预加氢压缩机（共4篇）
预加氢压缩机 篇1
基于社会化大生产背景分析,经济水平的提升必然导致产业规模化,以促进资源、资本的合理配置,以企业为代表的产业个体要维持大规模、高效率、低成本的生产,机械设备是必不可少的劳动力因素。同时,设备也是实现技术应用的载体,尤其在石化企业中,设备是发挥物质、技术、人力资本功能的基础。因此,只有保障设备的正常运转和良好状态,才能实现经济效益和社会效益。结合石化企业的特征,设备的体系化十分突出,以不同设备构成的生产线具有“联合型”特征,理论上说,对于任何一种设备都应该加强操作监管、保养维护,及时地消除安全隐患,然而从设备功能角度来说,不同的设备(或组件)发生故障的机率不同,产生的影响也不同,在展开设备故障维护管理方面分配的权重也存在差异。
1重整—加氢联合装置压缩机概述
(1)压缩机概述。压缩机是一种典型的流体机械,它能够实现低压气体到高压气体的状态转变,广泛地应用在制冷系统中。在技术的推动下,压缩机的类型不断增加,包括离心压缩机、直线压缩机、螺杆压缩机等,但它的功能机理是一致的。本文中基于重整-加氢联合装置的实际需求,对往复活塞式压缩机进行简单描述。
从机械组件上说,该类型压缩机主要由传动部分、工作部分、冷却系统、调节系统、润滑系统以及机身等其他配件构成。其中,传动部分和工作部分是最主要的构成体系,基于重整-加氢联合装置的应用,传动装置利用电机的联轴器获取旋转动力,带动曲轴一起运动;而工作部分及实现压缩机功能的部分,主要是通过气阀来控制气体的流动(维持单向)实现,换而言之,在压缩机工作部分中,气体的进入和排出是不可逆的。
(2)往复活塞式压缩机工作原理分析。“往复活塞式”说明在压缩机中存在活塞装置,通过曲轴带动活塞杆,在压缩机机身的气缸中进行往复运动。其工作原理是:气体从进气阀进入压缩机气缸,从低压气体转化为高压气体之后,再从排气阀排出,如此重复进行、往复运动。以上可以清晰地看出,往复活塞式发动机的原理并不复杂,无论工作周期多长,它所展开的工作也只有四个步骤,即膨胀、吸气、压缩和排气;高压气体进而作用到重整-加氢联合装置中,在石化企业生产中发挥更大的效率。
(3)重整—加氢联合装置压缩机故障机理。国产压缩机在工艺、质量方面存在缺陷,这是导致故障出现的主要原因,且普遍缺陷导致压缩机故障的常态性。同时,设备的材质缺陷、设计缺陷、安装缺陷等,同样具备导致故障出现的问题。笔者认为,这些问题都可以通过提升制造业水平来缓解,导致重整-加氢联合装置压缩机故障的机理,并不局限于压缩机本身。诚然,压缩机故障检修工作量大、不稳定、不成熟等客观原因是存在的,但忽视两者之间的配合,则是一个最大的故障机理。原因在于,石化企业中的大量设备都是采取“联合”配置的,一旦启动生产,就会进入连续性、满负荷的运转,重整-加氢联合设备亦是如此。相应地,压缩机作为配合装置,缺乏对规格匹配的研究,以及对整体运行平稳状态的监督,导致维护、检修中出现大量的漏洞。例如,与重整-加氢联合装置的装配压缩机功率不足、尺寸不符等。
2重整—加氢联合装置压缩机常见故障与处理措施
(1)压缩机气缸异常及处理措施。在正常工作的情况下,压缩机气缸突然出现异常声响,甚至出现共振现象。导致这一故障的原因是多方面的,例如气阀出现松动、脱落或腐蚀,导致进气、排气不顺畅。压缩机气缸的余隙体积减小,高压气体排出缓慢也是重要原因。此外,压缩机气缸吸入杂质、异物,或者气缸松动、断裂,以及活塞杆螺母松动等,都是导致气缸异常。处理压缩机气缸异常故障的原则是“先整体、后局部”,气缸是压缩机机身的主体构成部分,从整体角度观察气缸是否存在余隙容积不足的问题,并进行增容。然后从外而内,逐步沿着填料函、活塞螺母、气阀、离合器等进行检修,通过肉眼观察即可清晰地发现故障问题。最后,可以打开气缸检查是否吸入了异物并进行清理。
(2)压缩机排气温度过高及处理措施。处理方法上:①检查气缸及冷却器,以及压缩机各部分安装的情况,与安装说明书进行对比,是否存在不一致的地方,这其中包括与重整-加氢联合装置的安装部分;②从操作角度入手,检查是否符合工艺技术标准,操作是否存在顺序问题;③检查气缸内部情况并进行适当清洁;④检查压缩机气阀的压阀召和顶丝是否稳定,一般来说,压缩机排气温度过高的原因这一问题导致比例超过50%。
(3)润滑油压力不足及处理措施。润滑油的功能是实现压缩机各连接部分的有效运转,润滑油入口的管线如果破裂,则很容易被吸入空气,压力明显下降。相应地,业包括油泵供应不足、过滤器堵塞、润滑需求过大、润滑油油量不足等原因。针对润滑油压力不足的解决措施有两个:①补充。观察设备内的润滑油储量情况,一般来说,润滑油量不足是导致压力不足的主要原因;②清理。包括过滤器、润滑设备等空间中,由于吸入尘土、碎屑等杂质,导致堵塞而引起损坏,需要更换配件。
(4)排气量不足及处理措施。作用于重整-加氢联合装置的气体压力不足,石化生产成本会提升,产品质量下降,导致效率降低。压缩机排气的状态是高压气体,因此排气量不足与进气量有直接联系,及低压气体环节存在故障。同时,压缩机的活塞环如果磨损过于严重,或安装存在缺陷,同样会导致压缩效果不理想,高压气体产量不足。此外,气缸余隙容积大、填料处磨损严重等,也不可忽视。在处理措施方面,主要针对低压气缸气阀、活塞环和填料函三部分进行检修,及时更换配件、加强密封性,如果是气缸余隙问题,则要更换或重新设计。
综上所述,加强压缩机常见故障的分析和管理,能够实现重整-加氢联合装置的有效运转,从长远发展角度说,还应提升我国压缩机制造水平,提高从业人员素质,完善管理维护机制,使其在石化企业中发挥更大的作用。
摘要：石化产业是国民经济支柱产业之一,具有典型的工业经济特征,设备体系能否有效地运转直接影响着石化企业正常生产。其中,压缩机属于重整-加氢联合装置的核心影响要素,对装置正常运转、生产效率等有巨大影响。本文基于重整-加氢联合装置在石化企业具备的重点功能展开研究,通过压缩机在生产过程中存在的常见故障分析,提出相应地处理措施,以供重整-加氢联合装置管理、应用和维护人员参考借鉴。
关键词：重整加氢联合装置,压缩机,故障分析,处理措施
参考文献
[1]杨利平,李晓红.重整—加氢压缩机常见故障分析与处理[J].化学工程与装备,2014,08:58-59.
[2]胡德柏,安小进,刘建军.浅析重整-加氢压缩机常见故障分析与处理[J].青海石油,2009,03:75-77.
预加氢压缩机 篇2
1 现状分析
连续重整预处理系统原设计流程为先加氢、再汽提、后分馏三个过程, 这种工艺解决了预分馏塔顶拔头油的质量问题, 减缓了设备腐蚀[1]。装置建成投产后, 由于加热炉F102热负荷不足, 致使预加氢进料温度无法提高到300℃以上, 影响了加氢效果, 使重整进料的质量无法保证。同时, 预加氢油进F102温度偏低, 仅为230℃, 为了保证预加氢温度, 这就使得F102热负荷加大, 燃料消耗较大。
另一方面, 95℃的预分馏塔 (C101) 顶拔头油, 采用循环水冷却后, 经空冷补充冷却。这种流程, 既造成循环水消耗增大, 又因较高温位的油品采用循环水冷却, 导致循环水水温较高。循环水易结垢, 影响换热器的传热效果。
2 改造方案
2.1 工艺流程
2.1.1 改造前流程
现有流程为常温的预加氢油, 进换热器E104与脱氯后的直馏汽油换热达到 230℃, 进加热炉F102。而95℃的预分馏塔 (C101) 顶拔头油则采用循环水经换热器E101和空冷器A101冷却至65℃, 这既造成预加氢油进F102温度偏低, 使得F102热负荷不足, 预加氢进料无法达到反应要求, 燃料消耗较大。同时, 又因冷却预分馏塔顶拔头油消耗大量的循环水, 造成装置能耗上升。针对以上问题, 决定将预加氢处理系统换热流程在原有流程的基础上进行改造。见图1。
2.1.2 改造后的流程
常温的预加氢油首先进入E101/A与预分馏塔顶拔头油换热, 再进入E104与脱氯后的直馏汽油换热。换热后温度达到260℃, 进入F102, 经F102加热后, 预加氢油温度达到300℃, 满足预加氢反应温度的要求。预分馏塔顶拔头油与预加氢油换热后, 直接进入空冷A101冷却。见图2。
2.2 设备选型
为了减少投资, 考虑将一套催化裂化16单元闲置的换热器 (E101/A) 作为预加氢油与预分馏塔顶拔头油换热器。E101/A型号为FWa1200-518-4.0/4.0-4-II, 其管程介质为直馏汽油, 壳程介质为拔头轻汽油。E101型号为BJS1200-1.6-380-6/25-6, 其管程介质为冷凝水, 壳程介质为拔头轻汽油。以E101/A来进行工艺计算, 其工艺参数如表1所示。
1) 计算热负荷[2] (以原有换热器E101管程介质为冷却水来计算)
冷却水的定性温度
t=0.4×32+0.6×20≈25℃
冷却水25℃的比热CP=4.174kJ/kg.℃
冷却水的流率=100 000kg/h
热负荷
Q=0.998×100 000× (32-20)
=5008363.2kJ/h
2) 估算传热面积
计算平均温差
undefined
根据车间标定数据取K值为334.56kJ/m2·h·℃
传热面积undefined
3) 计算G及Re
查图得:
管程 Gi≈882kg/m2.s Rei=3.8×105
壳程 Go≈118 kg/m2.s Reo=8.5×103
其相应流速U为:
管程undefined
壳程undefined
因Re数是合理的, 所以利用该移位利旧设备E101/A是合宜的。
4) 核算压力降
核算压力降是为了确定该型号是否可用。
5) 计算传热系数
undefined
传热面积undefined传热面积安全系数 =68.2%
7) 计算结果汇总
可以采用E101/A型号为FWa1200-518-4.0/4.0-4-II
热负荷 5008363.2kJ/h
总传热系数 K=326.196kJ/m2.h.℃
传热面积安全系数为68.2%
压力降:
管程:0.02 kg/cm2, 壳程: 0.12 kg/cm2
3 结论
1) 预加氢处理系统余热利用项目实施后, 可以优化余热利用, 提高预加氢进料温度30℃左右, 解决预加氢加热炉F102热负荷不足的问题, 降低预加氢加热炉F102燃料气消耗0.15t/h。
2) 预分馏塔顶拔头油与预加氢油换热后, 水冷器E101可停用, 可以减少循环水用量100t/h。
3) 项目实施后, 从装置运行成本方面考虑, 全年开工时间以8000h, 每吨燃料气价格以1000元计, 全年节约燃料气可增效120万元。每吨循环水以0.27元计, 全年节约循环水可增效21.6万元。全年生产成本降低141.6万元, 有一定的经济效益。
4) 该项目实施后, 从节能降耗的角度考虑, 单位产品能耗下降53.8MJ/t, 节能效果显著。
参考文献
[1]张德姜, 王怀义, 刘绍叶.工艺管道安装设计手册[M].中国石化出版社, 2000.
预加氢压缩机 篇3
1 WOODWARD 2301调速系统
WOODWARD 2301调速系统包括一个由7个分立式模块 (磁性传感器、速度变送器、斜波发生器、24V放大器、电源、MOP马达操作电位计和负荷限制器) 组成的控制盘、检测透平转速的磁性探头和执行机构 (接收2301控制盘输出信号并将其转换成蒸汽阀的位置) 。该调速系统控制功能简图如图1所示。
该系统的磁性传感器产生一个与传动齿轮转速成正比的脉冲信号, 此信号由速度放大器放大后送给速度变送器, 转换成与输入信号频率成正比的直流电压信号, 该电压送到24V放大器的求和点, 作为负信号输入。MOP马达操作电位计用来选择给定转速信号 (正常时30%～105%, 超速试验时30%～120%) 。给定值可通过调速开关进行调节, 如果给定某个速度信号作为正的输入电压信号加到24V放大器的求和点, 与速度变送器的检测信号相比较。24V放大器为一个微分放大器, 增大或者减小输出信号取决于求和点的电压代数和。当给定信号大于检测信号时, 放大器输出增大, 驱动执行机构, 阀操作器增大蒸汽阀开度, 提高透平转速, 探头检测信号增大, 传至放大器的求和点, 从而使实际转速与给定转速相吻合。
2 WOODWARD 505数字调速器
WOODWARD 505数字调速器用来控制蒸汽透平的转速, 采用菜单方式编程操作。它将透平控制器和操作面板集中成一个综合的操作、控制面板, 包括一个双行显示屏 (每行24个字节) 和一组功能键盘 (30个键) 。这个面板用于设置505内部参数、编制在线程序并操作透平。在运行模式下可以通过显示屏观察实际转速和设定转速的数值, 并在线修改某些参数, 显示屏还可以显示故障和诊断信息。505调速器具有程序模式和运行模式, 程序模式是对透平操作进行参数设置;运行模式就是透平的正常控制过程, 用来显示操作参数并控制透平的转速。
3 升级方案的制定和难点分析
此次改造的原则是现场的磁性传感器及执行机构均不变更, 整个调速系统的输入、输出信号基本不变。在原有调速系统功能的基础上, 由WOODWARD 505替代原来的WOODWARD 2301。因此改造的难点有:输入、输出信号的匹配;合理、正确的接线;通过正确的组态和编程实现原来的功能。
根据原调速器的接线和功能以及机组的自身特性, 结合505调速器的特点得出其实际应用功能图 (图2) 。基本控制功能可简单概述为速度PID接收现场采集来的透平速度信号, 并将此信号和速度设置值比较后产生一个输出信号, 该信号和阀门限制器的输出通过低信号选择总线后输出给执行机构。依照该功能图, 可进行相应的接线和编程, 图中P表示可编程。
3.1 信号的匹配
改造过程中, 需要匹配的信号包括:转速信号、输出信号、开关量输入和输出信号、模拟量输入和输出信号, 以下对这些信号加以简单介绍:
a. 转速信号。与2301配套的转速信号的频率最大不超过12kHz, 电压幅值最小1.5V;505所需的信号为频率最大不超过12kHz, 电压幅值最小1.5V, 因此频率、电压相符。
b. 输出信号。505和2301均具有20～160mA的标准输出。
c. 开关量输入和输出信号。开关量的输入和输出信号均兼容。
d. 模拟量输入和输出信号。模拟量的输入和输出信号均为4～20mA的标准信号。
3.2 调速系统接线
要保证调速系统合理、正确地接线, 需要做到以下几点:
a. 转速信号。转速信号从2301的速度放大器的OUTPUT端子接出, 连到505的SPEED SNSR1 (速度传感器1) 端子。
b. 允许启动。选取可编程输入点的1号作为505的启动许可输入信号, 此信号从机组仪表盘上的启动信号接出, 在盘后加一继电器。开机时, 按下“启动”按钮, 信号送入继电器, 继电器输出一组常开接点, 连到505的1号接点端子作为其启动信号。
c. 紧急停机。紧急停机是505的专用接点, 是不可编程的。此信号从机组仪表盘上的停机信号接出, 在盘后加一继电器。停机时, 按下“停机”按钮, 信号送入继电器, 继电器输出一组常开接点, 连到505的EMERGENCY SHUTDOWN (紧急停机) 接点端子。
d. 执行器输出。K-102现场执行器接收的是20～160mA信号, 通过编程选择执行器的输出信号为20～160mA。由505的ACTUATOR1号端子接到原2301输出去执行器的端子上。现场蒸汽调节阀由电动阀操作系统和蒸汽调节阀组成, 电动阀操作系统接收505输出的电流信号并将其转换成机械传动, 以控制蒸汽调节阀的开度, 从而控制进入透平的蒸汽量, 并稳定透平的转速。
e. 模拟量读出。选取ANALOG READOUT (模拟量读出1) 作为阀位输出连接到记录仪上, 记录高压阀的开度趋势, 以便在转速出现波动的情况下分析高压阀的开关情况。4～20mA分别对应高压阀开度0%～100%, 这有利于工艺人员的操作, 尤其是开机时, 可以随时监测高压阀的开度。
f. 继电器输出。505共有8个中继器输出可用。其中有两个是专用的, 一个从505发出系统关机命令 (SHUTDOWN) , 另一个报警显示 (ALARM) , 另外6个中继器可以被编程用于各种显示和系统功能。关机命令和报警显示接到PLC的DI输入, PLC的输出接到报警盘上报警。
3.3 505的参数配置
在使用505操作透平前必须进行程序组态。控制器加电、CPU自检完成后, 控制器显示待机状态。操作过程被分为程序模式和运行模式两部分。程序模式用来设置操作参数, 运行模式用来检查操作参数和运行透平。505的程序经过配置, 在透平没有运行时, 是可以被改变的。一旦透平开始运行, 程序将不能改变也不能选择, 但是可以被访问, 所有编程的数值可以被监测。505的参数配置清单如下:
a. 透平启动。505有3种可供选择的启动方式 (手动、半自动和自动) 。一旦“RUN”命令发出, 根据所选择的运行模式, 速度限制点和阀门限制器会由505控制仪自动操作或者操作者进行手动操作。鉴于K-102机组的具体情况, 采用手动启动模式。由于透平和离心式压缩机均存在固有特性——危险转速, 因此开机过程必须避开危险速度范围, 或者尽快通过这个速度范围, 以免造成机组振动过大或者机械损坏;另外, 在透平冷启动时, 必须执行暖机, 然后才能升速。因此空载/额定功能必须被编程以执行临界速度避开程序。速度设置点也不能停止在临界速度带内。根据这个要求, 参数设置包括到最小速度的速率400r/min;使用空载/额定设置, 空载设置值2 000r/min, 额定设置值为8 000r/min;空载/额定速率50r/min;阀门限制器速率2%。阀门限制器可用来限制执行器输出信号 (调节阀位置) , 以帮助透平启动和关机, 阀门限制器的输出、速度PID输出二者中低选值控制透平阀门。阀门限制器也可以用于对系统动态特性问题进行故障寻找。如果确定505是系统不稳定的根源, 可以手动控制阀门限制器来控制蒸汽调节阀的位置。但是, 在这种情况下必须小心操作阀门限制器, 以避免系统达到危险的操作点。
b. 速度控制。MPU探测的齿轮齿数30;齿轮比例为1∶1;在线比例增益17.464;在线积分增益1.552。505的PID设置, 对整个系统的调节质量起着举足轻重的作用。在505初次启动时, 所有PID动态增益项都需要调整, 使之得到最优的控制结果。上述PI参数是在试机过程中反复试验才得出的。当透平在操作状态时, PI参数可以在运行模式下改变。
c. 速度设置点的数值。速度设置点的范围必须在编程模式下设定, 程序通过设置最小调速器速度和最大调速器速度来确定透平正常的操作范围。除非是执行超速实验, 速度设置点不超过最大调速器速度的设置。根据K-102具体情况, 设定过速实验极限为14 000r/min;最大调速器速度13 500r/min, 最小调速器速度8 000r/min;速度设定值的低速率20r/min;使用临界速度;临界速度速率50r/min;最大临界速度7 000r/min;最小临界速度4 500r/min。各种速度之间的关系如图3所示。
d. 驱动器配置。505有两个执行器输出, 都可以编程来和WOODWARD GOVERNOR公司的执行器 (20～160mA或4～20mA) 相连接。K-102执行器接收的是20～160mA信号, 因此将505输出去执行器1号设置为20～160mA。
e. 接点输入。505共有12个可编程输入点, 选取节点输入1功能为外部启动, 接点输入使用功能必须被编程才能被执行。
f. 功能键。功能键F3、F4在505的前面板上, 可以被独立编程为一个功能键。这些功能键可以通过505的前面板来设置各种功能为可用或者不可用, 而无需要求使用外部接点开关。F3键功能为IDLE/RATED (空载/额定) , 这个功能主要被用于开/停机。按下F3键, 屏幕上显示:“PushYes=Rate, No=Idle”“Idle/Rtd Stopped”, 按下YES键, “F3”灯亮后, 转速则会自动越过临界转速升至8 000r/min (最小控制转速) 后停止升速。按下NO键, 转速则自动降至2 000r/min (空载设置值) 。
4 505的试运行
调速系统改造完后, 正式投运之前需进行试运行 (包括单机试运和整机试运) , 以便根据试运行过程中出现的问题对参数配置进行调整。
单机试运是在调速系统改为505后, 由505来控制透平的运行, 透平单机运行时, 转速平稳。根据出现的问题, 对程序做出了相应修改, 如:把执行器0.1%的高频脉动去掉, 越过临界转速的速率由300r/min改为50r/min等。
整机带负荷运行遵循单机试运的开机步骤, 在转速升至8 000r/min以后, 转速出现了波动, 高压阀上下振动, 经判断是PID参数的配置不合适, 调整PID参数, 从记录仪上观察高压阀曲线, 直至在每个速度段都运行平稳。整个调速系统试运行完成后, 正式投入运行。
5 结束语
预加氢压缩机 篇4
关键词：预加氢进料换热器,连多硫酸,应力腐蚀
近年来, 随着加工高硫高氮原油的比例渐渐增大, 石脑油中的硫、氮、氯等杂质含量越来越高, 重整预处理部分的腐蚀与防腐问题也变得日趋严峻。
预加氢是重整装置重要的工序, 主要是对原料石脑油进行脱除杂质和切除组分处理。预加氢进料换热器是预加氢易发生腐蚀部位之一, 设计压力2.3MPa左右, 设计温度200~300℃。工作介质中含有大量的腐蚀性离子, 极易发生腐蚀。
大港石化公司在2012年停工检修过程中, 发现预加氢进料换热器管束有明显穿孔腐蚀现象。由于该换热器属于高压设备, 有必要对该部位的腐蚀机理做进一步分析, 采取相应防腐措施, 防止出现类似情况造成运行危险。
1. 装置概况
预加氢工序的作用是脱除对重整催化剂活性有害的物质, 包括砷、铅、铜、硫、氮、氧、双键烯烃等。金属杂质通过吸附作用沉积在催化剂表面, 而无机杂质则转化为易于脱除的无机物, 如H2S、NH3、H2O等, 使重整原料油中S<0.5μg/g (w) 、N<0.5μg/g (w) 、As<1μg/g (w) 、Cu及Pb均<10μg/g (w) , 并通过加氢反应使双键烯烃饱和为烷烃。
预加氢进料换热器的基本参数见表1。
2. 宏观观察
采用着色检测换热器管束腐蚀情况, 其结果见图1。
管束表面分布大量点状、细小裂纹状腐蚀穿孔, 直径在0.5mm左右, 均匀分布在整个管束各处, 其中尤以弯管段更为严重。截取腐蚀最为严重的弯管段进行失效分析, 以找到腐蚀机理、制定防护措施。
将弯管段管束对剖, 观察其内表面形貌, 除了有红褐色和黑色产物附着外, 局部可见腐蚀坑, 在剖面的厚度方向上, 明显可见深浅不一的腐蚀坑, 最深腐蚀深度为管束厚度的1/4。
3. 失效分析
(1) 金相检验。取弯管段管束横截面进行金相检验, 可见其组织为奥氏体孪晶组织, 未见异常。
(2) 电镜观察。从管束内壁的微观形貌可以看到管束内壁布满了腐蚀产物, 且产物有明显分层现象, 局部可见明显的腐蚀坑, 靠近表面的产物表面较紧实 (见图2、3、4) 。
(3) 能谱分析。表2为局部能谱分析结果。具体分析位置如图2~4所标注区域。从能谱分析结果可以看出, 越靠近内表面的地方, 其氧含量越低, 硫含量越高, 且硫含量差距较大, 说明在底层的产物主要以铁的硫化物为主。由于腐蚀坑较深, 会造成坑底的元素不能准确的识别和检测。图5为开裂管束的内表面能谱分析, 可见与弯管段的表面成分基本一致。
4. 腐蚀原因分析及建议
从运行金相组织检验可以看出, 样品的组织为正常的奥氏体组织, 说明材料本身无质量问题。从电镜和能谱观察的结果可以看出, 腐蚀坑部分的主要腐蚀产物为铁的硫化物, 而一般硫化物的腐蚀形态应该以均匀腐蚀为主。但是管束内壁出现的腐蚀针孔却为典型的局部腐蚀特征, 这种局部点腐蚀现象均与氯离子的存在相关。研究发现, 该部位存在NH4Cl引起的垢下腐蚀造成的冲刷腐蚀和局部腐蚀。在腐蚀分析中并未发现铵盐类物质存在, 可能是由于腐蚀坑检测深度的温度未能检测出, 但并不能排除氯离子的存在。因此管束发生的开裂现象, 应该为连多硫酸的应力腐蚀开裂现象。
管束的运行介质中主要含有H2和H2S, 奥氏体材料在高温H2和H2S介质条件下生成硫化铁, 当反应器停工或检修时与水和湿空气的氧接触反应生成连多硫酸, 即
在这种酸性环境下, 奥氏体不锈钢处于敏化温度区间内或类似于敏化温度的焊接处理时, 就会导致材料迅速的晶间腐蚀或开裂, 即连多硫酸应力腐蚀开裂。在有氯离子存在的情况下, 金属表面钝化膜比较薄弱的地方腐蚀优先发生, 加之试样内部存在的活性通道, 在应力的协同作用下, 由氯引发的腐蚀孔扩展为裂纹。
综上所述, 管束本身并无质量问题, 但在长期运行下, 由于介质内硫和氯的影响, 出现了腐蚀针孔, 在停工期间硫化铁与氧接触形成连多硫酸, 发生连多硫酸应力腐蚀开裂。
针对失效的原因, 在日常运行中应该加强氯离子的监测;其次, 在停工过程中, 根据NACERP0170的推荐规程, 停机和暴露于空气后立即用碱或纯碱溶液冲洗设备以中和硫化物, 或在停机期间用干氮气吹扫防止其暴露于空气中。
5. 结论
(1) 通过对预加氢进料换热器的失效分析, 确定了腐蚀的主要原因为连多硫酸的应力腐蚀开裂。
(2) 装置日常运行中应该加强氯离子监测, 停工时增加吹扫等措施, 防止腐蚀发生。
参考文献
[1]赵延灵.化工设备腐蚀与防护技术讲义, 中国石油大学机电工程学院.