壁面剪切力及传质系数的变化,并结合流动加速腐蚀预测模型更精确地分析了温度对流动加速腐蚀的影响。结果显示：温度通过影响速度及黏性系数,进一步影响到壁面剪切力及传质系数,最终影响到FAC速率;传质系数与溶解度均受温度影响,在150℃以下,温度对FAC速率的影响显著且主要是通过传质系数实现的;FAC速率在Z/D≈0.7~1.0达到峰值,在Z/D≈3.8~4.3出现第二峰,这两处为孔板管道高危腐蚀区域。