延迟焦化装置的腐蚀
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存在减薄与应力腐蚀机理； ➢ 中上部有氯化氨腐蚀； ➢ 底部与蜡油段有高温硫与环烷酸腐蚀（原料进分馏塔底环
烷酸被汽提到上层）； 加热炉 ➢ 对流段的烟气露点腐蚀与管内高温硫与环烷酸腐蚀； ➢ 辐射炉管外的氧化腐蚀（主要原因），管内的高温硫腐蚀；
炉管的高温蠕变失效；
整理课件
焦炭塔热疲劳损坏 ➢ 裙座与塔体的连接焊缝裂纹; ➢ 堵焦伐焊缝裂纹; ➢ 上半节筒体腐蚀减薄; ➢ 中下部筒体鼓肚与裂纹; ➢ 塔体倾斜; ➢ 复合钢板复合层焊缝开裂 ➢ 地脚螺栓损环； ➢ 筒体材质珠光体球化和石墨化； ➢ 裙座-筒节连接柔性槽孔开裂。
整理课件
检查分析 1) 鼓凸检查和垂直度检查已超过SHS01007-2004《塔器设
备维护检修规程》的规定；
2) 材质中度球化，是碳钢材质劣化的一种现象
操作分析 1) 两种工况相比20小时生焦的总冷却时间少了1.5小时，可
能是变形的主要原因 2) 小吹气时间比指导意见少0.5小时也是个原因；
时间 24
20
资料 广石化 指导意见 广石化 指导意见
小吹气 1 1.5 1 1.5
大吹气 2.5 2 2 1.5
水冷焦 8.5 7 7.5 5.5
总冷却时间 12 10.5 10.5 8.5
整理课件
安全评估 对筒体底部筒节、裙座角焊缝、柔性槽开孔处的
热机械疲劳寿命预测，分别是3.7、4.3和1.4年； 四台焦炭塔筒体鼓胀区的材质和强度在今后使用
期内是安全的； 鼓胀程度与国内与国外相比，属于安全范围； 结论：四台焦炭塔的鼓胀变形目前尚不影响正常
使用，但必须对鼓胀变形及其发展趋势加以监控； 建议：加强在线监测，恢复48小时生焦操作；结
合改造更新焦炭塔；
整理课件
炉管测温方法
➢ 炉管表面热电偶(安装在迎火面600,火焰高度2/3 范围）
➢ 光学温度计（600C0以上范围） ➢ 红外测温计（注意三原子气体温度干扰和炉管表
整理课件
➢ 蒸汽汽提持续时间增加 1 小时，仅降低温度 15℉。因此， 用延长蒸汽汽提持续时间的方法来改善焦碳塔的长期使用 性能，效果不大。
➢ 吹蒸汽有两个目的：防止树状通 道堵塞、提高瓦斯油收率。在焦 床顶端未转化的液体进料向下流 入通道，焦化后将堵塞通道；
➢ 急冷初期的壁板不均匀冷却是多 数壁板失效的原因；
整理课件
NACE资料：美国腐蚀工程师协会 发生以下情况时，焦化塔就无法正常操作了： ➢ 壳体和接管处的穿壁疲劳裂缝的频率和严
重性已经发展到不安全的程度 ➢ 鼓胀和变形严重到认为塔的结构上已经不
够坚固了 ➢ 变形严重到管道和塔不对中，使管道再也
无法与塔正确连接 ；
整理课件
广石化焦炭塔失效评定
4台焦炭塔96年投用，直径Φ6000，壁厚26mm，材料20g。
延迟焦化装置的腐蚀
生产准备部 2009-02-03
整理课件
整理课件
延迟焦化主要腐蚀机理
整理课件
腐蚀分析
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，进分馏塔的腐蚀介质有： NH3、HCL、H2S、H2O等；
分馏塔 ➢ 顶部低温部位有H2S－NH4CL－NH4HS－H2O腐蚀环境，
05年6月生焦周期由48小时改为40小时；06年由于焦炭塔 变形大又改回48小时；
检验情况：2000年与2002年检验无问题，2005年发现变形 和裂纹，07年由通用院检验；
➢ 变形检查
焦炭塔位号
T101/1 T101/2
鼓凸变形筒节数
4
6ຫໍສະໝຸດ Baidu
单侧最大变形鼓凸量mm
53
52
塔倾斜mm
61
35
整理课件
层侧板； (4) 78%经历了塔体裙座开裂。 焦炭塔鼓胀原因 （1)母材与焊缝强度不匹配； （2)棘轮效应； （3)焦炭挤压； （4)热斑； （5)局部超压区； （6)焦炭床层着火；
整理课件
焦化工艺发展对设备的影响
焦炭塔日趋大型化 ➢ 美国材料趋于Cr－Mo钢
1950至1969年期间，选择碳钢、C-1/2Mo居多， 1970-1979年期间，选择1Cr-1/2Mo者居多， 1980至1997年期间，选择1Cr-1/2Mo、1-1/4Cr1/2Mo者居多，有的焦炭塔甚至选择2-1/4Cr1Mo ➢ 目前我国选材已与国际相同；
整理课件
裙座开裂
柔性槽(钥匙孔/槽口/应力释放器)开裂
是否有效在争论中，SEI的分析认为没有效果
珠光体球化及石墨化
➢ 碳钢材料金相的片状珠光体在长时间高温下形成 球状，20 号钢达到严重球化程度(5 级)后，其常 温抗拉强度将下降20.6%，屈服极限下降24%， 布氏硬度(HB)和铁素体显微硬度分别降低17.7% 和23.4%，延伸率和断面收缩率则分别增加20% 和15.6%。严重球化(5 级)的20 号钢的高温短时 抗拉强度的下降幅度介于19.4~24.7%之间。
➢ 但CrMo钢制的焦炭塔也出现了不同程度的鼓胀 和开裂现象考虑了CrMo钢的开裂修复、抗热棘 轮变形性能以及经济性等因素，又重新选择了碳 钢作为焦炭塔的主体材料。
整理课件
整个生焦周期变化对焦炭塔应力应变水平的影响 ➢ 在焦炭塔操作过程中，最不利的应力是由加热-急
冷诱发的轴向应力，由此产生的轴向应变大于周 向应变； ➢ 循环周期又对轴向应力应变波动范围的影响较大； 控制初期急冷速率延长焦碳塔使用寿命
T101/3 6 60 39
T101/4 2 40 49
厚度测定未见异常减薄
裙座材料检查符合20g要求 硬度检查比2000年整体略微降
低 裂纹检查： 1) 筒体底部环焊缝、下锥体纵
焊缝 T101四塔共发现19条裂纹，
深度 1mm，最长20mm 裙座柔性槽100%开裂，大部分
是 贯穿性裂纹，最长30mm
面黑度影响； ➢ 红外热像仪测试炉管表面温度的误差小于2% ➢ 固定加热炉的光学和红外测温计可以连续扫描，
➢ 20g 高温材质劣化最严重的程度是珠光体完全球 化并伴随严重石墨化。按规范，4级石墨化已是不 能用了。
➢ Cr－Mo钢没有珠光体整球理课化件 和石墨化问题
API于1996年对54台焦炭塔调查 (1) 61%的焦炭塔发生了鼓胀变形； (2) 97%的焦炭塔发生了环向开裂； (3) 多数鼓胀和开裂位于锥体上方筒体的第3、4、5
烷酸被汽提到上层）； 加热炉 ➢ 对流段的烟气露点腐蚀与管内高温硫与环烷酸腐蚀； ➢ 辐射炉管外的氧化腐蚀（主要原因），管内的高温硫腐蚀；
炉管的高温蠕变失效；
整理课件
焦炭塔热疲劳损坏 ➢ 裙座与塔体的连接焊缝裂纹; ➢ 堵焦伐焊缝裂纹; ➢ 上半节筒体腐蚀减薄; ➢ 中下部筒体鼓肚与裂纹; ➢ 塔体倾斜; ➢ 复合钢板复合层焊缝开裂 ➢ 地脚螺栓损环； ➢ 筒体材质珠光体球化和石墨化； ➢ 裙座-筒节连接柔性槽孔开裂。
整理课件
检查分析 1) 鼓凸检查和垂直度检查已超过SHS01007-2004《塔器设
备维护检修规程》的规定；
2) 材质中度球化，是碳钢材质劣化的一种现象
操作分析 1) 两种工况相比20小时生焦的总冷却时间少了1.5小时，可
能是变形的主要原因 2) 小吹气时间比指导意见少0.5小时也是个原因；
时间 24
20
资料 广石化 指导意见 广石化 指导意见
小吹气 1 1.5 1 1.5
大吹气 2.5 2 2 1.5
水冷焦 8.5 7 7.5 5.5
总冷却时间 12 10.5 10.5 8.5
整理课件
安全评估 对筒体底部筒节、裙座角焊缝、柔性槽开孔处的
热机械疲劳寿命预测，分别是3.7、4.3和1.4年； 四台焦炭塔筒体鼓胀区的材质和强度在今后使用
期内是安全的； 鼓胀程度与国内与国外相比，属于安全范围； 结论：四台焦炭塔的鼓胀变形目前尚不影响正常
使用，但必须对鼓胀变形及其发展趋势加以监控； 建议：加强在线监测，恢复48小时生焦操作；结
合改造更新焦炭塔；
整理课件
炉管测温方法
➢ 炉管表面热电偶(安装在迎火面600,火焰高度2/3 范围）
➢ 光学温度计（600C0以上范围） ➢ 红外测温计（注意三原子气体温度干扰和炉管表
整理课件
➢ 蒸汽汽提持续时间增加 1 小时，仅降低温度 15℉。因此， 用延长蒸汽汽提持续时间的方法来改善焦碳塔的长期使用 性能，效果不大。
➢ 吹蒸汽有两个目的：防止树状通 道堵塞、提高瓦斯油收率。在焦 床顶端未转化的液体进料向下流 入通道，焦化后将堵塞通道；
➢ 急冷初期的壁板不均匀冷却是多 数壁板失效的原因；
整理课件
NACE资料：美国腐蚀工程师协会 发生以下情况时，焦化塔就无法正常操作了： ➢ 壳体和接管处的穿壁疲劳裂缝的频率和严
重性已经发展到不安全的程度 ➢ 鼓胀和变形严重到认为塔的结构上已经不
够坚固了 ➢ 变形严重到管道和塔不对中，使管道再也
无法与塔正确连接 ；
整理课件
广石化焦炭塔失效评定
4台焦炭塔96年投用，直径Φ6000，壁厚26mm，材料20g。
延迟焦化装置的腐蚀
生产准备部 2009-02-03
整理课件
整理课件
延迟焦化主要腐蚀机理
整理课件
腐蚀分析
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，进分馏塔的腐蚀介质有： NH3、HCL、H2S、H2O等；
分馏塔 ➢ 顶部低温部位有H2S－NH4CL－NH4HS－H2O腐蚀环境，
05年6月生焦周期由48小时改为40小时；06年由于焦炭塔 变形大又改回48小时；
检验情况：2000年与2002年检验无问题，2005年发现变形 和裂纹，07年由通用院检验；
➢ 变形检查
焦炭塔位号
T101/1 T101/2
鼓凸变形筒节数
4
6ຫໍສະໝຸດ Baidu
单侧最大变形鼓凸量mm
53
52
塔倾斜mm
61
35
整理课件
层侧板； (4) 78%经历了塔体裙座开裂。 焦炭塔鼓胀原因 （1)母材与焊缝强度不匹配； （2)棘轮效应； （3)焦炭挤压； （4)热斑； （5)局部超压区； （6)焦炭床层着火；
整理课件
焦化工艺发展对设备的影响
焦炭塔日趋大型化 ➢ 美国材料趋于Cr－Mo钢
1950至1969年期间，选择碳钢、C-1/2Mo居多， 1970-1979年期间，选择1Cr-1/2Mo者居多， 1980至1997年期间，选择1Cr-1/2Mo、1-1/4Cr1/2Mo者居多，有的焦炭塔甚至选择2-1/4Cr1Mo ➢ 目前我国选材已与国际相同；
整理课件
裙座开裂
柔性槽(钥匙孔/槽口/应力释放器)开裂
是否有效在争论中，SEI的分析认为没有效果
珠光体球化及石墨化
➢ 碳钢材料金相的片状珠光体在长时间高温下形成 球状，20 号钢达到严重球化程度(5 级)后，其常 温抗拉强度将下降20.6%，屈服极限下降24%， 布氏硬度(HB)和铁素体显微硬度分别降低17.7% 和23.4%，延伸率和断面收缩率则分别增加20% 和15.6%。严重球化(5 级)的20 号钢的高温短时 抗拉强度的下降幅度介于19.4~24.7%之间。
➢ 但CrMo钢制的焦炭塔也出现了不同程度的鼓胀 和开裂现象考虑了CrMo钢的开裂修复、抗热棘 轮变形性能以及经济性等因素，又重新选择了碳 钢作为焦炭塔的主体材料。
整理课件
整个生焦周期变化对焦炭塔应力应变水平的影响 ➢ 在焦炭塔操作过程中，最不利的应力是由加热-急
冷诱发的轴向应力，由此产生的轴向应变大于周 向应变； ➢ 循环周期又对轴向应力应变波动范围的影响较大； 控制初期急冷速率延长焦碳塔使用寿命
T101/3 6 60 39
T101/4 2 40 49
厚度测定未见异常减薄
裙座材料检查符合20g要求 硬度检查比2000年整体略微降
低 裂纹检查： 1) 筒体底部环焊缝、下锥体纵
焊缝 T101四塔共发现19条裂纹，
深度 1mm，最长20mm 裙座柔性槽100%开裂，大部分
是 贯穿性裂纹，最长30mm
面黑度影响； ➢ 红外热像仪测试炉管表面温度的误差小于2% ➢ 固定加热炉的光学和红外测温计可以连续扫描，
➢ 20g 高温材质劣化最严重的程度是珠光体完全球 化并伴随严重石墨化。按规范，4级石墨化已是不 能用了。
➢ Cr－Mo钢没有珠光体整球理课化件 和石墨化问题
API于1996年对54台焦炭塔调查 (1) 61%的焦炭塔发生了鼓胀变形； (2) 97%的焦炭塔发生了环向开裂； (3) 多数鼓胀和开裂位于锥体上方筒体的第3、4、5