某炼油厂常减压装置换热器腐蚀情况分析

针对某公司500万吨/年常减压装置换热器E-502设备在使用过程中发生的腐蚀失效问题,通过金相组织观察、SEM、EDS及XRD分析,研究了换热管的腐蚀失效原因及机理。结果表明:换热管内、外表面均发生了局部腐蚀,且外表面要比内表面腐蚀严重;换热管外表面腐蚀产物中的主要物相有α-FeO(OH)、Fe2O3和Fe3O4,内表面腐蚀产物有大量非晶体,以及少量Fe3O4和Fe2O3;E-502换热器的腐蚀作用主要来源于溶解氧对碳钢的电化学腐蚀及含盐污水中高含量Cl-的吸附、渗入膜内破坏膜的保护性,引起了坑蚀核,在自催化作用下导致孔蚀破坏。     

高含硫天然气净化装置胺液冷却器换热管腐蚀失效分析

某高含硫天然气净化厂的中间胺液冷却器换热管多次发生腐蚀泄漏,采用宏观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜观察、腐蚀产物成分分析等方法,对换热管进行了失效原因分析。结果表明:管束的失效形式为局部腐蚀减薄;由于管束的内涂层局部破损,在破损部位发生冷却水腐蚀,生成的腐蚀产物覆盖在破损部位表面,引起垢下腐蚀导致管壁局部腐蚀穿孔。     

表面蒸发式空冷器管束失效分析与防护研究

目的 查明表面蒸发式空冷器管束失效原因,提出避免再次失效的对策。方法 目测管束失效部位宏观形貌,用金相显微镜得到管束基体的金相组织,用电子显微镜观察管束失效部位的微观形貌,用能仪谱获得管束基体及其失效部位的化学成分等。结果 目测可见失效部位管件表面有红褐色腐蚀产物存在,且管壁减薄非常明显,远离失效部位的管件表面完好;金相显微分析表明,管件基体金相组织与标准20#钢金相组织吻合;电子显微镜观察表明,管壁表面腐蚀产物疏松多孔;能谱分析表明,管件基体化学成分主要缺少了Cr、Ni、Cu这3种合金元素,管壁表面腐蚀产物化学成分由Fe、Zn、O、S组成。结论 Cr、Ni、Cu合金元素的缺失导致了管基体耐蚀性能降低,管程内烃类介质的含硫组分和管壳外换热介质的氧成分成为腐蚀源,电偶效应下的全面腐蚀导致管件基体快速减薄而穿孔泄露。使用化学成分符合国标的20#钢生产管束,并保证管束表面镀锌层的完整性,尽量减少烃类介质的含硫组分和换热介质的氧等含量,可以避免管束再次失效。     

MDEA再生塔塔底重沸器管束腐蚀分析与对策

采用金相显微镜、XRD、SEM和EDS等观察分析手段对脱硫再生塔塔底重沸器管束的腐蚀原因进行了分析。结果表明:重沸器管束穿孔部位表面呈现大量蜂窝状腐蚀坑形貌,存在大量S、Cl等腐蚀元素,腐蚀产物主要为FeS₂、FeS的混合物。腐蚀失效主要是由于原料中的H₂S、CO₂以及Cl-等酸性介质构成RNH₂-H₂S-Cl-热稳定性盐及H₂O体系的腐蚀和气泡腐蚀所致。并针对失效原因,提出了改进措施和建议。     

三效连续蒸发结晶装置中TA10换热器的失效分析

目的 针对国内某化工厂氯化铝生产线上三效连续蒸发装置中换热器发生的换热管束泄漏事故,进行相应的失效分析,找出其原因,以避免相似的腐蚀失效事故再次发生.方法 采用宏观检测方法确定发生腐蚀的位置及腐蚀的宏观形貌,由全浸试验确定TA10合金在管、壳程工况下的耐蚀性,通过电镜扫描观察表面腐蚀的微观形貌,最后借助能谱分析和X射线衍射的方法确定腐蚀产物的成分.结果 换热器中挡流板被腐蚀,其表面金属发生大面积不规则剥落,换热管束外侧发生严重腐蚀,金属大面积剥落,管程出口处只有焊缝处发生明显腐蚀.TA10合金在管程工况下不会发生腐蚀,而在壳程工况下,会发生较为严重的腐蚀,腐蚀表面呈现出多层状结构,且表面形状无规则,生成的腐蚀产物为TiH2.结论 TA10合金在壳程工况下,并不能达到良好的耐蚀效果,现有工艺条件下,露点的产生使换热管外侧有高浓度盐酸产生,其会和TA10合金发生严重的吸氢反应,从而导致氢致开裂以及吸氢脆化,伴随气体的冲刷,便出现了金属大面积剥落现象,换热管与管板在连接处发生缝隙腐蚀,缝隙内钛作为阳极发生溶解.最后针对性地提出了防腐蚀建议.     

加氢裂化空冷器管束失效的多相流数值分析

对加氢裂化空冷器换热管内流体进行了多相流数值计算.分析了衬管尾部结构对管束失效的影响,结果表明,衬管尾部直角结构在流体下游诱发涡流,产生高剪应力区,易发生冲刷腐蚀,而45°倒角结构和1:10锥角结构较为合理,同时对管内垢物的分布对流动状态的影响进行了分析,发现垢物沿轴向分布的不均匀改变了管内流体的流速.在垢物层最厚位置之后形成高剪应力区.产生冲刷腐蚀.计算结果与在役空冷器更换下来的换热管束腐蚀泄露位置吻合.     

某煤化工厂蒸汽换热器管束的泄漏原因

某煤化工企业空分装置的一蒸汽换热器管束发生了泄漏失效。为防止此类事故再次发生,对失效管束进行了宏微观形貌观察、扫描电镜分析及能谱分析,结合化工工艺分析确定其失效原因。结果表明,该换热器管束泄漏失效是由于碱腐蚀作用引起的点蚀穿孔。最后,针对换热管的是失效原因给出了合理的改进建议。     

基于有限元模拟分析重沸器管束失效行为

目的针对某重沸器在生产过程中发生的管束泄漏问题,开展失效行为及原因分析,为此类重沸器的失效控制提供理论依据。方法基于此类管束的服役工况和生产标准,通过化学成分分析、金相组织检验、腐蚀产物分析等理化检验,以及有限元数值模拟的方法,综合分析重沸器管束材料性能、腐蚀机理和温度场及流场的特征。结果该重沸器管束理化检验结果表明,其化学成分符合相关标准的要求,金相组织未见异常,其外壁穿孔处堆积了一层疏松的腐蚀产物,其化学成分组成为C、O、S、Fe和少量Cl,物相组成为Fe_3O_4、Fe_2O_3、FeCO_3和CaSO_4。流场有限元模拟结果表明,壳程凝析油的流速整体较低,存在流体滞留现象(约1.5×10-4 m/s)。温度场有限元模拟结果表明,壳程存在一处局部高温区(约105～112℃)。结论该重沸器管束失效行为是在局部高温区和流体滞留区的管束外壁发生严重的CO2局部腐蚀,较高含量的Cl-穿透FeCO_3腐蚀产物膜促进点蚀而进一步加剧了管束腐蚀的进程,进而导致管束发生外腐蚀穿孔泄漏。     

换热器波纹管失效分析

某种换热器的主要换热元件波纹管使用后发生严重损坏。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱（EDS）等手段对失效波纹管进行断口宏、微观分析、能谱分析、金相检验及化学成分分析,以确定其失效原因。结果表明：该波纹管的失效性质为应力腐蚀,波纹管断口形貌以沿晶断裂为主,断口上可见明显的腐蚀产物,断口内壁有明显的腐蚀坑和由腐蚀坑发展的裂纹,能谱分析结果表明断口腐蚀产物中含有一定量的S和Cl元素;分析认为波纹管在加工过程中的残余应力和使用环境中的Cl-是导致其发生应力腐蚀的主要原因,此外材料中Cr含量偏低也是导致其发生应力腐蚀的另一原因。     

不锈钢换热管泄漏失效的原因

某化工企业多台管壳式换热器在服役3～4 a后陆续发生泄漏,拆卸后检查发现换热器内部大量304不锈钢换热管存在开裂或穿孔现象。通过宏观形貌分析,扫描电镜及能谱分析,金相检测,化学成分分析、晶间腐蚀试验、残余应力测试等手段对不锈钢管失效原因进行分析。结果表明：换热管出现穿孔和开裂失效的主要原因是材料发生了晶间腐蚀及应力腐蚀。换热管材料304不锈钢具有晶间腐蚀敏感性,换热管内外壁都存在明显的残余拉应力,且介质中存在S、Cl等腐蚀性元素,换热管材料同时具备以上3种应力腐蚀开裂的必要条件而发生应力腐蚀开裂。     

HSn70-1船用冷凝管腐蚀穿孔失效分析

某船用HSn70-1冷凝管使用过程中出现腐蚀穿孔。通过化学成分、金相组织和能谱分析以及扫描电镜等方法对失效样品进行了分析。结果表明,介质中的Cl~-引起管内壁局部点蚀,加上冲刷腐蚀、脱锌腐蚀、晶间腐蚀的交互作用,引起腐蚀加速,最终导致穿孔。提出了预防或延缓腐蚀穿孔的措施。     

某电厂锅炉水冷壁管爆裂原因分析

通过宏观分析、金相、SEM、能谱、XRD等手段分析了水冷壁管失效原因。结果表明,水冷壁管发生了酸性氢腐蚀,锅炉长期水质较差,且运行过程中pH值偏低是其腐蚀减薄的主要原因,而腐蚀产物中沉积的Cu及其氧化物,形成垢下腐蚀环境,加速了水冷壁管的腐蚀,最终在锅炉介质应力作用下发生脆性爆管。     

化学镀镍换热器管束腐蚀破裂失效分析

针对化学镀镍换热器管束腐蚀破裂进行分析,采用XRD物相分析、EDS成分分析、力学性能测试、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析、电化学测试等手段,分析了管束破裂的原因。结果表明,管柬外表面镍磷镀层局部发生破坏后对碳钢管束基体的加速电偶腐蚀是管束发生破裂的主要原因。     

Enhancement of Service Life of Steam Generating Tubes in Oil-Fired Boiler for Power Generation Employing Plasma Spray Technology

The effects of Ni-50 mass% Cr alloy coating, that is plasma-sprayed onto the fire-side of steam generating tubes in a heavy oil-fired boiler, on the high temperature corrosion resistance were examined. One of the severe environments in the industrial manufacturing facilities, where thermal sprayed coatings are employed, is the high temperature corrosion such as the oxidation, sulfidation, and low melting fuel ash corrosion in the fire-side of boiler tubes. In the fossil fuel-fired steam generating boiler facilities, the degradation or failure of steam generating tubes that were derived from the contaminants in a lower grade fuel have often occurred. The situation of degradation of the water evaporator and superheater tubes and corrosion-preventing effects of plasma sprayed coating are described. The enhanced effects of plasma sprayed Ni-50 mass% Cr alloy coating for the suppression of hot corrosion failure of the steam generating tubes of boiler are summarized.     

乙烯装置TS-212粗苯反应换热器腐蚀失效分析与防护措施

某乙烯装置TS-212粗苯反应换热器发生腐蚀泄漏,采取X射线衍射、能谱分析、扫描电镜等检测手段,对该管束进行了失效分析,结果表明,TS-212发生的腐蚀主要是由CO2+H2O腐蚀体系所引起的,而系统中存在的O2更加剧了这种腐蚀。另外,腐蚀速率受CO2分压、流速、温度、保护膜和溶液成分等诸多因素的影响,尤其是壳程湍流引发空泡腐蚀产生的冲刷和冲击作用加剧了腐蚀破坏作用。据此结论提出了系统的防治措施。     

高压装置应力腐蚀失效分析及防护

针对高压装置E408I换热器频繁泄漏问题,结合生产工况对换热管进行了腐蚀失效分析,通过专业检测分析手段,结合高压装置特定的运行条件,指出了产生管束应力腐蚀开裂的条件因素,同时从材料方面分析了更新后设备故障率更高的因素之一。该分析结果及建议在相似工艺条件下,已运行换热器及更新换热器的管束应力腐蚀的防护方面,具有一定的借签作用。     

长庆油田某采油厂集输管道内腐蚀原因及腐蚀机理

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等对长庆油田6个典型区块管道腐蚀失效的原因进行了分析,并对腐蚀机理进行了探讨。结果表明:6个典型区失效管道的组织为铁素体和少量的珠光体,元素分布均匀,化学成分符合20#钢的标准规定。1号、3号、4号、5号、6号典型区块腐蚀穿孔管节腐蚀产物的主要成分为铁的氧化物(Fe2O3、Fe3O4)。2号典型区块腐蚀穿孔管节腐蚀产物的主要成分为铁的氧化物(Fe2O3、Fe3O4)和铁的硫化物(FeS)。1号、4号、5号、6号典型区块管道主要发生了二氧化碳腐蚀。2号典型区块管道发生了二氧化碳和硫化氢腐蚀。3号典型区块管道发生了二氧化碳和氧腐蚀。     

Early corrosion failure of copper tubing used in air-conditioning units

This paper analyses the causes of the early corrosion failure of phosphorus deoxidized copper tubes which formed part of an air-conditioning unit. The failure of the tubes occurred after 2–3 months service time. X-ray photo-electron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) techniques were used. Corrosion tests were also performed at the laboratory using three types of uncorroded copper tubes, 40, 80 and 100% relative humidities, 20 and 40°C temperature, and two commercial lubricant oils. Organic acids, chloride and sulphur were found as sources of corrosion failure.     

Failure analysis of leakage on titanium tubes within heat exchangers in a nuclear power plant. Part I: Electrochemical corrosion

Titanium tubes generally exhibit superior resistance against electrochemical corrosions amid seawater for their passive films TiO₂. However, hydrogen‐assisted corrosion (HAC) is actually the Achilles' heel to titanium materials when the temperature exceeds near 70 °C. In this event, severe degradations like quick thinning and leakage were frequently detected on a large number of titanium tubes exposed to natural seawater environment within heat exchangers in a nuclear power plant, which caused serious safety problems. This paper is the Part I of totally two parts conducted for the whole failure analysis study, mainly focusing on electrochemical aspect of failure causes and their behaviors. By means of over ten kinds of characterization methods, the analysis results identified that the HAC induced by the interaction effects between galvanic corrosion and crevice corrosion led to local bulges of the inner walls of some titanium tubes, and then the bulges were quickly thinned and eventually ruptured under the eddy erosion from the seawater containing sediment particles. Finally, relevant mechanisms were addressed in detail and prevention methods were proposed as well.     

冷加工对含Mn铝合金管腐蚀行为的影响

采用SEM,TEM,动电位极化和浸泡实验研究了机械冷加工变形对汽车散热器高Mn(0.22%,质量分数,下同)和低Mn(0.08%)铝合金管在0.6 mol/L NaCl(pH=6)和SWAAT(ASTM G85,pH=3)溶液中的腐蚀行为的影响.电化学极化测试表明,无形变时高Mn铝合金直管的点蚀电位最高;但冷加工能降低高Mn铝合金弯曲表面的点蚀电位,而对低Mn铝合金的点蚀电位没有明显影响.TEM观察发现,冷加工后高Mn铝合金中有大量纳米尺度的富Mn析出相,在低Mn铝合金中却没有观察到这种析出相,阴极极化测试表明,富Mn相能显著促进阴极反应,富Mn相相对Al基体为阴极相,因而是点蚀萌生的部位.添加Mn尽管有利于提高铝合金的耐蚀性,但机械冷加工会弱化这一效应.