加氢反应器不锈钢堆焊层点腐蚀分析及修复

设计 温 度 ／ ℃
工作压力／ ａ ＭＰ
２３ ０ｍｉ， 中一个小孔 的最 深为 ４ｍｍ， ０ ｌ 其 ｌ 这些ｄ ｑＬ 集 中在约 １ ２ｍｍＸ１ ３ｍｍ 的范 围内。见图 １ 。
工作 介 质
结 构 尺 寸 ／ ａ ｉｒ
油 、 、 Ｓ ＮＨ３ Ｈ２ Ｈ２ 、
ｄ２ ４ ３× １ ０ １ ５８０
损害 ， 因而 ， 必须进 行 点腐蚀 缺 陷的清 除和修 复 。
３ 缺 陷修 复 ３ １ 缺 陷 清 除 ．
使 用 电铣子 将 点腐 蚀 缺 陷 清 除 ， 并铣 削加来自工 腐 蚀 与防 护
Ｐ ｏ—Ｃｈｅｍ备 术２１ Ｔ（ ・ ｙ 石ｒ化 设ｃａｌＥｑｕｉ０ｎｔ２）２。 油 工 ｉ 技 ，１３ｅ ｈｎｏｌ ５ ｅ ｔ ｐｍ ｅ， １ ｏｇ ｃ
加 氢 反 应 器 不 锈 钢 堆 焊 层 点 腐 蚀 分 析 及 修 复
雷 健
（ 山东 省 特 种 设 备 检 验 研 究 院 东 营 分 院 ， 山东 东 营 ２ ７ ９ ） ５ ０ １
加 氢 反 应 器 是 石 油 产 品 加 氢 精 制 装 置 中 的关
物、 贫铬 区 、 晶界 、 位错 、 伤 等 ） 擦 。介 质 中 的氯 离
子 在 金 属 表 面 上 发 生 选 择 性 吸 附 ， 种 吸 附 不 是 这
键设 备 ， 在高 温 、 压及 有氢 气和硫 化 氢介 质存 在 高 的条件 下运行 ， 工作 条件 苛 刻 ， 于非 常重要 的第 属 三类 压力 容 器 。加 氢 反应 器 有 热 壁 和 冷 壁之 分 ，
这 些 反 应 可 以使 腐 蚀 孔 内介 质 ｐ 值 下 降 ， Ｈ
图 １ ３ ７带 极 堆 焊 层 表 面 点 蚀 孔 ４
成 为酸 性很 强 的溶液 ， 同时 ， 成 的腐蚀 产物 聚集 生 在孔 口处 ， 溶液 处 于滞 留状态 ， 使 内外物 质传 递过
加氢反 应器 主要 相关参 数 如表 １ 示 。 所
１ 缺 陷 形 貌 及 位 置
次， 氯离 子 改变 了 吸 附所 在 位 置 的 钝 化膜 的成 分 和性 质 ， 使该 处钝 化 膜 的溶 解 速 度 远 大 于没 有 氯
离 子吸 附的表 面 ， 而形 成 了小 孔腐 蚀 的活性点 ， 从 即孔 蚀核 。此 后 ， 蚀 核继续 生 长 ， 展成 为腐 蚀 孔 发 孔 。腐 蚀 孔 内介质 中的溶解 氧 因为得 不 到及 时补 充很 快被 耗尽 ， 孔 内金 属表 面上 只发 生 铁 的 阳 使 极溶 解 ， 应 方程式 如 下 ： 反
摘 要 ： 氢 反 应 器 在 高温 、 加 高压 及 有 氢 气 和硫 化 氢介 质 存 在 的 条件 下 运 行 ， 作 条 件 苛 刻 。 文 章 针 对 工
加 氢反 应 器 不锈 钢 堆焊 层 出现 的 点 腐 蚀 缺 陷 ， 行 了 腐蚀 机 理 分析 ， 提 出 了缺 陷 消 除和 修 复措 施 。 进 并 关 键 词 ： 氢 反 应 器 堆 焊 层 点 腐 蚀 缺 陷 修 复 加
石
油
化
工
设
备
技
术
程受 到很 大 障碍 ， 成 闭塞 腐 蚀 电池 ， 内腐 蚀 构 孔
加剧 。 ２ ２ 腐 蚀 危 害 ．
该加氢 反应 器 内表面 ３ ７带极堆 焊层 的点腐 ４
蚀 缺 陷 ， 果 继 续 发 展 ， 蚀 介 质 会 与 基 体 金 属 如 腐
２２Ｃ １ ． ５ ｒ Ｍｏ发生 反应 ， 导致 加 氢反 应 器 的严 重 将
均 匀 吸附在 整个 金 属 表 面 ， 是 在 很 少 的一 些 点 而 上， 往往 是 在钝 化 膜 有 缺 陷 的位 置 优 先 吸附 。其
现 今 ， 多采 用 热壁 加 氢反 应 器 。为 了提 高 其 内 大
壁对 氢 及 硫 化 氢 的 高 温 抗 腐 蚀 能 力 ， ２ ２ 在 ．５ Ｃ ｌ 基 体 内表 面 堆 焊 了厚 度 为 ６ ５ ｍｍ 的超 ｒＭｏ ． 低碳 不锈 钢 过 渡 层 ３ ９ Ｉ 耐蚀 层 ３ ７ 其 中耐 ０ 和 ４， 蚀层 ３ ７的有效 厚度 不小 于 ３ｍｍ。 ４
７ ９
设备容积／ ｍ。
材 质
２ ２ Ｃｒ Ｍ ｏ＋ ３ ９＋ ３ ７ ． ５ ｌ ０ ４
８ ６
简体设计厚度／ ａ ｉｒ Ｆｅ Ｆｅ ＋ ２ｅ — ～
Ｆｅ ＋ ２ ２ Ｆｅ ＯＨ ） ＋ ２Ｈ 。 Ｈ ｏ— （ ２ ＿
４ ｅ ＋ １ Ｈ２ Ｆ ０ Ｏ＋ Ｏ ４ （ Ｈ ） ２ Ｆｅ Ｏ — ３ ＋８ Ｈ
表 １ 加 氢 反 应 器 主 要 相 关 参 数
设计压力／ ａ ＭＰ
８ ．４ ４ ５ １ ８ ０ ．
在 对 某 石 油 化 工 企 业 的 ｌ台加 氢 反 应 器 进 行
首次开 罐全 面检 验 过 程 中 ， 现 在 其 内表 面 ３ ７ 发 ４
带 极 堆 焊 层 上 ， ６ ７个 ２ 有 ～ ～ ３ｍｉ 的 小 孔 （ ｌ ｌ 该 带 极 堆 焊 的 宽 度 为 ６ ０ ｍｍ ） 小 孔 距 人 孔 法 兰 顶 ，
山东 省 特 种 设 备 检 验 研 究 院 东 营 分 院 垦 利 工 作 站 站 长 ， 工
程师 。 Ｅｍａｌｌｉａ ２ ０ ＠ １ ６ ｃ ｍ ｉ：ｅｊ ｎ ０ ４ ｉ ２ ．ｏ
的主要 原 因是 介 质 中含 有 氯 离 子 （ １ ） 这 是 产 Ｃ ，
生点 腐蚀 的激 发 剂 ； 次 是 表 面 的 缺 陷 （ 夹 杂 其 如
２ 点 蚀 原 因 分 析
２ １ 腐 蚀 机 理 ．
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ ２ ２ １ ５２ 。 作 者 简 介 ： 健 ， ， ０ ５年 ７月 山 东 大 学 热 能 动 力 工 程 雷 男 ２０
该 缺 陷 为 典 型 的不 锈 钢 点 腐 蚀 。产 生 点 腐 蚀
专业本科毕 业 ， 现在 从事 于锅 炉压 力 容 器检 验 工作 ， 任 现