腐蚀防护处理范文

腐蚀防护处理范文（精选9篇）

腐蚀防护处理 第1篇

关键词：聚异丁烯装置,后处理设备,AlCl3,氯化聚异丁烯,腐蚀与防护

锦州开元石化公司聚异丁烯装置于2000年建成投产,其主要工艺是以混合C4为原料,AlCl3为催化剂。AlCl3水解及氯化聚异丁烯高温分解生成的酸性物质,会对设备、管线造成强烈腐蚀。通过碱洗、注碱性水、注氨等工艺可有效的减缓这种腐蚀,但由于设备与管线存在死区、冷区等,装置开车以来腐蚀泄漏事件就经常发生。在2005年以前,公司聚异丁烯装置每年因腐蚀泄漏抢修次数达10次左右。经过多项技术改造后,从2006年开始,聚异丁烯装置因腐蚀泄漏次数逐渐减少,但仍然维持在每年5次左右。

聚异丁烯装置2009年9月停车检修。 2010年1月6日,脱丁烷塔重沸器(E-113)出口管线现场温

度指示表(TD-116)接管焊道物料泄漏,少量液体物料侵入保温层中造成自燃着火。2010年1月10日,发现T-102塔底液位仪表(LIC-114)短接焊道处泄漏;1月11日,发现T-103塔壁上部与托架连接处穿孔。聚异丁烯装置立即进行停产抢修。

上述现象表明,聚异丁烯装置后处理部分存在腐蚀加重现象,给安全生产造成很大隐患。因此,有必要对设备腐蚀情况做详细的调查与分析,从而找到切实可行的整治措施,保障生产安全。

1腐蚀情况及原因

1.1后处理装置概况

聚异丁烯装置后处理部分流程如图1所示。

后处理部分工艺流程大致为:物料(C4、聚异丁烯、低聚物、固体混合物及少量水)进入聚结器(D-114)除水(70℃,0.87 MPa),然后进入过滤器(FIL-104)除渣,再经换热器(E110)加热到120℃,进入脱丁烷塔(T-102)脱去C4。重组分(聚异丁烯、低聚物、固体混合物及少量水)由塔底排出,经中压蒸汽(3.5 MPa)加热器加热到230℃,然后进入闪蒸罐(D-117);C4回流至T-102。重组分经换热器E-114加热到230℃,进入T-103脱去低聚物。T-102与T-103塔顶出口气相管线均有注氨水管线及在线pH计(2005年12月技改项目),可监测pH值并手动控制注氨量。

图1中,过滤器(FIL-104)为2009年10月份投用新设备,不在此次调查范围内。腐蚀调查包括:现场勘察照相、腐蚀样品提取、样品实验分析、测厚(采用质监站数据)等内容。根据腐蚀调查结果,结合工艺条件、历史数据、专家经验介绍及文献资料做出腐蚀严重部位的原因分析。

1.2 腐蚀介质

1)盐酸的腐蚀

AlCl3水解产生盐酸,造成腐蚀,反应式如下:

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AlCl3为强腐蚀性物质,暴露在空气中的三氯化铝吸收空气中的水分形成盐酸烟雾,水解在常温下就能进行,且反应剧烈。 自聚合反应发生后,AlCl3就和反应后的混合产物共存,只要和水接触就会发生水解,但要对设备和管线造成严重腐蚀,必须具备以下3个条件:

a. 有AlCl3和水的接触;

b. 用来中和酸性物质的碱的量不足;

c. 酸性物质存在液相。

2)氯离子的腐蚀

氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质,当接触到钢铁表面时,便迅速破坏钢铁表面的钝化层,即使在强碱性环境中,依然会发生氯离子引起的点蚀。在水充足的条件下,活化的钢面形成一个小阳极,未活化的钢表面成为阴极,结果阳极金属铁溶解,形成腐蚀坑。这个过程主要有下列反应:

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Fe(OH)3若继续失水就形成水化氧化物,一部分氧化不完全的变成Fe3O4,在钢铁表面形成锈层。由于铁锈层呈多孔状,即使锈层较厚,其阻挡进一步腐蚀的效果也不大,因而腐蚀将不断向内部发展,最终形成孔蚀[1]。

在有氯离子存在的情况下,在未处理过的焊缝及热影响区,或应力集中区的周围焊缝处就会发生应力腐蚀开裂。这是由于溶液中的氯离子使金属表面的钝化膜受到破坏,在拉应力的作用下,钝化膜被破坏的区域会产生裂纹,成为腐蚀电池的阳极区,连续不断的电化学腐蚀最终可能导致金属的断裂。这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大,即使是微量的氯离子,也可能产生应力腐蚀[2]。

3)硫的腐蚀

在D-114中的腐蚀产物中含有铁和硫,且在打开时有物质发生自燃,证明腐蚀产物有可能为硫化亚铁。原料中的硫对设备产生了腐蚀,生成硫化亚铁。水及HCl的存在可促进硫腐蚀:

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1.3设备及管线腐蚀原因分析

1.3.1氯化聚异丁烯分解产生的腐蚀

脱丁烷塔(T-102)再沸器温度较高,而氯化聚异丁烯(PIB-Cl)在230℃下就会发生分解,生成氯离子。物料中夹带的固体催化剂三氯化铝在较高温度下腐蚀性也显著增加。在较高的温度下,如果氯离子和三氯化铝遇到凝结水,腐蚀将会很严重。因此,T-102塔及再沸器、闪蒸罐是聚异丁烯装置腐蚀严重的区域。如,2002年T-102塔底TI-136热电偶接管法兰泄漏(停产后进行了堵焊填平处理),之后塔底压差下接管法兰泄漏(采取更换法兰处理),T-102塔顶冷凝器E-111A/B发生的多次泄漏,T-102塔回流泵P-116A/B也因腐蚀多次更换泵壳等等。

因存在高温,D-117的腐蚀更加严重。2000年开车后仅半年多,D-117液位指示仪表(LIC-117)的膜盒表面就被腐蚀脱落,更换后也仅使用不到三个月(膜盒表面材质更换耐成酸腐蚀的介质后情况有所好转)。2004、2007年的设备检测,均发现D-117底部存在严重积液腐蚀,已出现大面积腐蚀坑。局部测厚表明,底部由原来的8.0 mm减薄到7.1～7.7 mm(未测冷点死区部位)。2010年1月,发现D-117液面计接管及法兰、液位指示仪表接管及法兰、顶部闲置阀门的接管及法兰、以及现场压力表接管及法兰都已腐蚀严重。

E-113管束也已因泄漏而更换(2008年4月)。

这些现象表明,系统的腐蚀一直存在。因固体催化剂体系的原因,系统的腐蚀还将继续存在。

在装置设计时,为避免这种由工艺技术本身带来的腐蚀,在物料进入T-102前设计了聚结器脱水罐,也在T-102塔塔顶注入氨水中和来自T-102的酸性物质,以保护塔顶冷凝器、回流罐等设备。2005年增加回流罐在线pH值的技术改造,有效地缓解了T-102塔顶冷凝器和回流罐等设备的腐蚀。因此,这些设备的总体腐蚀并不严重。

1.3.2AlCl3水解产生的腐蚀

2010年1月6日,巡检时发现脱丁烷塔再沸器(E-113)出口管线现场温度指示表接管焊道物料泄漏。E-113为中压蒸汽加热器,介质主要为C4、聚异丁烯和低聚物。它与脱丁烷塔(T-102)、闪蒸罐(D-117)、塔顶冷凝器和回流罐等设备相连接,操作温度235℃,操作压力0.55 MPa。

根据T-102操作温度变化情况,怀疑进料预热器(E-110)或再沸器(E-113)有泄漏。经打压检测,确认E-113管板螺栓孔泄漏,使得蒸汽窜入物料。AlCl3与蒸汽接触后,迅速水解,形成酸性气体。由于物料在E-113温度为230℃,超过盐酸露点,所以E-113本身腐蚀并不重。酸性气体随物料经管线进入D-117,并在冷区凝结成盐酸,然后造成E-113出口管线现场温度指示表接管焊缝处泄漏。同时,酸性气体随物料进入D-117后,在死区、冷区形成盐酸,这就是造成与D-117连接的脐子腐蚀及罐底部腐蚀沟的原因。酸性气体随碳四从D-117经管线回流至T-102,除了在冷区形成盐酸露点腐蚀外还存在着酸性气体对管线的冲刷腐蚀(弯头处表现尤为突出)。酸性气体随碳四进入T-102后,由于在第一层塔盘内存在气液两相,形成盐酸。但注氨口在塔顶,此处的氨不足以中和盐酸,因而在塔盘上形成严重的盐酸腐蚀,以至于在短短几个月内将塔盘腐蚀掉。另外,酸性气体进行入T-102时,对回流口附近的塔壁造成冲刷,形成点蚀。

表1和表2是对泄漏处进行的能谱分析。

表1、表2表明,样件内壁O、Cl含量均较高。Cl含量偏高,证实了上述关于酸性气体在冷区凝结的推断。在酸性环境中,一般焊缝的耐腐蚀性要比母材低,从而发生焊缝选择性腐蚀。这是因为焊缝金属是铸造结构,存在晶粒粗化、成分改变、组织不均匀等缺陷。图2所示的白色区域应为氯化铝化合物的残留。

1.3.3硫介质产生的腐蚀

物料(聚异丁烯、低聚物、固体混合物及少量水)经E-114加热后进入T-103,脱去低聚物。T-103上部操作温度225℃,操作压力0.25 MPa,下部操作温度220℃,操作压力0.28 Mpa, 塔体的材质为16 MnDR。

塔体原始厚度12 mm ,封头原始厚度14 mm。2004年3月,实测塔体和封头厚度(局部)分别为11.6、13.4 mm。

现场勘察发现,T-103发生腐蚀部位位于塔壁与托架连接处。托架根部的塔壁已减薄,甚至穿孔泄漏。托架是插入塔壁后焊接的,穿孔泄漏发生在焊接热影响区附近,可能是焊接热影响区组织存在缺陷。T-103塔顶注氨,塔内物料应为碱性,腐蚀坑内可见白色腐蚀产物。

表3和表4是对蚀坑部位进行的能谱分析。

从表3、表4的能谱分析表明,样件表面元素分别为C、O、Si、S、Fe等,其中C含量较高,可能是因为有有机物料附着所致。样件表面含有的O和S元素为腐蚀敏感元素,S元素应来源于物料中的微量硫。且从表3、表4的对比看出,蚀坑边缘的氧元素较蚀坑底部含量高,而硫元素情况恰好相反,即蚀坑底部富S贫O,说明S元素发生了局部富集。S元素的局部富集说明此区域存在缺陷,而此处的缺陷恰是塔壁与托架的焊接造成的。从腐蚀的形貌上看(图4、图5),没有腐蚀结瘤现象,排除了微生物腐蚀的可能。并且操作温度不足以造成高温硫腐蚀,因此,塔壁的局部腐蚀应为一般性的S介质腐蚀。

2防腐蚀措施

2.1现有条件下的措施

1)减少物料中水的含量

物料中的水尽量脱出。特别注意,不能额外增加水分,如前述因泄漏使蒸汽的窜入。

2)保证中和碱过量

在现有的工艺中,碱中和是减缓腐蚀的重要手段,应尽可在前工序中中和完AlCl3。碱中和AlCl3有3个重要因素:一是碱与AlCl3的接触程度;二是碱与AlCl3的接触时间;三是碱的过量系数。在前两者不变的情况下,应保证碱的过量,这样才能保证中和完AlCl3。本装置中有多处pH值监测点,可以随时监测pH值,然后通过手工调节注氨量。可以考虑增设pH值监测点及注氨点,并可考虑由手工控制注氨改为自动控制。实践证明这种手段是有效的。

3)加强保温管理

在调查中发现,有很多严重腐蚀发生在死区、冷区。所以,可以为仪表建立循环线,对阀门等保温困难部位可以做成保温箱或拌热箱。

4)控制系统中的硫含量

如果系统中含有硫,会使设备腐蚀加重,所以要搞清硫的来源,并严格控制系统中的硫含量。

2.2其它改进措施

1)改变中和碱

现有工艺中,所注的碱为无机碱的水溶液,一旦碱量不足,就会发生AlCl3水解。所以,可以考虑注入无水的有机碱。

2)更改关键设备材质

标准双相不锈钢(2205型)是中等合金化的双相不锈钢,具有优异的耐腐蚀性能,适于制造氯化物和硫化氢介质条件下的设备。可以考虑在关键部位把设备材质升级为双相不锈钢等耐腐蚀材料[3]。

参考文献

[1]魏宝明.金属腐蚀理论及应用[M].北京:化学工业出版社,1984.

[2]左景伊.应力腐蚀破裂[M].北京:工业出版社,1985.

腐蚀与防护管理规定 第2篇

第一条 为加强腐蚀与防护管理工作，提高腐蚀与防护管理水平、延 长设备使用寿命，保证炼化装置安全、平稳、长周期运行，依据国家相关 法律、法规和《炼油化工企业设备管理制度》，制定本规定。

第二条 本规定适用于炼油与化工分公司归口管理的炼化企业腐蚀与 防护的设计、选型、采购、制造、安装、使用、检验、修理、改造、更新、报废等方面的管理工作。

第三条 本规定是对腐蚀与防护管理的基本要求，各企业在生产、技 术引进与开发，新、改、扩建项目和设备管理中，必须严格执行国家有关 法律、法规及本制度。

第二章 管理职责

第四条 炼油与化工分公司按照《炼化企业设备管理制度》的规定，依据其职责，全面管理各地区公司腐蚀与防护工作，指导各地区公司不断 改进和加强腐蚀与防护管理工作，提高腐蚀与防护管理和技术水平。

第五条 中国石油炼化企业腐蚀与防护工作中心在炼油与化工分公司 的领导下，负责炼化企业的腐蚀与防护技术管理工作。

（一）组织或参与腐蚀与防护规章制度、标准、规范的制定；

（二）组织与实施腐蚀与防护的研究、技术攻关与推广；

（三）组织或参与日常、装置停工检修期间腐蚀检查工作；

（四）组织开展技术交流与培训等工作；

（五）负责腐蚀与防护管理系统的推广应用。

第六条 各地区公司分管副经理依据《炼化企业设备管理制度》管理 要求和职责，全面负责企业腐蚀与防护管理工作。

第七条 各地区公司应建立健全腐蚀与防护管理体系，明确各级、各 部门、各单位的职责，保证腐蚀与防护全过程管理的落实。各地区公司设 备管理部门是腐蚀与防护的主管部门，负责腐蚀与防护全过程管理，应设 专（兼）职技术人员负责腐蚀与防护管理工作。

第八条 设备管理部门职责 :

（一）负责设备腐蚀与防护的管理工作。贯彻执行腐蚀与防护有关的 法律、法规、标准、规范及本规定。

2（二）制定腐蚀与防护的管理规章制度，参与审查工艺操作规程和岗 位操作规程。

（三）组织或参与腐蚀与防护的设计、选型、采购、安装、使用、检验、修理、改造的全过程管理。

（四）组织建立健全腐蚀与防护档案，完善相关腐蚀与防护资料。装 置检修、改造后及时整理归档，实行动态管理。

（五）负责编制腐蚀与防护工作规划和计划，做好防腐设施的日常巡 检与维护工作，保持防腐设施完好。

（六）组织或参与腐蚀失效原因的调查、分析和处理。

（七）组织有关部门做好腐蚀与防护技术攻关，推广应用新工艺、新 技术、新设备、新材料，加强腐蚀与防护的培训与技术交流，不断提高腐 蚀与防护的技术装备与管理水平。

（八）负责腐蚀与防护管理工作的检查与考核。

（九）负责对工艺防腐蚀措施的评价及效果的检查与考核。

（十）组织或参与工业水水质的管理工作。

（十一）制定腐蚀监（检）测方案，建立腐蚀监测体系，加强腐蚀监（检）测数据的汇总、分析工作。

（十二）组织做好装置日常、停工期间的腐蚀检查工作。

（十三）参与事故应急措施和救援预案的编制和演练，组织或参与事 故调查和处理。第九条 生产技术管理部门职责：

（一）组织编制相关的工艺操作规程和岗位操作规程，并符合防腐蚀 技术要求。

（二）负责工艺防腐蚀的技术管理，并对防腐蚀的相关工艺操作进行 监督。

（三）组织工艺防腐蚀技术方案的审定和药剂质量的评定及筛选，对工艺防腐蚀措施出现的问题，进行技术研究与攻关。

（四）负责组织编制事故应急措施和救援预案，组织或参与事故调查 和处理。第十条 工程建设管理部门职责： 贯彻执行国家和集团公司、股份公司的有关规范、规程、标准，监督 施工单位严格按防腐蚀设计的技术要求进行施工，并组织对施工质量进行 验收，按规定提供完整的竣工资料。第十一条 物资供应部门职责： 按照采购计划，依据设计文件、技术协议、相关规范的要求进行采购 与验收，负责及时交付相关技术资料。

第十二条 检修单位职责 负责按有关规程及检修方案，编制合理的施工方案，确保检修质量，并配合做好腐蚀检查工作。第十三条 设备检测单位职责 根据企业设备防腐蚀管理工作的要求，做好各类腐蚀监（检）测工作，提供完整的监（检）测资料，为设备腐蚀状况的分析判断提供依据。第三章 防腐蚀设计

第十四条 按照国家和行业标准，根据装置的生产工艺、介质的腐蚀 情况，设计合理的工艺及设备防腐蚀方案，以达到安全、经济、有效、可 行的目的，并重点考虑以下方面：

（一）设备选材时，充分考虑工艺介质的腐蚀特性、流动状态与相态、温度、压力及设备的应力状况、冲击载荷等因素，按照相应标准或导则合 理选材。

（二）在设备设计时，应充分考虑结构对腐蚀的影响，选择合理的结构，避免设计不合理造成设备腐蚀。

（三）在电化学保护设计时，应对土壤腐蚀等相关参数进行检测，并

应避免过保护引起的腐蚀加剧和其它安全问题。

第四章 工程施工与验收

第十五条 防腐工程的施工、质量验收，必须符合国家、行业和中国 石油有关标准、规范和规程，应选择具有相应施工资质、技术力量和装备 能力强、业绩良好的承包商进行施工。

第十六条 工程施工前应重点做好以下准备工作：

（一）承包商应按技术要求认真编制施工方案，方案中必须进行风险

识别与控制；

（二）施工管理人员和施工人员必须经过专业技术培训，满足现场施

工技术及安全要求；

（三）必须检查确认用于防腐施工的材料满足技术要求，质量达到国

家或有关行业标准。

第十七条 严格执行相应的技术规范和施工工艺，确保施工质量。根 据需要，可委托第三方进行监理。

第十八条 加强防腐工程项目的质量检查和验收 :

（一）严格中间质量检验，施工结束后，进行全面的质量验收；

（二）重要部位的防腐施工必须采用无损检测、金相检验、材质分析、硬度检测、涂层测厚、针孔检验等技术手段进行检查。第五章 使用与维护

第十九条 建立健全设备腐蚀与防护档案，内容至少应包括设备名称、型号、介质、温度、压力、结构、材质和防腐措施等，检修、改造后及时 整理归档，实行动态管理。

第二十条 严格按照工艺操作规程和岗位操作规程进行操作，避免或 减少由于生产工艺波动造成设备腐蚀加剧。

第二十一条 做好防腐设施的日常检查与维护工作，确保防腐措施有 效运行。

第二十二条 防腐措施不得随意变更，确需变更的，应由使用单位提 出需求，经相关部门审核同意后方可变更。

第二十三条 在装置停工处理时，应严格按照操作规程、技术要求对 含腐蚀性介质的系统进行必要的清洗、中和、钝化等处理；在检修及开停 工过程中，对已采取的防腐措施（如衬里、涂料等）进行妥善保护。

第二十四条 对长期停用的装置和设备，应根据其特点采取相应的防 腐措施进行保护。

第二十五条 对于装置运行过程中出现的腐蚀问题，开展腐蚀原因调 查及分析。

第六章 工艺防腐

第二十六条 建立健全工艺防腐管理体系，明确各相关部门的职责，制定工艺防腐管理制度。

第二十七条 合理选用工艺防腐措施，减缓和抑制腐蚀的发生。

第二十八条 加强对工艺防腐措施中的药剂筛选、材料采购、质量验 收、工艺操作、监测分析、效果评价等环节的管理工作。

第二十九条 工艺防腐措施必须与装置开停工同步，主要控制指标纳 入生产工艺考核。

第三十条 根据工艺防腐运行效果的监测与分析，及时调整工艺操作 或方案。

第七章 工业循环水

第三十一条 建立工业循环水管理制度，加强循环水场、循环水管网、水冷器等管理。

第三十二条 加强水处理药剂及材料的选型、检验、使用、评价、报 废等管理，积极采用先进、可靠的水处理技术。

第三十三条 加强水质及使用管理，严格控制补水质量，不合格的回 用水不得作为循环水补水。

第三十四条 定期对循环水管网及水冷器进行泄漏检测，发现泄漏及 时处理。

第三十五条 循环水系统应根据运行情况进行清洗、预膜。

第三十六条 大修时应对水冷器结垢、粘泥和腐蚀等状况进行检查处 理，并记录存档。

第八章 腐蚀监（检）测与检查

第三十七条 建立腐蚀监（检）测体系，监（检）测可采用在线腐蚀

监测、化学分析、挂片、测厚等手段，加强对监（检）测数据的分析与管理。

第三十八条 腐蚀监（检）测与检查方案的制定应与 RBI 的结果相结 合。

第三十九条 及时收集、整理、分析各类腐蚀相关监测数据，编制并 发布腐蚀监测月报。

第四十条 做好日常、装置停工检修期间腐蚀检查工作，对设备的腐 蚀状况进行详细检查并编写腐蚀检查技术报告。

第四十一条 推广各类先进腐蚀监（检）测技术，以提高腐蚀监（检）测结果的准确性与及时性。

第九章 附 则

第四十二条 各地区公司应根据本管理规定结合实际情况，制定本企 业腐蚀与防护管理规定和考核细则。

第四十三条 本规定由中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公 司负责解释。

腐蚀防护处理 第3篇

汽轮机低压末级的输出功率约占机组总输出功率的10%左右, 因此低压末级的性能稳定尤为重要。但是在汽轮机大修过程中发现, 汽缸的低压部分和转子的末几级叶片都存在严重的腐蚀现象。在汽缸的高压部分除出现少量积盐以外, 并没有出现低压部分的现象。

1 腐蚀原因

1.1 水冲蚀。

汽轮机在低负荷运行时, 低压末几级的工况较其他级变化最大。随着机组功率的增大, 低压级组子午流道扩张角增大, 叶高增加, 当其相对设计工况的容积流量急剧减少时, 会使流场参数发生很大变化。末级长叶片在小容积流量、真空工况运行, 叶片底部会有较大的反动度, 对设计不妥的动叶片下半部造成大范围的回流区。负荷越低, 回流区越大。在启动和并网初始, 回流范围甚至扩大到整个排汽缸。而且大功率凝汽式汽轮机的末级排汽湿度总是比较大, 因此末级动叶后汽流中携带大量水滴, 回流的蒸汽携带水滴冲击在高速旋转的动叶下半部形成水冲蚀。

1.2 酸腐蚀。

汽轮机酸腐蚀是由于蒸汽中的酸性物质在汽轮机低压缸初凝区汽———液两相间, 优先分配在初凝水中。由于给水碱化剂是氨, 分配系数较大, 主要存在汽相, 而酸性物质在初凝水中浓缩, PH值降低, 导致对酸性物质比较敏感的铸铁、钢件的腐蚀。

当主蒸汽经过高压缸做功后进入低压缸 (特别是末几级叶片) , 由于蒸汽的扩容和温度压力的降低, 蒸汽将变成饱和蒸汽甚至是湿蒸汽。在低压缸的干湿蒸汽转换区 (威尔逊线区) , 由于蒸汽凝结形成凝结水, 从而使蒸汽中的杂质在此区域内汽液两相重新分配。由于氨的分配系数大, 原来维持蒸汽PH值的氨绝大多数留在汽相中, 这时水相的PH值就很低。当蒸汽的PH值为9左右时, 水相的PH值为7~8, 最低时为6左右。此时若有空气漏入汽轮机或者含氧量超标会加剧酸性腐蚀。

1.3 氧腐蚀。

金属的氧腐蚀一般与下列因素有关:溶解氧、PH值、水温、水质、热负荷和水流速度等。其中溶解氧和PH值是最重要的影响腐蚀的因素。金属氧腐蚀是属于电化学腐蚀, 原理是:金属壁的氧化铁保护膜因水质恶化和热力等因素部分被破坏, 在露出的钢表面水和保护膜表面之间形成局部电池。铁从阳极析出, 形成腐蚀。钢的氧腐蚀特征是在被腐蚀的表面形成许多大小不一的鼓包。鼓包表面的颜色可能从黄褐色到砖红色。表层下的腐蚀产物是黑色粉末状。如果清除这些黑色粉末会看到金属表面上的腐蚀坑。形成腐蚀坑的主要原因是在腐蚀产物膜下形成缺氧的活化阳极区, 外部富氧阴极区, 构成电池, 形成电化学腐蚀。

汽轮机汽缸氧腐蚀主要是由于在备用或者检修过程中停机保护措施执行不好, 使得空气漏入汽缸中。另外, 机组运行过程中, 有空气漏入汽缸也会产生氧腐蚀。

2 末级叶片的防护

2.1 解决汽轮机低压末级腐蚀问题一般从以下方面入手:

2.1.1 研究末级长叶片水冲蚀的大机组调峰或

低负荷运行方式, 用三元流理论验算并有选择性地进行流场和动应力实测, 以确定机组带最低负荷的安全限制值。2.1.2研究进入汽轮机低压部分的湿蒸汽中水滴的形成过程, 从设计上改进末级叶片的型线, 从而减少水滴的形成;采用去湿隔板, 以降低蒸汽湿度。2.1.3提高除盐水的质量, 加强汽水的化学监督, 保证蒸汽品质。2.1.4在炉水中加一定的Na OH, 一方面提高炉水PH值, 另一方面减少氨的用量, 减少氨在低压缸初凝区因分配系数大使初凝水呈现酸性的影响。2.1.5采用消极的表面保护措施, 以减缓末级叶片的腐蚀速度。

2.2 末级叶片的表面防护。

末级叶片的防护措施可分为2大类:第1类是局部加覆盖层, 即在进汽边的局部位置覆盖一层新合金。如镶置司太立合金、电火花强化、激光熔覆和喷涂等。第2类是表面淬硬, 主要技术手段有火焰淬火强化、高频感应加热淬火、激光表面淬火等。

2.2.1 镶置司太立合金。

司太立合金有较高的硬度和较好的韧性, 水滴撞击时变形量小, 抗水蚀冲刷性能好, 具有较高的组织稳定性, 尽管超出一定范围也会出现水蚀, 但抵制断裂能力好, 即使出现严重水蚀, 也不易产生裂纹。同时根据运行情况可选择不同形状的合金, 当水蚀严重时, 可更换新的合金片, 非常适合叶片的工作条件, 所以镶置司立太合金是防止汽轮机叶片水蚀最普遍采用的方法。

2.2.2 电火花强化。

电火花强化是直接利用火花放电的高密度能量作为正极的电极材料熔化、涂覆、熔掺进金属工件的表层, 形成合金化的表面强化层, 从而使工件表面的物理、化学和机械性能得到改善。电火花表面强化工艺具有以下特点:操作简单、不会使工件退火或热变形, 不会产生环境污染, 可对工件表面进行局部强化等。一般的研究表明, 采用硬质合金作强化电极进行电火花强化, 在材料表面形成一层一定厚度的硬化层, 这层硬化层的硬度较高, 耐磨粒磨损、耐水刷能力越强。但是硬化层不能太厚, 否则容易产生表面裂纹, 从而影响防水蚀效果。

2.2.3 热喷涂。

热喷涂是指将熔融状态的喷涂材料通过高速气流将其雾化, 喷射到工件上形成喷涂层的一种表面加工方法。主要可分为火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂及高速电弧喷涂等。今年来, 特别是超音速电弧喷涂技术的迅速发展, 涂层的硬度和结合强度更高。涂层孔隙率更低, 氧化物含量更低, 因此叶片可获得更好的防护效果。

2.2.4 激光熔覆。

激光熔覆是将具有某种特性 (耐磨、耐热、耐蚀等) 的合金预制粉末涂覆在金属工件表面, 或在激光处理的同时喷于激光处理区, 使之在激光作用下熔化、扩展并凝固, 与基体以冶金方式结合, 形成性能优良的表面包覆层。这种技术适用与大、中功率机组各种材料叶片的水蚀防护。

2.2.5 火焰淬火强化。

火焰淬火强化是在叶片进汽边用乙炔———氧或者煤气———氧的混合气体燃烧的高温火焰加热淬火, 以获得高硬度的马氏体组织和淬硬层。该方法工艺简单, 但温度不易控制, 易产生形变、裂纹和硬度不均等问题。

2.2.6 高频淬火强化。

高频淬火强化是利用电磁感应方法在工件表面产生高频率的感应电流, 依靠这种电流和工件本身的电阻, 使工件表面迅速加热到淬火温度, 而内部温度仍接近室温, 然后立即喷水冷却, 使工件表面淬硬。由于叶片一般是由三维空间扭曲成型, 型线复杂, 高频淬火加热时不易保证淬火部位受热均匀。影响叶片高频感应淬硬因素较多:高频设备控温的灵敏度、叶片装夹位置的偏差及叶型的偏差、感应线圈适应性、测温仪和测温点的选择、叶片与感应线圈的间隙、感应线圈包覆宽度等, 必须按叶片的实际情况通过试验确定。

2.2.7 局部激光表面淬火。

当激光束扫射经过黑化处理涂有吸能材料的金属表面时, 激光束能量被吸收到金属材料表层内, 使温度达到相变点以上。当激光束快速从金属表面离开, 热量迅速由表面传至芯部, 使表面得到快速冷却, 从而使金属表层发生快速淬火, 引起相变硬化。由于高的冷却速度产生高密度位错强化, 相同的材料经过激光表面淬火处理后, 硬度要比感应淬火硬度高20%, 变形很小, 晶粒要细很多。

3 结论

在发电厂热力设备发生的事故中, 因腐蚀问题引起的事故占很大比例。通过分析汽轮机低压末级叶片腐蚀的原因, 提出有效的防护办法, 特别阐述了叶片表面抗腐蚀处理。通过对叶片的防护, 减缓了叶片的腐蚀速度, 提高叶片的稳定性能。提高汽轮机及整个机组的效率。对汽轮机的发展有着极其重要的意义。

摘要：随着电站汽轮机大容量化, 叶片的安全可靠性和保持高效率显得尤其重要。叶片是汽轮机的关键零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。因此很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级和调节级叶片发生的各种损伤原因及防止发生损伤的各种措施。本文着重研究分析汽轮机低压末级叶片腐蚀原因及其表面防护处理。

关键词：末级叶片,腐蚀,表面防护

参考文献

[1]李军普.汽轮机低压部分腐蚀分析.河北煤炭, 2008 (5) :45-46

金属的腐蚀和防护(教案) 第4篇

榆中七中

孙志彪

【教学目标】：

1、了解金属腐蚀的危害，认识金属腐蚀造成的经济影响．

2、应用原电池原理，了解金属电化腐蚀的原因，能解释金属发生电化学腐蚀的原因

3．了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素，通过实验探究防止金属腐蚀的措施，【教学重点】：金属电化腐蚀

【教学难点】：金属电化腐蚀；钢铁腐蚀

【教学方法】：启发式、讨论式、实验法

【教具】：实验投影仪

教学过程：

【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在，请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。

三个小组代表分别发言

【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。

【设问、过渡】钢铁为什么会生锈？我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀？让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明：

【板书】金属的腐蚀与防护

【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程，可表示为：

【板书】金属腐蚀的实质：M → Mn++ ne-金属腐蚀的分类：化学腐蚀与电化学腐蚀 【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀?

【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

【提问】电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。

【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。

【课件演示】铜-锌原电池实验

做如下实验：锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点；用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。

【投影、复习】原电池反应：Zn(-)： Zn→ Zn2+ +2e-(氧化反应)

Cu(+)： 2H++ 2e-→ H2↑(还原反应)

总的反应方程式： Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑

【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程，属于哪类金属腐蚀？

【回答】电化学腐蚀，【讨论】（全班分小组讨论,小组代表小结.）问题：

1、电化学腐蚀的形成条件和特征。

2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。

【结论】

1．电化学腐蚀形成条件：不纯金属或合金、电解质溶液环境。

特征：原电池反应，并伴有电流的产生。

2．化学腐蚀：金属直接跟物质接触发生化学反应。

电化学腐蚀：原电池反应。

在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

【提问】通过对实验的研究，大家是否对电化学腐蚀有了进一步的了解。请问：电化学腐蚀的实质是什么？

【学生回答】原电池反应，较活泼的金属失去电子被腐蚀发生氧化反应，并伴有电流的产生。

【展示】铁钉（预先做好实验：一个浸没在水里、一个一半浸没在自来水中）的腐蚀

【师生共同讨论】运用原电池原理分析钢铁腐蚀的成因。教师随着学生的认知需要不断改变决策。

【课件演示】钢铁的电化学腐蚀，创设情景，引出析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

【归纳分析】铁锈的生成不可缺少的是空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易腐蚀，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。

【板书】钢铁腐蚀： Fe(-)2Fe → 2Fe2++4e-

C(+)2H2O + O2 + 4e-→ 4OH-

【过渡】我们学习了有关金属腐蚀的知识，并了解了金属腐蚀主要是由原电池反应而引起的电化学腐蚀。金属腐蚀虽然有害，有时却可以利用。例如，工业上通过控制一定条件，利用Fe3+腐蚀铜板来制备电子线路板就是利用金属腐蚀的一个很好例子。但是，金属腐蚀大多数是有害的，是须防止的。

【小结】电化学腐蚀分类： 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（pH＜5.6）水膜酸性很弱或中性 电 极 负 正 总反应方程式 联系 吸氧腐蚀更加普遍，危害更大。

【提问】大多数金属腐蚀我们是要防止的。那么，怎么样来进行金属的防护呢？

【启发】从中你收到了什么启发？

【课堂总结】

油罐内腐蚀与防护 第5篇

在实际生产过程中,油罐都是连续运行,油罐内腐蚀发现困难,检修难度大,但油罐腐蚀危害巨大,尤其是油罐的底部开裂和顶部塌陷,后果不堪设想。

1 油罐腐蚀情况和腐蚀分析

在油罐清罐、检修的过程中,通过对贮油罐的腐蚀调查,发现油罐的内腐蚀是影响油罐安全运行的主要原因。现以某炼油厂成品油库罐G202#为例,对其具体腐蚀情况分析如下:

G202罐 容积:500 m3;

结构形式:拱顶罐;

储存介质:柴油;

设计温度:常温;

设计压力-0.49～1.96 kPa。

该罐于1998年6月建成并投入使用,期间分别于2004年6月、2007年7月进行两次清罐、检修,其罐底、罐壁设计参数如下:

202罐底、罐壁、罐顶钢板设计厚度 4.5 mm。

07年7月清罐后对罐底、罐壁、罐顶实测厚度如表1。

从图1可见各部位腐蚀状况可以归结如下:

罐底:腐蚀情况严重,大多为溃疡状的坑点腐蚀,主要发生在焊接热影响区,凹陷及变形处,个别坑点形成穿孔。

罐壁:距罐底0.5 m以下为油水界面处,呈不均匀点蚀,腐蚀情况一般;距罐底8 m以上为油与空气接触处,呈均匀的全面腐蚀,腐蚀情况一般;期间为均匀点蚀,腐蚀情况很轻。

罐顶:腐蚀情况较重,由多个点蚀形成片状腐蚀,腐蚀严重程度位置分布大致呈中心对称,距罐顶边缘0.4 m处相对最严重。

由以上腐蚀情况及钢板测厚数据可以看出,罐底和罐顶的内腐蚀是油罐内腐蚀的重点。

罐底腐蚀主要是由滞留在罐底的沉积水引起。尽管油罐都设计有排水管,但排水管的中心线往往比罐底高,G202排水管的中心线比罐底高150 mm,而且油罐在多年连续运行后,罐底或多或少总有不均匀沉降,再则人工脱水有间歇性,所以,每次脱水不可能彻底排尽罐底的沉积水。正因为如此,罐底一般都沉积着10～350 mm深的水。这些水主要来源于油品冷凝水、压舱水、雨水等。

对这些水进行采样,化学分析,结果如表2。

(单位:mg/kg, pH值除外)

影响沉积水腐蚀性的因素很多,其中主要的因素有pH值、Cl- 、硫化物含量、沉积物的堆积程度、Mg2+、Ca2+等。pH值反映了沉积水中氢离子的浓度,沉积水呈碱性,其电化学腐蚀的阴极反应为氧的去极化过程,其中氧来自于油品生产、运输、储运过程中的溶解氧;Cl-极化度高,是强烈的腐蚀催化剂,它能促进腐蚀过程的发生;沉积水中Mg2+、Ca2+等离子浓度高时,一方面增强了沉积水的电导率,有利于电子迁移,有利于腐蚀反应的进行,另一方面又易于沉积结垢,抑制氧扩散,易形成氧浓差电池,产生垢下腐蚀;沉积水中的活性硫化物能直接与金属铁产生化学反应,加重腐蚀[1]。

根据沉积水的化学分析结果,可以推断罐底的腐蚀发生过程如下:

(1)硫化物、氯化物对罐底产生电化学腐蚀:

Fe → Fe2++2e (溶解)

Fe2++S2-+H2O → FeS

Fe2++Cl-+H2O → FeCl2

(2)氧对罐底产生电化学腐蚀:

Fe → Fe2++2e(溶解)

Fe2++Fe3++O2 → FeO、Fe3O4、Fe3O4等

罐壁中部因为直接与油品接触,属油相电化学腐蚀。主要原因是油品中含有水及各种酸、碱、盐的离子形成了电解质,从而产生电化学腐蚀。罐壁上部为气液交替或气为主的部位,腐蚀原因主要是由于油气与水气冷凝在罐壁形成液膜,在液膜中金属的腐蚀速度要比在充满液体中快几十倍,腐蚀形状为均匀的全面腐蚀。

罐顶的腐蚀主要是由于水蒸汽、空气中的氧及微量的硫化氢含量,在油品中挥发形成的电化学腐蚀。内浮顶油罐腐蚀情况轻,罐顶内壁一般很少有水蒸汽凝结。拱顶罐中,油品中的水蒸气挥发,长时间凝结在罐顶内壁,吸收二氧化硫,对罐顶防腐层脱落部分的钢板发生酸的再生循环反应。首先由二氧化硫(SO2)、氧气(O2)及铁(Fe)形成硫酸亚铁,然后硫酸亚铁水解形成氧化物和游离酸,游离酸又加速铁的腐蚀,形成新的硫酸亚铁,硫酸亚铁再水解……,如此反复循环,加速了罐顶板的腐蚀。

2009年2月,巡检发现拱顶罐205顶上出现一个穿孔小洞,孔很微小,用工具简单去掉漆皮和除锈后,发现孔有指粗,用超声波数字测厚仪测厚,发现腐蚀情况相当严重(见图1)。

根据罐顶钢板的腐蚀情况,采用超声波数字测厚仪检测了罐顶钢板的厚度。由罐中心向罐周边的范围进行测厚,图上钢板划块是根据罐顶制作的钢板实际焊接情况。每张钢板检测3个数据,检测点均匀分布。在腐蚀穿孔处,检测点布置在孔周边的4个方向上,并分别在50 mm和100 mm处加测4个点。

(单位:mm)

通过表3检测结果分析,得出以下结论:

(1)检测的24块顶板75个点,罐顶最厚处4.5 mm,最薄处0.7 mm(穿孔点除外), 图上序号为7、8、10、14、17、19、20的七块顶板厚度已达不到2 mm,腐蚀情况严重。

(2)罐顶板的腐蚀从内往外腐蚀,从罐顶上看,防腐层完好,看不出腐蚀状态。所以,罐顶的腐蚀具有隐蔽性。

(3)罐顶腐蚀速度快。查2006年5月G205罐顶板测厚数据,均在4.1 mm以上,腐蚀情况很轻,而不到三年,罐顶板大面积腐蚀,出现穿孔,腐蚀速率达到了1.5 mm/a。

(4)同是储存柴油的拱顶罐G205、G206腐蚀状况基本一致,相邻的汽油罐罐顶腐蚀很轻。究其原因,内浮顶罐铝制内浮盘的存在,很少有冷凝的水蒸汽挂在汽油罐内顶部。

2 油罐内防腐措施

考虑成本与效益以及耐用性,目前油罐内的防腐措施主要有以下几种:

(1)选耐腐蚀的钢板制作油罐

一般情况下,钢材含碳量越高耐腐蚀性越差,硫、磷含量越多腐蚀速度越快,添加锰可以降低腐蚀速度。因此,在油罐钢板选择时,要选择碳、硫、磷含量在国际规范内的碳钢,同时可选择含锰钢以降低油罐的腐蚀速度。另外,还要注意金相组织结构,材质匀称。

(2)增加钢板的厚度

对新拟建的油罐,设计时适当考虑在易腐蚀处增加钢板厚度(一般不允许超过原厚度的20%),以增强钢板抗腐蚀性。对正在使用的油罐,检修时,在原钢板减薄处贴补钢板。2004年6月曾在G202罐底五处腐蚀较重处堆焊,另外,在两处穿孔处(距罐壁1100 mm检尺落锤处和距罐壁400 mm靠近进油阀处)用4 mm 厚钢板进行贴补,使用效果良好。2010年4月对G204罐罐底渗漏也如法炮制。

(3)涂料种类和施工工艺的选择

采用耐腐蚀的涂料作油罐表面涂层保护是一种比较有效的油罐防腐措施,被广泛采用。选用良好耐腐蚀性的涂料,也可与阴极保护、金属喷涂等配合使用,以获取最佳的防腐效果。同时,油罐内壁必须使用导静电涂料,以避免油品静电火灾事故。根据GB 6950-2001《轻质油品安全静止电导率》要求,油品贮罐导静电涂料的表面电阻率应为105 Ω<ps<108 Ω[2]。

目前用于油罐内壁涂装的导静电涂料按导电介质来分类,可大致分为三类,其性能特点见表4。

202罐1998年建成,罐底内表面及内壁下部1500 mm高度范围内,涂H 99-1型耐油抗静电涂料,导电介质为石墨。目前,大多数导静电涂料导电介质仍然是石墨,虽然罐内壁经过仔细的表面喷砂处理,而且工艺上分先后四次涂刷,涂刷后漆膜厚度达200 μm,但是石墨导电介质的特性决定其防腐特性并不理想。202罐在2004年6月出现罐底穿孔。2006年10月,因为该油罐液位计更型改造,清罐后采用油罐抗静电专用漆聚氨酯导电漆(底漆)2道、聚氨酯导电漆(面漆)2道做罐底内防腐(导电介质为锌粉)。防腐效果目前看来较好。

近些年,由于涂料生产技术的更新与改进,市场上涂料的导电介质逐渐采用锌粉或云母粉,如无机富锌、环氧云母等,防腐蚀效果和导静电性能普遍提高。

另外,油罐底部采取阴极保护也是一种具有良好效果的防腐措施。

(4)加强检查和日常巡检

09年2月G205、G206拱顶罐罐顶腐蚀情况,为巡检发现。G205罐的穿孔部位处于罐顶边缘,且远离罐顶平台。日常检尺、维修等一般不会常到该处。2009年4月,也是巡检发现G204罐罐底基础渗水,仔细观察数日,水量不多,但持续渗水。清罐检查,罐底腐蚀穿孔。所以日常巡检一定要仔细、全面,碰到异常现象要深入思考研究。

(5)发现问题,及时有效处理

针对G205、G205拱顶罐的罐顶顶板腐蚀位置分散,大面积减薄、多处腐蚀严重的情况下,对其局部补焊、贴补已经没有意义。09年3月,对G205、G206拱顶罐进行了整个油罐拱顶更换处理。罐顶在场外预制,并经喷砂除锈、油漆防腐处理后,割除旧顶板,对新顶板进行校正、组装,再整体除锈防腐处理。

3 罐内防腐施工工艺

防腐质量的好坏,不仅取决于防腐措施的选择,关键还在于钢板的除锈工艺和涂料的施工工艺。

在喷涂前,对要做防腐的表面必须进行全方位喷砂除锈处理。其次,选择适宜的气候和时间对罐内防腐的刷涂很重要。再次,涂装环境最好选择温度在5～35 ℃,空气相对湿度不大于80%的时候刷涂,防腐效果会比较佳。最后,在时效上,表面处理后6小时内必须涂装底漆, 涂好后,要采取适当遮蔽措施,防止灰尘及雨水落在未干漆面上。

施工方式上,有刷涂法、辊涂法、空气喷涂法、无空气喷涂法等,但不管何种方法,每一道漆膜都要达到一定的厚度,每一道油漆都必须遵循规定的施工间隔,万一超出最长覆涂间隔,必须将表面进行打毛处理后再涂漆,这样才能保证应有的效果。涂最后一道油漆后要等涂料完全固化后,油罐才能投入使用。

刷好后,必须对涂层进行细致地检查。可采用,目测、涂层测厚仪测、涂料电阻率测定仪测。每一种检测,测点的选择都要注意分布的均匀性和代表性,发现有不符合要求的项目,立即按照要求进行整改,以达到技术要求。

4 结 论

性能良好的钢材和防腐材料,合理的钢板除锈工艺和涂料施工工艺,仔细巡检,精心操作,才是油罐安全运行的保证。

摘要：针对油罐储运时内壁的实际腐蚀情况,本文通过对油罐沉积水的化学分析结果为依据,推断罐底的内腐蚀发生过程和形成的电化学原因分析,总结了油罐内腐蚀的影响因素,提出了防止油罐内腐蚀的方法及有效施工工艺。

关键词：油罐,内腐蚀,罐底,罐顶,防腐措施

参考文献

[1]杨占品,赵庆华,范传宝,等.钢质储油罐底板腐蚀调查与分析[J].油气储运,2003(4):25.

[2]国家质监总局.GB6950-2001轻质油品安全静止电导率[S].北京:中国标准出版社,2001.

原油储罐的腐蚀与防护 第6篇

一、中集站原油储罐腐蚀现状

长庆油田第二采油厂中集站地处甘肃省庆城县马岭镇, 原油储罐为钢制拱顶罐, 这种储罐在油品贮藏中应用极为广泛。使用过程中, 储罐罐顶、罐壁、罐底经常受内、外环境介质的腐蚀, 尤其是罐底的腐蚀最为严重, 给储罐的安全运行带来严重威胁。

中集站共有原油储罐10座, 其中1#, 2#为沉降罐, 3#～8#为储油罐, 9#, 10#为单量罐, 容量最大的有10 000 m3, 最小的有2 000 m3, 储存介质全部为原油, 罐外设有保温层。除1#, 2#沉降罐建造于近几年外, 其他的储油罐大都建造于1998～1999年, 尤其是7#, 8#储罐已投用了16年, 使用时间较长。2003年, 7#, 8#储罐因罐顶腐蚀严重, 对罐顶进行了更换, 罐底进行了补焊, 罐体重新防腐、保温。2008年对5#储罐罐底进行了补焊。目前对6#储罐进行清罐, 补焊已经破损泄漏的加热蒸汽盘管。根据这些情况, 从长远的经济效益看, 采取有效的防护措施, 解决好储油罐的防腐蚀问题, 是延长储油罐使用寿命的一条重要途径。

二、原油储罐腐蚀原因分析和腐蚀机理

1. 腐蚀原因分析。

原油储罐腐蚀主要是原油中含有的环烷酸、无机盐、硫化物以及微生物等对钢铁造成的腐蚀。腐蚀严重的部位是罐底水相部分, 其次是加热盘管, 严重者3～4年就穿孔破坏。腐蚀特征是产生斑点、坑蚀甚至穿孔, 腐蚀率高达0.2～0.4 mm/a。不同部位的腐蚀速率见表1。

(1) 罐壁与罐顶内腐蚀, 是由于原油中挥发的酸性气体H2S、HCl, 外加通过呼吸气阀进入罐内的H2O, O2, CO2, SO2等腐蚀气体在储罐上凝结成酸性溶液, 导致化学腐蚀。

(2) 罐底内腐蚀, 其腐蚀形貌为点蚀, 主要原因是罐底积聚了酸性沉淀, 酸性水中因含有大量的富氧离子, 成为较强的电解质溶液, 产生化学腐蚀;加上原油中固体杂质和储罐腐蚀产物大量沉积于罐底, 它们与储罐罐底有不同的电极电位, 这就形成了腐蚀电池, 产生了电化学腐蚀。

(3) 罐壁与罐底外腐蚀, 是由于大部分原油罐的使用年限较长, 保温层剥落严重, 雨水顺着剥落部分进入储罐壁和保温层夹缝中, 罐地基也随着时间的推移出现不同程度的下沉和裂缝, 从而导致罐底板和地基之间渗入雨水或地下水。罐底的这部分水因长期外露, 在自然条件的作用下不断蒸发浓缩, 形成腐蚀性水溶液。这样, 储罐的罐底和罐壁将同时产生外腐蚀。

2. 腐蚀机理。

储罐的腐蚀表明, 腐蚀主要表现为电化学腐蚀。其中, 发生在罐壁和罐顶的腐蚀主要表现为均匀腐蚀, 发生在罐底的腐蚀局部电化学腐蚀。其腐蚀机理为:

而Cl-能穿过硫化物氧化皮表面, 使腐蚀处形成一个强酸区, 从而加速金属溶解, 形成坑蚀, 并不断加深。

油罐外壁由于雨水沉积, 在大气环境中构成电化学腐蚀环境, 发生溶解反应:

阳极反应:FeFe2++2e-。 (5)

阴极反应:O2+2H2O+4e4OH-。 (6)

总反应:2Fe+2H2O+O22Fe (OH) 2。 (7)

Fe (OH) 2在大气中转化为三氧化二铁或四氧化三铁, 形成疏松的氧化层。在锈层表面, 空气中的氧与水不断进行阴极反应;而在锈层与金属的结合面, 则不断进行阳极反应。这种氧浓差引起的大阴极、小阳极反应, 由于Cl-的存在, 反应进行得相当快, 从而形成局部腐蚀坑, 最终导致穿孔。

三、原油储罐的防护方法

1. 正确选择防护涂料。

目前, 在原油储罐中选用SY–93环氧导静电油罐防腐涂料为最佳选择。因为该涂料是以环氧改性树脂为成膜物质, 加入导静电的微粒、助剂、促进剂、固化剂组成的双组分涂料, 常温固化施工方便。同时, 它附着力强, 漆膜坚硬光滑, 抗冲击耐磨, 导电, 耐各种油、海水、污水以及耐酸碱盐溶液, 能够满足油罐防腐需要。该涂料配方详见表2。

2. 油罐内壁的防护方法。

油罐内壁防护可采用涂料、阴极保护或涂料–阴极保护相结合的办法。考虑到费用问题, 国内目前主要采用内壁涂料。

3. 油罐外壁的防护方法。

油罐外壁的防护以防腐和隔热为目的。因为油罐内部温度过高, 不但油品挥发损失大, 会对环境不利。同时, 罐内壁的腐蚀程度也会加重。

4. 罐底的防护方法。

罐底的防护可采用涂料防护、电化学防护或涂料防护与电化学防护相结合的办法。涂料防护与电化学防护并用是最为理想的防护措施。电化学防护可以采用区域性阴极保护法, 阴极保护一般采用压制带状阳极在罐底环状布置和罐壁下端均匀分布作牺牲阳极。

5. 定期清罐。

储罐投用时间长, 罐底泥沙、杂质沉降多, 加剧罐底腐蚀。应根据工艺管理规定和库区储运现状, 定期清理罐底沉降物, 减弱罐底腐蚀。

6. 加强检测和脱水。

催化装置设备腐蚀与防护 第7篇

关键词：腐蚀,材质,防护

随着加工高含硫原油的增多, 渣油加氢装置催化剂运行到末期, 活性降低, 催化装置的原料硫含量逐渐升高 (图1) , 加剧了装置设备的腐蚀。当年对装置的设备腐蚀情况进行调查, 与前几次调查结果相对比, 发现设备腐蚀速率明显加快。主要原因是这些系统中存在着H2S、SOx等腐蚀物, 在不同的环境因素作用下, 引起各种不同类型的腐蚀[1]。

1 反应再生系统设备的腐蚀与防护

1.1 腐蚀情况调查

反应再生系统由于流动的催化剂不断冲刷内构件的表面, 使内构件大面积减薄, 甚至局部穿孔、脱落。过厚的衬里层往往会导致器壁外表面温度低于烟气的露点腐蚀温度, 烟气中的酸性气体在器壁冷凝成酸性溶液, 造成器壁腐蚀和开裂。鉴于这种情况, 大修后在裂纹较多的二再和二再三旋器壁等部位覆盖了高温状况下自动脱落型保温涂层, 经过一年多使用情况来看, 本周期上述部位没有发现新增裂纹。本次大修发现问题主要有:一再主风管支管损坏, 主风分布管磨损严重, 沉降器下部龟甲网耐磨层部分与器壁脱离。

本装置设计一再为贫氧操作, 氧含量约为0.5%, 二再为富氧操作, 氧含量约为8%, 因此一再烟气露点腐蚀温度较低, 约为70℃, 二再烟气露点腐蚀温度较高, 约为145℃。反再系统各器壁外表面测点及温度见图2、表2。

由表2可以看出, 二再及后部烟气系统壁温大多处于露点腐蚀温度以下, 因此这部分系统露点腐蚀较为严重, 装置大修时对再生系统进行了全面的检查, MT检查未发现缺陷, UT检查结果如表3。由于一再及一再三旋系统贫氧操作, 烟气露点腐蚀温度低于外壁温度, 故一再及三旋未采取任何措施。二再及三旋系统富氧操作, 烟气露点腐蚀温度高于器壁温度, 采用可脱落式外壁保温措施, 将二再及三旋外壁温度提高至200℃左右, 高于烟气露点腐蚀温度, 次年装置大修MT检查未见缺陷, UT检查结果如表3。

从实践来看, 再生器外壁采取贴保温来提高器壁温度的措施, 对防止露点腐蚀是非常有效的。

1.2 腐蚀原因分析及防护

1.2.1 高温气体腐蚀及防护

发生高温气体腐蚀的部位, 主要是再生器至烟囱之间与烟气接触的设备和构件。催化剂再生过程中, 为了使焦碳尽可能完全燃烧, 往往使空气的供给量过剩和使用助燃剂, 提高了烟气中NOx和SO3的含量, 加剧了设备的高温气体腐蚀。在高温条件下, 空气中的氧和氧化铁在器壁表面形成结构疏松、极易脱落的Fe O, 使材质处在氧化状态。

对高温烟气的腐蚀主要的防护措施是采用非金属衬里和耐蚀金属材料, 在反应再生系统和烟道系统采用了既隔热又耐磨的非金属衬里材料, 分双层衬里和单层衬里两种结构[3], 衬里厚度在100~150mm。根据反应再生温度条件, 又采用了耐热耐磨金属材料, 考虑到经济合理性, 本装置沉降器、第一、第二再生器, 一二再三旋等均采用16Mn R材料。

1.2.2 催化剂引起的冲刷和磨蚀

随着反应油气和再生烟气流动, 催化剂不断冲刷与之接触的设备或内构件表面, 使设备或内构件大面积减薄, 而且随着耐高温催化剂的应用, 催化剂再生温度提高, 流速加快, 催化剂对设备构件的冲刷和磨蚀更加剧烈, 装置第一再生器内的主风分布管支管祼露在催化剂氛围中, 空气将催化剂鼓起呈“沸腾”状态, 不断冲刷和磨蚀设备表面造成损坏和脱落[3]。因此对于再生器内的主风分布管支管、翼阀、料腿等受冲刷严重的地方可考虑覆盖耐磨衬里材料。

2 分馏系统的腐蚀和防护

2.1 腐蚀情况调查

重油催化裂化分馏系统的腐蚀部位主要集中在分馏塔的下部和顶部这两端, 但是, 本次调查发现, 除了T3201和T1202内表面及内构件表面有轻微腐蚀和附锈外, 其余塔和容器没有发生明显腐蚀, 测厚结果显示也没有明显减薄, 塔壁及内构件完好。腐蚀较为严重的是冷换设备, 如产品油浆冷却器E1218, 见图4。

2.2 腐蚀原因分析及防护

2.2.1 高温硫引起的腐蚀及防护

高温硫化氢的腐蚀机理为化学腐蚀:

在温度为400℃左右, 发生如下反应:

高温硫的腐蚀在开始是时速度很快, 一段时间后由于Fe S保护膜的生成, 速度会恒定下来。

2.2.2 循环水的腐蚀及防护

装置水冷设备侧垢物较多, 垢下腐蚀主要发生在冷换设备循环水侧的管束、封头、管板, 特别是壳程走循环水的管束, 如产品油浆冷却器E1218A~D, 由于循环水在壳程流速较慢, 造成管隙积聚泥垢, 垢下腐蚀严重, 点蚀坑深1~1.5mm, 管束报废。针对垢下腐蚀严重问题, 可做好如下几方面的工作:

(1) 在装置总回水出口选择一处监测点, 定期监测装置循环水回水的油含量等指标;

(2) 加大循环水处理设备的维护, 提高旁滤水在循环水中的比例和旁滤水的质量。

(3) 根据循环水的监测情况, 合理投加水处理药剂。

3 吸收稳定、产品精制系统的腐蚀与防护

3.1 腐蚀情况调查

该系统的容器、管线、塔类等设备没有发现明显减薄部位, 除了少数容器底部堆积有少量油泥, 个别器壁内有一层锈垢外, 其余基本完好。腐蚀较为严重的还是冷换设备部分, 特别是H2S-HCH-H2O型的腐蚀较为严重。吸收塔E3205AB管束材质为10#钢, 水冷涂层基本完好, 管口有少量缺口, 封头和筒体有许多油泥, 封头内挡板有坑蚀, 管隙被油泥和腐蚀垢物堵塞, 管束严重腐蚀。

吸收稳定、产品精制系统的腐蚀, 主要是H2S-HCH-H2O型的腐蚀。针对H2S-HCH-H2O腐蚀较严重的管束, 应采取材质升级的防护措施, 如换成12Cr ALMo V, 配用317焊条, 焊后750℃热处理等。

为了做好设备防腐蚀工作, 必须弄清设备易腐蚀部位及腐蚀原因。通过对本装置腐蚀调查, 分析腐蚀机理, 采取工艺防腐蚀和材料防腐蚀相结合的方法, 对腐蚀严重的部位采取有效的预防措施和监测手段, 防止因腐蚀导致设备损坏, 发生事故, 为装置长周期安全生产提供了保证。

参考文献

[1]侯祥麟.中国炼油技术第二版[M].北京:中国石化出版社, 2001:116-122

[2]石油化工装置设备腐蚀与防护手册.中国石油化工设备管协会设备防腐专业组编著[J].中国石化出版社, 1996, (3)

制氢装置的腐蚀与防护 第8篇

1 装置主要腐蚀环境

1.1 氢腐蚀环境

在高温高压氢气中操作的设备所发生的高温氢腐蚀有两种形式:一是表面脱碳;二是内部脱碳。表面脱碳不产生裂纹, 在这点上与钢材暴露在空气、氧气或二氧化碳等一些气体中所发生的脱碳相似;内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成了甲烷, 而甲烷又不能扩散出钢外, 就聚集于晶界空穴和夹杂物附近, 形成了很高的局部应力, 使钢产生龟裂、裂纹或鼓包, 其力学性能发生显著的劣化。

1.2 转化炉管的腐蚀环境

高温蠕变、高温氧化、应力腐蚀、渗碳和脱碳是转化炉炉管损坏的主要腐蚀环境。

蠕变是炉管最主要的失效形式。在实际操作中, 蠕变的产生主要由过热引起, 还可由燃料调整、介质物料流量波动大、开停车升降温速度大及炉管本身的热应力所造成[1]。

炉管表面脱碳的结果造成钢铁表面硬度和疲劳极限降低。金属内部的脱碳引起金属机械性能下降, 进而造成氢致裂纹或氢鼓泡[2]。

1.3 CO2腐蚀环境

在含CO2的介质中, 腐蚀产物 (FeCO3) 、垢 (CaCO3) 或其它的生成物膜在钢材表面不同的区域覆盖度不同, 这样, 不同覆盖度的区域之间形成了具有很强自催化特性的腐蚀电偶或闭塞电池。CO2的局部腐蚀就是这种腐蚀电偶作用的结果[3]。

1.4 Cl-腐蚀环境

对于那些易在表面形成钝化膜的金属和合金, 在Cl-介质中易发生缝隙腐蚀与孔蚀。钝化膜遭到破坏时, 由于介质中有Cl-存在, 而Cl-的半径较小, 穿透力强, 破坏膜的生成, 钝化膜再生困难, 腐蚀会在钝化膜遭到破坏的地方继续进行。

因为无钝化膜的小的裸露金属表面和大面积的钝化表面组成小阴极的腐蚀电池。作为阳极的裸露金属表面迅速溶解, 阴极表面是O的还原反应, 形成了腐蚀孔, 孔内由于金属的溶解, 金属离子的质量分数增加, 正电荷过多, 引起介质中Cl-的迁入, 并在孔内形成氯化物。Cl-和H+都进一步促进孔内的腐蚀, 导致孔蚀迅速发展[4]。

2 选材

(1) R6101、R6102、R6103主要考虑高温氢腐蚀, 壳体材质都采用15CrMoR。 (2) 转化炉管选用辐射室炉管材料为Cr25Ni35NbTi, 入口集气管和上猪尾管采用TP321H, 出口冷壁集气管采用Gr11/Al2O3衬里。转化混合原料预热段采用TP321H。蒸汽过热段采用1 2 C r 1 M o V G。空气预热Ⅱ段采用1Cr5Mo。 (3) 变换系统的操作温度200℃～450℃, 主要考虑氢腐蚀、CO2腐蚀。操作温度低于220℃或氢分压低于1.3MPa的操作环境选用碳钢。 (4) 脱碳系统的选材主要考虑湿C O2腐蚀, 酸性水汽提塔壳体选用0 0 C r 1 9 N i 1 0, 中变气空冷器管束采用00Cr19Ni10;中变气水冷器换热管采用00Cr17Ni14Mo2。

3 工艺防腐

(1) 锅炉给水工艺防腐措施包括除氧和控制给水pH值, 避免高温水的氧化腐蚀和酸性腐蚀。锅炉给水中溶解氧含量一般控制小于5μg/L, 同时加入碱控制锅炉给水的PH值≥7, 偏碱性。还加入磷酸盐, 不仅出去钙和镁离子, 同时可形成磷酸保护膜。 (2) 控制燃料的硫含量小于2PPm, 排烟温度大于160℃, 来预防露点腐蚀。 (3) 在运行过程中, 避免频繁的开停工, 也要避免局部过热。严格控制升降温速度, 不超过25℃/h。

4 腐蚀的监控

4.1 定点测厚

建立本装置的定点测厚布点图 (或单体图) , 共17点定点测厚, 各点有明显的标示和编号, 测厚周期为半年一次。

4.2 腐蚀挂片监测

在酸性水气提塔T6101顶和T6101底两处挂入腐蚀挂片, 建立了装置的腐蚀挂片台帐, 可以与其他腐蚀监测数据比较来判断T6101的腐蚀情况。

4.3 腐蚀介质监测

制氢装置的腐蚀介质监测分析包括:中压汽包炉水 (每天一次) 、中压蒸汽 (每周一次) 。通过腐蚀介质分析可以辅助判断被监测部位总的腐蚀情况, 以便于及时调整工艺操作, 减轻腐蚀。

4.4 大检修期间装置腐蚀检查

装置近两年的管线测厚数据见表1所示, 表中的5根管线是今后监测的重点。

检修期间由长岭设备所对装置的静设备进行检查, 结果见图1～2所示。

3结语

通过定点测厚、腐蚀介质分析、腐蚀产物分析、装置停工腐蚀检查、腐蚀挂片等多种监检测方法, 了解装置的腐蚀状况, 没有发现严重的腐蚀问题, 装置腐蚀都在可控范围内。根据发现问题, 结合装置运行的数据, 提出了几点建议。

(1) 坚持定期测厚工作。加强平稳操作, 避免A 6 1 0 1出入口温度的大幅波动。 (2) 建议建立锅炉给水含氧量的检测, 溶解氧含量一般控制小于15μg/L;建议加强对V 6 1 0 7上水含氧量的监控。 (3) 建议将T6101的汽提蒸汽量提至0.7t/h, 保证塔底酸性水的品质。 (4) 预防低温露点腐蚀, 提出建议: (1) 将排烟温度控制在175～185℃左右。 (2) 在鼓风机出口增加前置预热器。 (3) 采用优质天然气低硫燃料。 (4) 更换低温空气预热器, 采用ND钢 (09CrCuSb) 材料。 (5) 由于制氢装置负荷一直处于30%低负荷运行, 为了防止炉管的高温蠕变, 建议加大配汽量, 提高水碳比至5以上, 防止炉管偏流;建议将转化炉入口温度由5 1 0℃降至4 6 0℃, 炉管表面温度控制在850℃～860℃。 (6) 针对循环水系统的腐蚀、埋地管线和设备的土壤腐蚀、蒸汽系统的腐蚀, 建议加强对此类腐蚀的监控。 (7) 建立长效的防腐机制。建议增上在线腐蚀监测系统, 加强重点管线的监控。和挂片、定期测厚、腐蚀介质的监控等数据进行比对, 及时提出合理的防腐建议。

参考文献

[1]钱家麟.管式加热炉[M].北京:中国石化出版社, 2003, 433～438.

[2]大连工学院化机教研室.转化炉[M].北京:化学工业出版社, 1982, 161～167

[3]孙家孔.石油化工装置设备分数与防护手册[M].北京:中国石化出版社, 1996, 150～153.

“金属的腐蚀与防护”中考分析 第9篇

1.金属锈蚀:

金属与空气中的某些物质 (如O2或O2、H2O或O2、H2O、CO2) 共同作用发生的化学反应。锈蚀速率与金属活动性有关, 与产物性质 (如致密程度等) 有关。

常考查的金属有Al、Fe及其它不活泼金属如Cu。

2.铁制品锈蚀的原理:

a, 铁与氧气、水发生的化学反应。b, 反应条件:①氧气、水蒸气共同存在。②与铁制品相互接触。③生成物不阻碍进一步反应。 (三者缺一不可)

3.金属的防护:

(1) 达到破坏任一锈蚀条件即可, 破坏锈蚀条件越多防护效果越好。①把铁制品放在非酸性的干燥的环境中。②为其穿一层耐腐蚀的外衣。 (2) 金属防护措施的选择一般要考虑便于操作、经济、耐用、环保、美观。

二、考查知识类型

1.考查锈蚀条件

思路点拨: ①审清题干是金属锈蚀或是铁制品锈蚀;是整体或是某一点发生了变化;②注意个体或某点发生变化后引起其它物质或外界压强等是否也发生了变化。

(1) 【08长春】在潮湿的空气中铁容易锈蚀而金不能, 这是因为。

(2) 【08兰州】钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料之一, 生活中的铁制品却易生锈, 铁锈蚀的主要原因是, 铝制品不易生锈的原因是。

(3) 【06福州】根据下图回答有关问题:

⑴写出实验 (1) 中反应的化学方程式。

⑵实验 (2) 中可观察到铁片的表面, 说明铁的金属活动性比铜。 (填“强”或“弱”)

⑶实验 (3) 中可观察到试管中铁钉最先生锈的是处。 (填“a”或“b”或“c”)

⑷你认为防止铁架台生锈的方法有。(写一点)

(4) 【07兰州】小明把一根用砂纸打磨过的铁丝弯成螺旋状放入试管中, 如下图实验, 放置1～2周时间后, 装置中能出现的现象是 (忽略水的蒸发) :

现象1:; 现象2:。

分析产生上述现象的原因:。

我们在日常生活中随处可见以上现象的发生, 请你任举两例:、、。

谈一谈防止该现象发生的措施有哪些?、 (至少填写两种方法) 。

2.考查化学方程式书写

思路点拨: ①仔细分析题意, 找全反应的个数 (如盐酸与生锈铁钉反应, 究竟进行到怎样的程度) ;找准反应物、生成物的种类;②注意反应条件, 注重配平。

(1) 铜质眼镜框日久会出现铜锈, 俗称“铜绿” (Cu2 (OH) 2CO3) , 它是铜、氧气与其它两种氧化物共同作用产生的。写出化学方程式。

(2) 【07河南、08肇庆】用化学方程式解释下列原理:稀盐酸用于清洗铁锈。, 该反应的反应类型是 。

(3) 【08北京】将生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中, 观察到溶液变黄, 有无色气泡逸出, 写出发生反应的化学方程式。 。

3.考查防护方法

思路点拨: ①考虑生活生产中的实际情况, 如“菜刀”经常使用, 不可能用涂油等办法;②生活中还要注意环保、健康;③优先考虑最简便、最实用的方法。

(1) 【08河南】菜刀用过后防止生锈的方法是思路点拨: ①审清题干, 把握整体;②回忆教材, 迁移应用;③注意答题要求。

(1) 【07青岛】金属是一类重要的材料, 人类生产、生活都离不开金属。下面是小海同学对铁的部分知识 的学习、探究。①小海对铁制品生锈情况的调查:

由上可知铁制品生锈是铁与空气中的和共同作用的结果。

②为证明铁的金属活动性比铜强, 请与小海一起完成实验设计:

(2) 李明同学视力不好, 戴了一副眼镜 (铜制眼镜框) 。某日发现镜框上出现了绿色物质, 通过化学学习知识该物质是铜锈, 主要成分是 (Cu2 (OH) 2CO3) (俗称铜绿) 。

提出问题:铜在什么条件下生锈?

假设猜想:根据铜绿的化学式, 猜想铜生锈可能是铜与水、、共同作用的结果。

设计与实验:借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验, 李明设计了:“铜片锈蚀条件的探究”, 实验如图所示:

问题讨论:

(1) 实验较长时间后, 发现试管中光亮的铜片最先生锈 (填编号) 。

(2) 从优化实验的角度考虑实验是多余的, 它只考虑了水这个单一的条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外, 还有另外一种物质为。

(3) D试管中除光亮铜片外, 还有另外两种物质为、;从D试管的实验中获得的结论是。

评价与改进:你认为设计的该探究实验是否完善?若要得到正确结论, 应如何改进?