炼油装置常用的五种材料抗冲蚀规律研究

设计搭建了旋转式冲蚀试验装置,通过电化学方法,研究了NH4HS浓度、多相流温度和氯含量对炼油装置常用的10号碳钢、15CrMo钢、双相钢2205,合金Incoloy825和316L不锈钢抗冲蚀特性规律.利用测试获取的开路电位图和Tafel曲线通过转化计算得到对应转速下的腐蚀速率.对比试验数据可知:10号碳钢和15CrMo钢抗腐蚀能力相对较弱,双相钢2205耐蚀性一般,Incoloy825和316L抗腐蚀能力较好.温度上升、NH4HS浓度增大和氯含量增加,均加剧材料的腐蚀.     

碳钢及合金钢在氯化铵溶液中腐蚀规律研究

原油劣质化后腐蚀问题日益增多,其中因氯化铵导致结垢和腐蚀问题已成为炼油装置安全连续运行的不稳定因素。采用静态质量损失法和动态质量损失法系统研究了5种金属材料在不同工况下氯化铵环境中的腐蚀行为和耐蚀性能。研究结果表明,氯化铵水溶液的腐蚀主要受温度、质量分数和介质流速的影响,其腐蚀性能随温度升高、质量分数增加和流速增大而加剧。20号碳钢和15CrMo钢在氯化铵溶液中呈现为均匀腐蚀,静态条件下两者的耐蚀性差别不大,动态条件下15CrMo钢优于20号碳钢,在80℃、流速2.5 m/s、质量分数20%氯化铵溶液中20号碳钢和15CrMo钢的腐蚀速率分别高达94.58 mm/a和28.67 mm/a。316L钢、2205钢和825合金在氯化铵溶液中呈现较好的耐蚀性,静态条件下的腐蚀速率都低于0.01 mm/a,未发现局部点蚀;流速对316L的腐蚀影响显著,对2205和825合金的腐蚀影响轻微。     

模拟地面集输环境下温度对2205双相钢均匀腐蚀及点蚀行为的影响

针对油气集输管线在CO2和含高浓度的Cl-地层水环境中易发生腐蚀失效的问题,通过腐蚀失重试验和电化学测试分析,研究了2205双相不锈钢在高分压CO2+高矿化度+高浓度Cl-地层水集输管线环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟油田集输管线环境中,升温引起的2205双相不锈钢的均匀腐蚀速率基本不变,整体表现为轻度腐蚀,但由于Cl-的存在,2205双相钢在50 ℃和70 ℃时出现明显的点蚀坑形貌;2205双相钢在3种测试温度下的阳极极化曲线存在明显的钝化区,随着温度的升高,2205双相钢的点蚀电位先升高、再下降,在30~50 ℃,存在一个临界点蚀温度CPT;交流阻抗图谱在50 ℃和70 ℃分别表现出了点蚀诱导期和点蚀发展期的特征。     

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根据国内某高含硫气田集输管线内高含H₂S（8%～16%）、CO₂（5%～10%）的高压腐蚀环境，分析了可能存在的腐蚀影响因素，并采用静态高温高压釜研究了H₂S、CO₂、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对20#钢的作用规律。结果表明，在试验研究的范围内，20#钢的腐蚀比较严重，腐蚀速率在0.348～2.559 mm/a之间，但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响20#钢腐蚀程度的主要因素：水中Cl-含量越高，20#钢的腐蚀速率越大；温度为40 ℃时20#钢的腐蚀速率相对较大；元素硫的存在会加速20#钢的失重腐蚀和点蚀，最大点蚀深度为4.867 mm/a。通过室内研究，建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫，而且最好不要让集输管线的温度停留在40 ℃左右，以减轻对管线的腐蚀；此外，还要加强对高Cl-含量地层水汇集的集输管线的防腐蚀工作。     

油田二氧化碳驱20~#和L245NS管线钢腐蚀规律研究

根据油田腐蚀环境,研究了Cl~-、Ca~(2+)、CO_2分压、温度和流速对20~#和L245NS两种管线钢的腐蚀影响规律。由于两种碳钢的成分相近,腐蚀速率和腐蚀规律也十分相近。两种碳钢的腐蚀速率均随温度、CO_2压力和流速的升高而增大,但随Cl~-和Ca~(2+)含量变化的规律较复杂。从电化学阻抗谱分析看,L245NS钢的耐腐蚀性能略优于20~#钢,但结合腐蚀速率和极化曲线数据发现,两种钢材的耐腐蚀性能差异甚微。在油田实际生产中,若介质平均腐蚀速率大于0.25 mm/a或点蚀率大于0.38 mm/a,这两种碳钢在应用时必须采取适当的内防腐措施。     

氮气保护下炼化企业停用装置的腐蚀行为研究

模拟停工装置内潮湿环境,对20号钢、16MnR、Cr5Mo和304不锈钢等4种典型材质,在氮气置换保护条件下的腐蚀进行试验,考察了不同氧含量对4种材质腐蚀的影响。利用挂片失重法、3D腐蚀轮廓仪和XRD等手段对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物组成分析。结果表明：气相潮湿环境下,随着氧含量的增加,碳钢腐蚀速率先降低后平稳增加,Cr5Mo和304不锈钢的腐蚀速率均稳定保持在较低的水平;液相环境下,当氧体积分数大于1.0%时碳钢和铬钼钢腐蚀速率有升高的趋势;氧体积分数0.5%~1.0%时各材质在气液两种环境下的腐蚀速率相差不大;碳钢和铬钼钢的宏观形貌基本一致,腐蚀产物主要是疏松的γ-FeOOH和致密的Fe3O4,金属基体腐蚀表现为蚀坑和溃疡状腐蚀;304不锈钢未见明显腐蚀,仍保持金属光泽。选取某企业停工装置的典型部位进行了周期114天的现场挂片实验,结果表明,在氧体积分数0.5%的情况下,各部位停工保护效果良好。     

316L和2205不锈钢腐蚀性能对比

为了深入研究316L和2205两种不锈钢材料的腐蚀行为,结合两种材料的腐蚀特点,研究了特定环境工况下两种材料的点腐蚀与时间的关系。研究结果显示,随腐蚀时间延长,两种不锈钢点蚀程度均不断增加,随后下降。对于点蚀程度而言,在同等环境工况下316L和2205不锈钢均存在点蚀风险,但2205不锈钢具有更加优秀的耐点蚀性能;通过特定工况条件下的均匀腐蚀和应力腐蚀试验对比,结果表明这两种不锈钢具有很优秀的耐应力腐蚀开裂性能,2205不锈钢优于316L不锈钢。     

一种油田用咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果评价

为了评价某区块油田在用的一种咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能,对J55钢在模拟工况环境中进行了腐蚀速率测试试验。通过失重法计算均匀腐蚀速率,采用EDS、XRD、SEM技术分析其腐蚀产物组分和微观形貌,用金相显微镜测量点蚀坑深度并计算点蚀速率。结果显示,该区块以CO2腐蚀为主,腐蚀产物含有FeCO3;在添加不同浓度咪唑啉衍生物类缓蚀剂时,试样表面均以均匀腐蚀为主,但表面有不同程度的点蚀坑。失重法计算结果表明,在模拟工况腐蚀条件下,该缓蚀剂对J55钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀率随着缓蚀剂浓度增大而提高;当缓蚀剂浓度为120 mg/L时缓蚀率最高,J55钢的均匀腐蚀速率仅为0.028 1 mm/a,试样表面未见明显点蚀,该浓度下咪唑啉缓蚀剂具有最佳的缓蚀效果。     

常减压蒸馏装置加工南帕斯凝析油的腐蚀与防护

中国石油化工股份有限公司茂名分公司3号常减压蒸馏装置配炼伊朗南帕斯凝析油后出现泄漏着火事故后,对1,2,3和4号配炼南帕斯凝析油的常减压蒸馏装置的初馏塔、常压塔和减压塔进行了检测,发现4套装置均有严重的腐蚀减薄现象。塔顶腐蚀为HCl-H2S-H2O腐蚀,而塔顶冷凝器在流速小于6 m/s时,以HCl腐蚀为主;在流速大于6 m/s时,以酸性水腐蚀为主,且腐蚀速率随流速增加而增加。对腐蚀严重的常压塔上部采用材质升级（整体内衬3 mm双相钢2205）;增加注水管对换热器进行清洗,同时更换为螺旋折流板换热器,以减少垢下腐蚀;调整工艺操作,严格控制塔顶温度和回流温度,在电脱盐后管线上按2.5 g/t油的量注入质量分数为4%的氢氧化钠等措施后,常压塔顶冷却器的腐蚀速率和污水中氯离子的质量分数均下降了80%,取得了较好效果。     

常减压蒸馏装置塔顶空冷器腐蚀泄漏研究

对中国石化青岛炼油化工有限责任公司常减压蒸馏装置常压塔顶空冷A-101A发生泄漏的管束进行了失效分析,并结合泄漏发生期间工艺操作情况、采样分析数据和常顶系统历史情况对泄漏的原因进行了分析。原油中的有机氯无法通过电脱盐去除,而Cl~-对常顶双相钢空冷器的腐蚀起决定作用。实验显示2205双相钢在HCl溶液中不能形成完整的保护膜,耐蚀性差,其腐蚀速率达33.66 mm/a。该文就腐蚀原因提出了防腐蚀建议:估算露点和氯化铵结盐温度预测腐蚀部位;改变注水方式,进行间歇性大量注水;注意控制塔顶注水水质,降低Cl~-含量;控制常顶回流水pH值在6.5~7.5,如回流水pH值高于8,则应减少中和缓蚀剂注入量,降低结盐风险。