腐蚀原因与改进措施

2024-08-27

腐蚀原因与改进措施(精选7篇)

腐蚀原因与改进措施 篇1

1 浓缩装置概述

浓缩装置主要包括硝酸镁蒸发浓缩、稀硝酸浓缩、和浓硝酸储存, 稀硝酸浓缩由五套独立的浓缩系统组成, 硝酸镁蒸发浓缩由三套 (两大一小) 独立的蒸发系统组成。

1.1 浓硝酸生产原理

在浓硝酸实际生产中, 硝酸与水形成的是二元恒沸混合物, 最高恒沸点121.9℃, 相对应的汽、液相硝酸浓度为68.4%, 达到相平衡, 继续蒸馏气、液相浓度不会改变, 不能得到68.4%以上的浓硝酸。在实际生产中采用特殊的蒸馏—萃取蒸馏。

在硝镁法生产浓硝酸过程中, 将硝酸镁 (脱水剂) 作为第三组分加入稀硝酸中, 增大混合液中硝酸的蒸气分压, 使蒸气中硝酸含量提高。硝酸浓缩塔分为提馏段和精馏段, 提馏段应用萃取蒸馏进行生产 (出提馏段硝酸蒸气为85%左右) , 精馏段应用精馏操作进行生产 (出精馏段硝酸蒸气为98%左右) , 98%硝酸蒸气进入冷凝器冷凝, 1/3回流进入精馏段顶部维持连续生产, 2/3成品酸漂白后进入成品贮槽。

1.2 稀硝酸浓缩的工艺流程

浓度60%左右的稀硝酸、浓硝酸镁溶液 (比为1∶3-4) 进入混合分配器, 混合后中部硝酸浓缩塔进入;浓缩塔下部为提馏段, 浓硝镁溶液吸收稀硝酸中水份后, 成为稀硝酸镁溶液, 从塔底部流入硝镁加热器, 经加热脱硝后流入稀硝酸镁槽, 硝镁加热器中产生的二次蒸汽进入硝酸浓缩塔底部, 作为蒸馏操作的热源。

含量约85%的硝酸蒸汽由提馏段进入硝酸浓缩塔上部的精馏段, 浓缩为98%以上的硝酸蒸汽, 经漂白塔进入浓硝酸冷凝器冷凝为浓硝酸, 再经漂白塔漂白脱除氮氧化物后进入成品酸冷却器, 冷却后的成品酸进入成品酸储槽。工艺流程见图1。

1.3 硝镁加热器的结构

浓缩系统共有五台硝镁加热器, 加热器为双程盘管。换热器尺寸为φ1500 mm (φ900) ×8 mm×长6250 mm×高2065 mm, 换热管为φ25 mm×2.0 mm, 换热面积约为171m2, 材质为304L不锈钢。

2 硝镁加热器腐蚀情况及原因分析

2.1 硝镁加热器因长期接触硝酸镁溶液, 受硝镁溶液冲刷及硝酸的腐蚀而损坏, 影响换热效果, 致使停车检修, 浓缩塔、漂白塔要进行降温, 检修结束后又要进行升温, 该过程中温度变化不均匀就能造成高硅铸铁浓缩塔、漂白塔及冷凝器管破裂, 从而无法正常生产, 因此硝镁加热器盘管经常损坏制约了浓缩装置的稳定运行。

2.2 硝镁加热器腐蚀的原因分析。

全面腐蚀 (均匀腐蚀) :腐蚀程度大致均匀, 设备表面腐蚀均匀。

进入硝镁加热器的稀硝酸镁中硝酸含量约为1.0%, 在约160-170℃的条件下, 含少量硝酸的稀硝酸镁溶液会对304L不锈钢造成较快的腐蚀, 硝镁加热器就会受到均匀腐蚀。

晶间腐蚀:腐蚀是从表面沿晶粒边界向内发展, 外表没有腐蚀迹象, 这种变化通常是由于焊接引起。

硝镁加热器腐蚀的主要原因是晶间腐蚀。硝酸呈现氧化性, 在硝酸介质中不锈钢的晶间腐蚀非常明显, 随着硝酸浓度和温度的升高而更加显著。

磨损腐蚀:金属表面受高流速和湍流状的流体冲击, 保护膜受到破坏, 属冲击腐蚀。高速流动的液体中含有空气, 使腐蚀变得更为严重 (空蚀或气蚀) , 使保护膜受到破坏, 属于磨损腐蚀。

硝镁加热器进料管位于加热盘管的上部, 加热盘管受到高温的稀硝酸镁溶液的冲涮, 腐蚀较快;加热盘管顶部温度最高, 此处硝酸镁溶液温度最高, 脱硝最快, 硝酸蒸汽浓度及温度最高, 进料管法兰短节根部及加热器锥体部位的硝酸蒸汽浓度与温度高, 腐蚀严重。

3 硝镁加热器防腐蚀控制措施

3.1 工艺方面的控制

稀硝酸镁含硝高的原因有:硝酸镁溶液沸腾情况不好、进料比不合适、硝镁加热器有漏点破坏负压、浓硝酸镁浓度不合适、加热器盘管漏蒸汽、操作不稳定等。

为确保稀镁含硝在0.1%左右: (1) 提高硝镁加热器内硝镁溶液的温度, 提高沸腾程度; (2) 调整稀硝酸与浓硝酸镁进料量, 提高稀镁浓度; (3) 调整稀镁蒸发系统, 提高浓镁浓度, 在74-80%; (4) 定期对硝酸镁溶液进行沉降, 滤掉杂质, 提高脱水能力。 (5) 硝镁加热器用1.0MPa的蒸汽, 为保证蒸汽的稳定, 在进浓硝装置前的1.8MPa的中压蒸汽总管上增加一个调节阀, 设定为1.2MPa, 投自动, 确保硝酸镁加热器的操作稳定。

3.2 设备方面的控制

(1) 设备安装时确保浓缩塔、漂白塔塔体正, 防止塔体不正造成塔内液体偏流, 换热不均; (2) 浓缩塔、漂白塔装填料时一定要摆放正且沿塔壁每隔1米加一圈四氟带, 防止液体偏流, 换热不均; (3) 浓缩塔、漂白塔的分布器必须安装水平, 防止液体分布不均匀, 换热不均; (4) 硝镁加热器内的液面确保在加热盘管以上, 减少物料沸腾时对加热盘管的冲涮。 (5) 硝镁加热器物料入口在加热器椎体顶部位置, 一个入口, 对此处进行改造, 将进料入口改为两个, 由加热器底部向上150mm处的水平位置进入, 同时为减少物料的流速设计了一个缓冲槽, 硝镁溶液经过缓冲槽缓冲后再进入硝镁加热器的底部, 降低了物料对加热器的冲刷。

4 结语

硝酸镁加热器腐蚀问题仍然没有彻底解决, 目前只能采用合理的技术方法, 在经济、安全的情况尽量延缓腐蚀的程度, 来确保硝酸浓缩装置长周期安全稳定运行。

参考文献

[1]烟台巨力精细化工股份有限公司.浓硝酸装置操作规程.2014.

[2]济南双硝技术服务公司硝酸培训手册.

浅析钢结构的腐蚀原因与防护措施 篇2

随着时代的发展, 钢材成为最重要的的结构材料之一, 广泛的应用于国内外的各个领域, 但是钢材的化学性质决定了钢材腐蚀的普遍存在性, 腐蚀使钢材的冷脆性能下降、疲劳强度降低、同时带来的人民群众财产损失十分巨大。因此, 对钢材的腐蚀予以足够的关注。并且腐蚀是钢结构最为常见的材料损坏现象。每年我国因腐蚀而造成的金属结构、设备及材料损失量大约是当年钢产量的10~20%。由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的4%。因此, 随着建筑钢结构的发展, 建筑钢结构的腐蚀及其防护的研究具有及其显著的工程实际意义。某工程为煤矿机电设备库, 总建筑面积1988.49平米, 建筑占地面积1253.41平米, 采用钢筋混凝土框架结构, 钢筋混凝土条形基础, 与混凝土结构相比, 钢结构具有结构跨度大, 力学性能好, 承载力强, 易于工业化生产, 绿色环保, 施工安装周期短等优势, 此外, 钢材可以重复使用, 充分体现了绿色环保、可持续发展的理念。

2 钢结构的腐蚀原理

2.1 腐蚀的基本原理

钢材的腐蚀源于热力学性能的不稳定。钢的主要成分是铁, 而铁是在高炉中用炭对赤铁矿 (三氧化二铁) 还原得到的。此反应是在极高温下发生的, 需要大量的能量, 生成的最终产物和最后的钢是不稳定的。但是当暴露于潮湿或者有氧环境时, 钢将趋于恢复原有形态 (三氧化二铁) , 钢的表面只能形成极弱的保护层, 在存在湿气和氧的情况下, 会发生电化学反应的腐蚀, 过程基本上和电解质电池类似。铁离子和羟基离子反应生成不稳定的氢氧化铁, 最终氧化成铁锈。

2.2 腐蚀环境

在潮湿的地方放置一块钢板, 表面会生成锈, 但同样的钢板放置到土中, 生锈的程度会更迅速, 也更严重。可见腐蚀的程度和速度依赖与所处的环境。

2.2.1 大气腐蚀

空气的主要成分是氮气和氧气, 相对的湿度和大气污染物使钢材在空气中腐蚀严重, 二氧化硫对钢材不产生直接的腐蚀作用, 生成硫酸亚铁之类的腐蚀盐类, 通过复杂的化学反应产生腐蚀, 同时在钢材表面进一步吸收湿气, 加剧腐蚀。

2.2.2 水的腐蚀

无氧环境下一般不会发生水腐蚀。水的PH值通常是中性的, 有时也会呈酸性, 此时对钢材腐蚀较大, 水中的溶解物会影响水的导电率、PH值。水中溶解的气体尤其是氧气和二氧化碳与有机物, 同样对腐蚀的类型和程度产生重要的影响。

2.2.3 土壤环境

土壤中的电化学工程也依赖水的存在, 过程更为复杂。一般电阻高的土壤腐蚀最轻微, 比如干燥, 沙质, 岩石类的土壤。电阻低的土壤如黏土, 淤泥土, 盐碱土更具有腐蚀性。

2.2.4 混凝土环境

钢结构中钢柱基础部分都是浇筑在混凝土中, 因此混凝土中的钢筋一旦具备了腐蚀条件, 锈蚀便会发生和发展。钢锈蚀是一个电化学过程, 由铁变成氧化铁, 其体积发生膨胀, 根据最终产物的不同, 可膨胀2~7倍。大量试验研究和工程实践表明, 钢材混凝土表面锈层厚度很薄时 (如20~40μm) , 便可导致混凝土顺开裂, 混凝土一旦发生顺钢材开裂, 腐蚀介质更容易到达钢材表面, 钢材锈蚀的速度将会大大加快。因此钢结构基础首先是受混凝土保护的, 因此, 混凝土质量对防止钢结构腐蚀是至关重要的。包括原材料水泥水化的高碱度, 使钢材表面形成钝化膜, 这是混凝土之所以能保护钢材的主要依据与基本条件, 由于砂含有不等量的氯离子, 能够刺激钢材锈蚀, 我国相关规范不推荐或严格限制使用海砂, 还有各种掺合料 (粉煤灰、矿渣等, 用于改善水泥性能, 降低成本) , 正在大力发展中。凡是能提高混凝土密实性、增强对钢材保护能力者, 均有利于结构物的耐久性;然而, 一些掺合料能降低混凝土的碱度和碱储量, 这是不利于对钢材的保护的, 甚至可引起钢材腐蚀 (与掺合料的性质、掺加量等有关) , 特别是含氯盐的早强、防冻剂, 已经给我国一批建筑物带来严重的钢材腐蚀危害。

3 防腐措施

钢结构的防腐根据GB50046工业建筑防腐设计规范确定腐蚀环境的等级, 再确定各种防腐措施的预期寿命, 从而确定基材表面的处理办法和等级。

3.1 涂层防腐

此方法为目前钢结构中采用最普遍、最常用的方法。涂料基本由固体颗粒即颜料弥散分布于液体中, 当涂料被涂抹在钢材上时, 液态涂料逐渐干燥并把颜料颗粒粘结起来成为紧密结合的固化膜, 使钢材不受有害介质的侵蚀。普通涂料起到将钢材和环境隔离的作用, 防锈底漆可抑制钢材基层被腐蚀, 而富锌涂料还可通过电化学作用保护。由于不受钢结构形状尺寸限制, 使用方便, 还有装饰美化的作用。缺点是耐久性较差, 一段时间后需要进行维修。对于每一道防腐施工工序, 必须提出明确的质量技术规范。例如钢结构预处理时的喷砂等级或手工预处理等级, 防腐施工的环境要求, 油漆的施工工艺规程, 正确选择的油漆涂层或热喷涂涂层的结合性能与厚度现场抽样检测, 抽样进行模拟环境下的腐蚀实验, 涂层外观检查等等, 均需要专人负责。

3.2 镀层防腐

大多数情况下, 有色金属比钢材耐腐蚀性好, 但是价格昂贵。常用于提高钢结构抗腐蚀性能的是锌和铝。镀层防腐可使用热浸镀、喷镀、电镀和扩散度等施工方法, 在钢材表面用金属镀膜保护。在受大气腐蚀严重且不易维修的输电塔、通讯塔等房屋结构中的压型钢板腐蚀中常采用此方法, 这种方法耐久年限长, 生产工业化程度高, 质量比较稳定。

3.3 自身防腐

钢材本身防腐性, 即选用耐候钢。耐候钢是一种低合金结构钢, 在普通钢中加入磷、铜、铬、镍等耐腐蚀元素而形成, 是钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜, 阻碍锈蚀往里扩散和发展, 保护锈成下面的基层, 以减缓其腐蚀速度。

3.4 阴极保护

对于水下和地下钢结构, 一般采用阴极保护的方法, 包括外加电流式和牺牲阳极式两种形式。其中外加电流式需要消耗大量的保护电能, 对整个系统来说不经济。

3.5 混凝土保护

钢结构中处于混凝土保护也是一种很重要的防护措施, 包括混凝土不能使用海沙, 拌合用水氯离子含量, 以及保持适当的高碱度, 不仅对于保护钢筋有意义, 而且对于保持水泥水化产物的稳定性也是非常重要的

4 结语

钢材的腐蚀使一种普遍存在的现象, 若钢结构未采取防腐措施或者防腐措施不当, 由于氧和水分的电化学作用, 将使钢结构锈蚀, 降低钢结构的承载力, 缩短使用寿命, 影响结构的耐久性, 严重的造成重大的资源浪费, 并带来巨大的经济财产损失, 威胁到人民群众的生命财产安全。因此, 无论在设计、施工、使用上, 都要综合考虑建筑所处的环境条件、结构特点、成本等多种因素, 采用最有效的防腐措施以避免钢材锈蚀带来的危害。

摘要:针对某工程的钢结构腐蚀进行分析, 从腐蚀原理及腐蚀过程介绍了不同因素造成的腐蚀, 结合相关规范要求, 阐述了几种不同的防腐措施, 对钢结构防腐具有指导意义。

关键词:钢结构,腐蚀,防护措施

参考文献

[1]沈祖炎.屋钢结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]刘新, 时虎.筑钢结构防腐与防火涂料[M].北京:学工业出版社, 2005.

[3]石磊, 黄波.钢结构防腐[M].北京:《中国科技信息》, 2005.

腐蚀原因与改进措施 篇3

1 石化设备腐蚀进行及使用寿命

随着腐蚀的进行, 石化设备就会出现各种失效, 直到其寿命终止。一般来说, 石化设备寿命终止主要由以下几种因素影响:

第一, 泄漏, 由于腐蚀, 导致器壁减薄, 甚至是穿透, 导致内部的溶液泄漏到外部, 使得设备失效;第二, 破坏, 对于中、高压使用的设备, 如果因为腐蚀导致其被破坏, 或者是因为应力腐蚀开裂等引起破坏, 也会造成失效;第三, 运转受阻以及产品受到污染, 由于金属离子和腐蚀产物等混入到物料当中, 使得产品受到污染, 催化剂中毒或者堵塞了设备与配管, 就很容易导致运转受阻。

2 石化设备由于自身原因造成的腐蚀

(1) 因为缺货, 在材料使用上以低代高:由于在石化设备现场的检修中, 由于供货等原因, 无法找到合适的材料, 而又急需使用设备, 就随意地选择材料凑合应付, 最终导致事故发生。

(2) 为了保险, 在材料使用上以高代低:由于在工程设计当中认为通过高等级的材料来替代低等级材料, 就可以提升设备的耐腐蚀性, 使得其强度也相对的提升, 但是实际上并非如此, 在某一些条件, 以高代低, 反而会加快设备的失效。

(3) 材料管理不当, 出现错用误用情况:在制作设备, 现场施工过程中, 因为设备的多种多样, 如何材料不能合理管理, 就很容易出现材料混淆, 等到投入使用后就容易发生事故。

(4) 设备材料的设计标准与实际的加工介质之间存在一定的差距:由于设备的材料设计标准无法满足实际的加工介质的变化需求, 这样也容易导致设备失效。

(5) 对于设备的焊接与现场检修工艺控制不当:在石化企业设备的停车时, 常常忽视施工工艺, 并且施工工艺也不容易控制, 导致在设备投入运营之后, 设备却出现了过早的失效现象。

(6) 设备结构设计不当:由于石化设备结构设计上存在不当之处, 导致刚度强度, 应力局部过于集中, 甚至是出现了振动现象, 并且考虑到耐腐蚀性, 也会导致设备出现过早的失效现象。

3 石化设备防腐的有效措施

3.1 合理的选择材料

设备的腐蚀速度很大程度上取决于材料。材料的正确选择首先要考虑到材料本身具有的抗腐蚀性能, 对于抗腐蚀材料而言, 包含了金属与非金属两类。一般非金属材料多用于黑色金属的防腐。目前, 国内外应用最多的金属材料是普通的碳钢, 其主要的缺点是抗腐蚀性能偏低, 必须进行涂层防护, 如此才能延长设备的使用寿命。另外, 还可以使用铝合金、合金钢、玻璃钢等新型的设备材料。对于耐腐蚀性金属材料的选择需要考虑到介质的温度、性质与压力;考虑到设备的结构与类型, 考虑到产品的具体要求;考虑到材料的来源与价格。

3.2 通过表面涂层来进行设备防腐

在石化设备的表面涂刷漆也可以达到防止腐蚀的目的, 这也是最常见的一种措施。一般来说, 涂层防护不会改变设备的强度与结构, 只是在外部涂抹防护层, 确保设备与周围的介质相互隔离, 避免出现腐蚀现象。目前, 环氧树脂、酚醛树脂等是最常见的油料涂漆。通过表面涂层来进行腐蚀的防护首先要了解需要涂漆对象的表面形状、材质、使用情况以及现场的环境等, 并且能够考虑到机械性能、漆膜的漆刷能力、漆膜的老化等多种因素进行综合性材料选择。在表面涂层中, 为设备做金属覆盖层也是一种方式。通过具有良好耐腐蚀性能的金属涂刷在设备结构的表面上, 在这一层材料的覆盖时一般都是通过点焊衬里、带状衬里焊接或者是塞焊也就是将覆盖金属切长方形焊接到母材之上, 主要是通过:压延、爆炸复合、堆焊等;对于母材的选择上, 使用电位比底的金属进行表面覆盖, 将其作为牺牲阳极, 也能够满足防腐要求。

3.3 做好设备结构防腐优化

在设备的结构设计上应该考虑到逐渐过渡、厚度等原则, 尽可能保持较低的热应力以及局部应力, 避免高应力区的存在。对于结构设计, 还需要确保在使用过程中设备腐蚀介质停滞的减少、避免热负荷分配不均匀、积存腐蚀产物等情况的出现。

3.4 通过环境的处理来降低腐蚀

一般来说, 都是在金属表面上适当地添加缓蚀剂制作成为保护膜, 这样就可以对金属的腐蚀速度加以抑制, 达到防腐蚀的目的。比如:将亚硝酸盐、铬酸盐等加入, 都可以在金属的表面形成氧化膜, 锌盐、磷酸盐、聚合磷酸盐等加入, 可以让金属的表面形成沉淀, 这样也可以形成保护膜。胺类表面活性剂的加入可以在金属表面上通过吸附作用形成保护膜。在部分工艺炼制的过程中, 为了避免腐蚀性的酸性气体的产生, 就可以前置脱盐、脱气装置等。脱除溶解在水中的氧为防止中性水所引起的碳钢腐蚀;在氯化物、硫化氢以及二氧化碳等介质的输送中, 前置脱水装置, 将水分去除可以避免室内大气的腐蚀, 这样也可以让金属表面长时间地保持在露点以上。此外, 也可以将装置内部的腐蚀程度和水分控制在指标要求之下。

4 结语

考虑到石化企业本身的连续作业、易燃易爆、有毒有害等特点, 并且装置也逐渐朝着大型化的方向发展。因此, 由于设备操作过于苛刻, 事故发生率大幅度提升中, 腐蚀所造成的设备失效占据了较大的一部分。所以, 做好石化企业设备的防护技术与安全生产就成为石化企业永恒的主题。

摘要:最近几年, 石化企业设备在正常运行过程中受到腐蚀的危害程度越来越重, 从而受到了相关人士的广泛重视。因此, 本文首先对石化企业设备腐蚀的进行与使用寿命进行了简单分析, 然后对何种原因导致石化设备出现腐蚀进行了阐述, 进而找出有效的防腐措施, 希望能够提升石化企业设备的使用寿命, 确保其正常运行。

关键词:石化企业,设备,腐蚀,措施

参考文献

[1]白烁星.浅析化工机械设备的管理与维修[J].化学工程与装备.2012 (01) :145-146

[2]刘春荣.浅谈化工机械设备的防腐设计及措施[J].装备制造技术.2011 (10) :78-79

腐蚀原因与改进措施 篇4

1.1、焦炭塔盖腐蚀

焦炭塔C-101A/B/C/D最高工作温度为505℃, 工作压力为0.3Mpa, 工作介质为热油气。焦炭塔弧形顶盖材质15CrMoR。采用液压系统自动锁紧, 型式为自动顶盖机Ⅱ型, 腐蚀裕度5mm。

2012年年初以来, 弧形顶盖开始发现不时有油气外冒。对4台焦炭塔的弧形顶盖进行了检验。发现弧形顶盖密封面腐蚀明显, 靠内缘四分之三的密封面遭受全面腐蚀, 腐蚀深度约0.5mm。有一定程度减薄。

1.2、开工线及冷焦水溢流口腐蚀

焦炭塔材质上部:15CrMoR+0Cr13;下部:15CrMoR;过渡段:14Cr1Mo, 壁厚40/22+3mm, 塔底温度500℃, 塔顶温度常温~415℃, 塔顶压力0.17Mpa介质:油气、焦炭。安全阀及开工线、冷焦水溢流口规格Φ377×11mm, 工作压力:0.17MPa工作温度:常温~415℃, 介质:油气, 材质1Cr5Mo。

2012年12月测厚发现4台焦炭塔的安全阀及开工线中上部、冷焦水溢流口直管段中上部减薄严重, 最小厚度分别为4.3mm、3.8mm。

1.3、管线腐蚀渗漏

对35条管线间歇操作管线结构排查, 发现放空塔C-401塔顶安全阀接管泄漏;焦炭塔油气线到放空塔C-401侧线法兰处渗漏;焦1至焦4油气线由于晃动使在焦炭塔顶处的限位架被撞弯, 起不到限位作用等。最严重的是C-401塔顶安全阀接管泄漏, 由于间歇操作温度变化, 加之C-401塔振动, DN150的接管连3个安全阀, 只有接管一个固定点, 导致接管泄漏。

二、焦化装置常见腐蚀的原因分析

焦炭塔原料为减底渣油、掺炼污泥, 减压渣油含硫化物、环烷酸、氮化物和盐等腐蚀介质, 在焦化炉高温下腐蚀介质部分分解, 在焦炭塔冷却和切焦时, 原料中的硫还可与冷焦水反应生成H2S。从焦炭塔顶出进分馏塔的腐蚀介质有:NH3、HCl、H2S、H2O等。当金属温度在沸点100℃和121℃之间时, 水较不易蒸发, 在水露点以下运行的设备容易在金属表面凝结, 有大量湿气存在的地方腐蚀温度会超过121℃。

焦炭塔是一种从室温到高温周期性运行的塔器。运行周期为24h, 进油时塔体局部最高壁温超过475℃, 介质的温度为495℃, 由下至上在393-475℃之间。操作压力0.15-0.17MPa。生焦阶段和水力除焦阶段, 其间最低温度40℃, 最高温度达近500℃。

在焦炭塔生焦和水力除焦阶段, 安全阀及开工线都处于低温盲区, 介质不流通, 冷焦水溢流口偶有冷焦水流过。经测温计检测, 温度均低于50℃。水汽随时在低温处结露凝结, 即使焦炭塔开盖时H2S、NH4Cl、NH4HS也不能随之逸出。冷凝液吸收NH3、H2S、HCl形成焦炭塔顶部低温部位H2S-HCl-NH4ClNH4HS-H2O酸露点腐蚀环境, 所以焦炭塔顶存在减薄机制。

硫化氢形成的保护膜受盐酸腐蚀而破坏, 氯化铵腐蚀性与盐酸一样。介质中含有N、S、Cl等时, 反应生成NH3、H2S、HCl, 冷却过程中生成NH4HS、NH4Cl, 存在相态平衡分布:

NH3 (g) +H2S (g) NH4HS (s) , NH3 (g) +HCl (g) NH4Cl (s)

NH4HS浓度<35%的水溶液对碳钢的腐蚀是典型的碱性溶液中的硫化物腐蚀, 其机理可表示为:

Fe+2HCl→FeCl2+H2→FeCl2+H2S

NH4HS浓度>35%时, FeS与NH4HS反应, 生成氨离子络合物, 将FeS保护膜从金属表面剥离, 焦炭塔是一种从室温到高温周期性运行的塔器。运行周期为24h, 进油时塔体局部最高壁温超过475℃, 介质的温度为495℃, 由下至上在393-475℃之间。操作压力0.15-0.17MPa。生焦阶段和水力除焦阶段, 其间最低温度40℃, 最高温度达近500℃, 在焦炭塔内外形成极高的温差, 工作中承受的温差疲劳应力, 是造成焦炭塔失效的最主要的原因。

三、针对腐蚀采取的预防措施设计

从全局角度考虑应该在以下几方面改进设计, 加强腐蚀防护工作: (1) 将叶轮材质升级为316L, 平稳操作, 改进管线结构。; (2) 弧形顶盖腐蚀属高温硫腐蚀, 对其腐蚀发展密切关注, 及时采取检维修措施; (3) 已采取加伴热及保温增厚 (4层硅酸铝棉) 措施、建议材质升级为0Cr13或OCr13复合板卷制、控制原料中的氯含量。 (4) 停工期间腐蚀检查:在停工过程中开展装置腐蚀调查工作, 掌握装置腐蚀情况。

3.1、针对低温部位腐蚀所采取的预防措施设计

低温部位的腐蚀主要以工艺防腐为主, 工艺防腐措施应严格执行总部颁布的工艺防腐管理规定, 控制各项指标达到要求。应开启压缩机后注水, 分馏塔顶空冷器前注水、分馏塔内的注水量要保证, 防止铵盐加结晶腐蚀。分馏塔顶出口管线的缓蚀剂注量要足量, 防止低于120℃的低温部位发生H2S+HCl+NH3+H2O腐蚀减薄及开裂。酸性水的腐蚀加强测厚, 及时更换。腐蚀严重部位增加腐蚀介质分析项目及频次。

3.2、针对高温部位腐蚀所采取的预防措施设计

首先加强测厚, 根据情况调节频次, 将设备、管线的接管或短节纳入腐蚀监测与分析范围。应防范液位计等仪表薄壁接管露点腐蚀。必要时采用其他无损检测方法进行检测。

3.3、针对腐蚀探针及腐蚀在线监测系统所采取的预防措施设计

在分馏塔顶及其空冷器前后腐蚀比较严重的区域安装腐蚀探针和在线壁厚监测系统, 监控塔顶低温系统的腐蚀, 并在塔顶安装在线pH控制系统。

结论

治理腐蚀的最好办法是预防为主, 防治结合, 要定期进行装置腐蚀定性分析, 或RBI分析, 及早识别, 及时控制。对已经发生的腐蚀现象应该积极改进设计, 以更加适应现场工艺。

摘要:2#焦化装置在运行过程中, 经常会由于各种原因出现设备腐蚀现象, 如:焦炭塔盖腐蚀、开工线及冷焦水溢流口腐蚀等。本文在对2#焦化装置常见腐蚀现象进行分析的基础上, 找到了腐蚀原因, 并进行了预防腐蚀的改进设计。

关键词:间歇操作管线,腐蚀,减薄,设计,改造

参考文献

腐蚀原因与改进措施 篇5

1.1 原油采出水性质

夹杂于原油中开采出来的间隙水实际是一种矿化度较高的矿化水, 尽管油田采出水成分有较大差异, 但总体来讲是一种强电解质溶液。油田采出水中应该特别注意的是以下几点:

(1) 油田采出水在部分流程中为封闭体系, 溶解氧极低, 但在敞开流程中溶解氧也是基本饱和的。而且由于溶解了大量的C O2和H2S (随不同油田而不同) , 以及添加的化学药剂等原因, 油田采出水一般呈酸性, PH在6左右。

(2) 按照油田采出水中优势离子的不同, 油田采出水又可以进一步分为碳酸氢钠型、氯化钙型等等, 不同类型的油田采出水又呈现出自己的腐蚀污损特点。

(3) 油田伴生气体CO2和H2S的影响。深层地层水含有大量CO2, 属于有机物氧化的产物。H2S存在于含硫油田, 在原油形成的过程中同时生成了这种气体。

1.2 几种主要腐蚀形态

1.2.1 均匀腐蚀

钢铁在油田采出水所处的P H值、温度、含氧量等环境条件下, 难以形成稳定的钝化状态。一般来讲, 钢铁腐蚀后产生的阴极、阳极产物会在基体表面形成一层不同价态的氧化铁锈层, 虽然这层腐蚀产物不如钝化膜那样完整致密, 但在一定程度上也阻滞了氧的进一步扩散速度, 降低腐蚀速率。但在油田采出水中溶解氧和CO2的协同作用下, 甚至难以形成腐蚀产物层。因此, 此条件下钢铁遭受均匀腐蚀为主。

1.2.2 坑蚀

坑蚀是指在钢铁表面发生的肉眼可见的具有一定面积和深度的局部腐蚀, 面积一般在几个平方毫米到几个平方厘米, 深度一般在1mm以上甚至穿孔。油田采出水环境中, 氯离子浓度比较高, 管道内壁沉积、磨损等则是诱发小孔腐蚀的外因。在现场我们发现坑蚀与垢层的形成密切相关, 这可能与垢层的疏密程度有关。

1.2.3 缝隙腐蚀

缝隙腐蚀是腐蚀性介质中金属材料的缝隙和其它隐蔽部位经常发生的严重局部腐蚀之一。当金属之间或与非金属之间存在缝隙时, 缝隙内外的氧浓度和电解质溶液组成常有差异, 并且伴有自催化作用。由此形成活化—钝化电池或氧浓差电池后更加剧缝隙, 内部 (阳极区) 的腐蚀。

1.2.4 接触腐蚀 (电偶腐蚀)

接触腐蚀泛指不同材质间相接触并处于电解质溶液中所发生的电化学腐蚀。接触材料中包括金属和非金属材料, 其中不同金属或相同金属不同状态之间的接触腐蚀又称为电偶腐蚀。电偶腐蚀中作为阳极的金属部分发生氧化而遭受腐蚀, 而作为阴极的金属部分则往往得到不同程度的保护。

2 采出水处理系统运行概况

王十六转目前采用的水处理技术包括:

(1) 物理重力分离法。重点是去除采出水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类。

(2) 滤床吸附法。主要对经前期处理后的采出水进行精细处理, 出去采出水中的细小的油珠和悬浮物。

(3) 化学法。主要是通过向采出水中添加药剂, 使细小的悬浮颗粒聚集成较大的悬浮颗粒而沉降, 便于与水相分离。

3 油田采出水的防腐措施

控制或防止油田采出水系统的腐蚀有很多方法, 主要有:

(1) 改变水体组成, 如通过改变p H值, 除去溶解氧等措施来消除采出水中引起管线设备的腐蚀因子;

(2) 使用缓蚀剂以及杀菌剂各种药剂;

(3) 采用阴极保护;

(4) 提高管线设备的材质。

目前本站采用的是方法 (2) , 即通过采用在隔氧条件下通过添加絮凝剂、杀菌剂和缓蚀剂来抑制采出水处理设备和采出水管线的腐蚀。

目前我站使用的无机絮凝剂型号为XN—90, 从现场使用情况看, 絮凝剂的适宜用量选为80mg/L。

我站使用的杀菌剂为AD52—168以及Q D—707两种型号, 杀菌剂的适宜用量为100m g/L。为了节约水处理费用, 目前我站采用冲击式加药。为避免细菌产生耐药性, 将这两种杀菌剂交替使用。

4采出水系统防腐的改进措施

在控制或防止采出水系统的腐蚀的各种方法中, 我站仅仅采用了第二种方法, 故控制采出水的腐蚀仍有很大的改进空间。

其中包括改变水体组成, 如通过改变pH值, 除去溶解氧等措施来消除采出水中引起管线设备的腐蚀因子、对管线进行阴极保护以及提高管线设备的材质等方法。下面我们从实际出发探讨这些方法的实际应用。

4.1 pH调节剂的优选

采用NaOH作为p H调节剂, 现场配制成4%NaOH溶液, 分别将1000mL采出水原水pH值调节至7.0、7.5、8.0、8.5, 充分搅拌, 并观察实验现象。

从表1可以看出, 本实验选用NaOH溶液调节采出水的pH值至7.5作为最终处理后废水的适宜pH值。

4.2 采用阴极保护

采用阴极保护对采出水系统进行防腐是一种成熟的工艺技术, 防腐效果也比较理想。

4.2.1 阴极保护的两种方法

(1) 牺牲阳极法:将被保护金属和一种可以提供保护电流的金属或合金 (即牺牲极) 相连, 使被保护体极化以降低腐蚀速率。

(2) 强制电流保护法:将被保护金属与外加电源负极相连, 由外部电源提供保护电流, 以降低腐蚀速率。

(3) 提高管线设备的材质

提高管线设备的材质也是一种防腐措施, 但也由于费用较高我们可以将重心转为对注水管线的防腐方面, 及对管材的涂层保护中。

对金属设施采取涂层防腐措施是最直接、最经济的方法, 防腐涂料时涂层防护的关键, 试验和实践证明, 环氧型和环氧聚氨酯型防腐涂料的耐油、耐温、耐采出水性能较好, 应用前景广阔。

参考文献

[1]油气田腐蚀与防护技术手册编委会.油气田腐蚀与防护技术手册[M].北京石油工业出版

[2]杨云霞.我国主要油田采出水处理技术现状及问题[J].油气田地面工程

腐蚀原因与改进措施 篇6

基于石油产业所使用的顺丁橡胶装置产品一旦发生腐蚀现象, 就会造成生产停工的现象, 持续作业会导致管线崩裂、污染物泄漏等事故, 严重影响联合生产的正常进行, 甚至会造成重大的安全事故。

中国石油公司某分公司从2010年正式投入生产, 2012年开始出现装置泄漏事件, 经检查主要原因集中在凝聚单元回收装置系统的腐蚀方面;在2013年, 顺丁橡胶装置的腐蚀所导致的问题日益突出, 在设备方面的表现为:出口阀体腐蚀泄漏、管线腐蚀泄漏、叶轮腐蚀脱落、回收容器罐出现腐蚀性裂缝等问题。以上腐蚀性问题中, 有的出现一次后经过补救措施在较长一段时间内运行较为平稳, 但还有一些腐蚀性问题经过修复之后依然频频出现腐蚀事故, 较为严重的如回收溶剂水冷器。

2 顺丁橡胶装置发生腐蚀的原因分析

在进行腐蚀性问题预防之前, 首先要搞清楚顺丁橡胶装置发生腐蚀问题的原因。

顺丁橡胶是我国目前生产规模最大的人工橡胶产业, 顺丁橡胶产品的应用很广泛, 尤其是在石油化工产业中, 由于其具有较好的抗磨性、抗压性特点, 所以很多适合很多装置的生产;在顺丁橡胶的生产过程中, 人工合成材料想要实现高强度的特点, 需要利用催化剂进行合成。其中三氟化硼乙醚络化合物就是主要的催化剂之一。

催化剂的特性是, 本身不发生反应, 不会造成能量和质量损失。但作为一种化学反应中介物质, 它可以加速所需要的目的反应速度和效果, 因此在工业化化学生产中存在一种催化剂回收工艺。由于催化剂不参与反应, 那么在回收不彻底的情况下, 催化剂就会残留在顺丁橡胶生产的胶液中, 并随着胶液的转移进入存储罐;随之进行“闪蒸”工艺, 即在液体饱和状态下迅速降低压力, 这一过程中会有大量的丁二烯和残余三氟化硼乙醚络化合物析出。

气体物质析出之后经过回收可以继续使用, 但残留出来的丁二烯和三氟化硼乙醚络化合物等物质就会与凝结出来的水分子结合, 然后形成氢氟酸和硼酸等物质。在酸性物质的作用下, 就会导致顺丁橡胶装置的腐蚀性出现。

从化学性质角度分析, 氢氟酸主要的腐蚀对象是金属类物质, 它本身就是化学工艺中常用的电解质溶液。金属元素的化学性质非常活跃, 遇到氢氟酸就会变成“电池”, 发生电化学反应, 腐蚀现象自然就无法避免。

3 顺丁橡胶装置防腐措施策略

鉴于顺丁橡胶的优质特性, 国内外都在大量生产和应用, 所以在生产方面的工艺技术也比较成熟。但是, 相对于顺丁橡胶自身容易产生腐蚀性的特点, 目前还没有特别优质的解决方法, 尤其是在石油工业中对生产管线的腐蚀现象。要彻底解决这一问题, 可以通过化学方式和新材料管材的方式。

3.1 化学工艺方面

首先, 由于顺丁橡胶装置中产生酸性物质的主要是三氟化硼乙醚络化合物所形成的硼酸, 最简单的方式是, 通过减少三氟化硼乙醚络化合物的应用来减少硼酸的生成量, 或者改变现有的催化剂体系, 采用新的催化剂产品来代替三氟化硼乙醚络化合物产品。同时, 也可以通过降低酸性催化剂的含量来降低酸性转换率。

其次, 通过中和反应来减少酸性腐蚀。酸与碱的中和作用属于化学手段, 在顺丁橡胶装置中加入碱化系统, 通过碱液的作用实现酸碱中和;应该说这种方法在理论上是非常可行的, 但是在工业化的操作中还存在一些问题, 主要是由于丁二烯等物质不能够溶于水且存在较多, 形成独特的“油包水”现象, 中和效果并不理想。为此, 碱洗一般会进行多次, 并配合水洗来进行。

3.2 物理工艺方面

除了化学手段之外, 物理手段同样可以实现防腐蚀的措施, 这主要从作用于设备管线的角度进行防范。结合发生腐蚀的现状, 一般设备的管线都是金属材料制造的, 例如不锈钢材。可以通过更换防腐蚀性的特地树脂材料或者高分子材料来代替原有设备管线。这种方法的优点在于更换方便, 施工速度更快, 同时在维护工艺上更加简单。但是, 物理方法本质上还是一种“治标不治本”的消极方式, 同时全部更换设备管材也会造成很高的成本, 对企业的生产运营是一种压力。

物理手段的采用原则是在特殊的部位进行修改, 尤其是在一些动态性较强的部分。

综上所述, 作者认为采取物理和化学方法相结合的方式, 可以完美地解决腐蚀性问题。

4 结语

在化工产业中各类装置的腐蚀是不可避免的, 但可以通过相对应地措施来进行预防。顺丁橡胶装置的防腐蚀性研究目前还不成熟, 需要从工艺和设备两方面进行改造, 这样才能够从根本上消除腐蚀性的影响。

参考文献

[1]郝新焕, 崔轲龙, 马红杰.顺丁溶剂油回收系统的腐蚀与防护[J].腐蚀与防护, 2013, 09:852-855.

[2]郝新焕, 孙伟, 王奕.乙烯顺丁橡胶装置溶剂油系统腐蚀分析[J].腐蚀与防护, 2004, 09:392-394.

[3]赵敏, 康强利, 孔朝辉, 马红杰.化工装置腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护, 2010, 04:21-24.

[4]高瑞文, 李迎, 刘同金.顺丁橡胶装置溶剂回收系统腐蚀问题分析及对策[J].弹性体, 2002, 02:23-26.

污水罐的腐蚀原因及其防护措施 篇7

炼油厂10 000 m3污水罐主要储存来自常压、催化、加氢等装置的污水,其长期温度为40~60 ℃,短期温度70~80 ℃,污水pH值为6.5~11.0,污水组成如下:90~130 mg/L Cl-,12 000~20 000 mg/L NH3 ,7 000~13 000 mg/L CN-,10 000~19 000 mg/L S2-,600~900 mg/L 酚类。

污水罐原采用氰凝防腐蚀涂层,涂层厚为200 μm。运行不到2 a出现大量穿孔泄露。开罐检查发现,漏点主要集中在焊缝周围,且漏点处有明显的裂纹。

1 腐蚀原因分析

1.1 涂层失效

污水对涂层的破坏主要是因为酚类杂质有极强的渗透性,在一定温度作用下,其活性更大,渗透性更强,酚类分子在短时间就能穿透涂层到达金属表面而产生腐蚀,再加上硫化氢及氨的共同作用而使腐蚀加剧,造成涂层起泡剥落,进而失效。

1.2 腐蚀破坏

当涂层失效后,腐蚀介质直接与罐体接触,其中:Fe+H2S→FeS↓+2[H]反应生成的[H]在钢铁表面聚集,其中一部分渗入到内部,并在钢铁的晶格和缺陷点(钢铁中夹杂物和气孔等缺陷点)聚集形成氢气,造成氢脆现象,使钢铁分层、鼓泡,进而开裂;同时,CN-可以溶解附着在钢铁表面的FeS,使铁与H2S的反应不断进行,加速腐蚀;并且NH3能提高污水的pH值,高pH值又促进CN-与FeS的反应。

2 防护措施

2.1 涂料的选择

根据污水介质腐蚀的特点,选择了12种涂层体系进行现场0.5 a的挂片防腐蚀试验,结果见表1。

从现场挂片试验结果可以看出,过去防腐蚀中广泛使用的乙烯类树脂涂料和聚氨酯防腐蚀试验涂料耐污水腐蚀性最差,在严酷的腐蚀试验环境中效果较好的环氧呋喃涂料,在污水中也未表现出明显效果,经过0.5 a浸泡后液相表面出现密集小泡。YJ呋喃涂层更是发脆易剥落,变色严重,基本失效。

环氧沥青及环氧沥青鳞片涂料经0.5 a试验,涂层已疏松,用力可刮去。

具有阴极保护的富锌和富铝涂料用作污水罐涂料,效果也不理想,其中锌、铝牺牲阳极也不能使之免受腐蚀,特别是富锌涂层,涂层较薄,表面腐蚀严重。富铝涂层只是在气液交界处出现一些腐蚀产物。由此可见,它不能单独用作污水防护涂层,如果与耐蚀性很好的面漆配套使用,则可能发挥更好效果。

环氧鳞片涂料涂层表面有强度,但部分树脂成分被溶蚀,表面呈粗糙的鳞片状,且气相部分有较多小泡。普通环氧防腐蚀涂料也出现气泡,并且有扩大趋势,随着时间的加长,有可能剥落失效,也不适合用于污水的防腐蚀涂料。

在污水防腐蚀工程中使用的高强国漆,经过0.5 a的挂片也出现了大量气泡,涂层强度受损,可以刮掉,可见,也不合适在污水中使用。

试样效果最好的涂层是WF40含硫污水介质专用防腐涂料配套体系,涂层表面完好,光滑平整,强度高,未出现气泡,几乎没有侵蚀损坏。WF40含硫污水介质防腐涂料中的树脂是硬橡胶改性环氧聚合物,很好地弥补了环氧树脂的不足,树脂在耐腐蚀性和抗渗性方面大大改善,同时又发挥了环氧树脂力学性能好、固化过程中收缩小、附着好的特点,是理想的污水防腐蚀涂料品种。

2.2 施工

对罐体的漏点及开裂处进行焊接加强处理后,表面喷砂达到GB 8923-88中规定的Sa 2.5级,然后按二道底漆三道中间漆二道面漆的配套体系涂装,涂层总厚度不低于400 μm。

3 效 果

WF40含硫污水介质防腐涂料作为污水罐的防腐蚀涂料,经过4 a的使用,污水罐运行正常,未出现泄露等事故。2008年6月初开罐检查,涂层虽有腐蚀介质附着在表面,但未出现气泡、破损等,涂层强度较高,破坏涂层观察发现,罐体金属表面依然呈喷砂后金属光泽,腐蚀介质未渗透到基材,涂层起到了很好的保护作用。

摘要:炼油厂污水因为含有Cl-,NH3,CN-,S2-和酚类等强腐蚀介质,短时间内就能致使污水罐常规防腐蚀涂层起泡、剥落失效,最终导致罐体穿孔泄露。经现场多种涂料挂片试验筛选,采用WF40含硫污水介质专用防腐蚀涂料对腐蚀介质有很好的防护作用,从2004年使用至今,罐体运行正常,使用效果良好。

上一篇:水污染与人体健康下一篇:供热系统的平衡调节