石油炼厂装备腐蚀诊断案例分析

3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀 疲劳开裂
a
b
图7 裂纹金相（a-1#样；b-2#样）
图7为两试样上裂纹的金相照片，由图可知，在 两样品主裂纹扩展过程中，均出现分叉，为穿晶开 裂。
3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀
a 疲劳开裂
b
c
图8 1#样断口SEM图 （a-1#样断口的开裂源；b-1#样断口上的二次裂纹；c-1#样断口上的疲劳条带）
图8为1#样断口SEM图谱，1#样断口上靠近管程侧呈现河流花 样，为脆性断裂，根据河流花样流向可判断开裂源位于管程侧， 如图8a所示。此外，在1#样的断口扩展区可观察到二次裂纹和疲 劳条带，如图8b、图8c所示。
3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀 疲劳开裂
a
b
c
图9 2#样断口SEM图 （a-2#样断口的疲劳源；b-2#样断口上的疲劳条带；c-2#样断口最终断裂区 ）
21
2008年7月16日
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08年 8月27日
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08年 8月31日
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08年10月 6日
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2008年10月24日
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2008年10月29日
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2008年11月10日
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2008年11月12日
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2008年11月16日
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2008年11月17日
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2008年11月21日
32
2008年11月28日
33
化工装备腐蚀诊断与监控
内容
1
腐蚀诊断的方法和特色
2
典型诊断案例介绍
3
诊断案例附录
1.化工装备腐蚀监控与诊断的意义
局部腐蚀很容易导致物料的污染、产品质量 的下降、工艺流程的中断、装置的泄漏，甚至造 成爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等难以 估算的间接损失 。
a
a
开裂处
a b
1.化工装备腐蚀监控与诊断的意义
全
面
化 工
腐 蚀
装
备
的
腐
蚀
形
局
式
部
腐
蚀
孔蚀
缝隙腐蚀
危害最大
微生物腐蚀
应力腐蚀开裂
腐蚀疲劳
高温腐蚀
露点腐蚀
电偶腐蚀
选择性腐蚀…..
2.腐蚀诊断的方法和特色
• 特色
金属学
化工装备 腐蚀诊断
化 工 过 程 在掌握多学科知识的基础上，采用先进的电化学检测技 术和现代表面分析技术对失效件的电化学、材料特征进行 综合分析，研究腐蚀机理，从而对化工设备的腐蚀案例进 行诊断分析。
3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀
疲劳开裂
a
b
开裂处
开裂处
图6 板片裂纹宏观形貌（a-1#样；b-2#样）
如图6所示，两样品断口均无明显宏观塑性变形，1#样 裂纹形貌一致，开裂处均位于相邻的球形波过渡区，并且 1#样品上球形波波峰有明显的挤压变形痕迹；2#样品开裂 处位于球形波上，而球形波波峰无明显挤压变形痕迹。
a
b
图4 腐蚀试样SEM照片（a-1#试样；b-2#试样）
图4为1#腐蚀试样的SEM照片，由图可知，在1# 试样的孔底有形状不规则的腐蚀产物，孔四周较光滑； 2#试样表面较粗糙，并分布许多直径大小不一的浅腐 蚀孔。
3.典型案例介绍
（1）大蒸馏不锈钢板式空冷器的缝隙腐蚀
由电子能谱的分析结果可知，发现1#和 2#样的腐蚀产物主要由元素O、Cr、Fe、S、 Ni构成，并且1#样孔内含有少量的元素C l-。
2008年12月23日
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2008年12月25日
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2008年12月31日
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2009年1月7日
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2009年2月25日
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2009年3月13日
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09年 4月22日
百度文库40
09年 4月22日
三蒸馏常压炉引风机开后盖检查 新区硫磺回收装置板式换热器泄漏 加氢裂化进口压缩机的滤网开裂原因分析 硫磺装置不锈钢大小头开裂原因分析
图9为2#样断口的SEM图，在2#样的疲劳源区可观察到较多 腐蚀产物，并且出现了早期疲劳条带，根据制样方向可判断疲 劳裂纹起源于管程侧，如图9a所示。图9b为2#样的裂纹扩展区 的疲劳条带，疲劳条带是疲劳裂纹扩展的典型微观形貌。图9c 为2#样的最终断裂区，呈解离状，为脆性断裂。
3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀 疲劳开裂
(5)失效的主要原因及其影响因素；
(6)预防措施及改进建议。
3.典型案例介绍 （1）大蒸馏不锈钢板式空冷器的缝隙腐蚀
图1 空冷器现场腐蚀照片
某石化公司大蒸馏车间板式空冷器正常运行时内部所走的介质为油汽， 试运行3个月未发生问题，但停工2个月后于2006年10月再次运行，运行前 对设备试压时发现空冷器板片发生泄漏，其中8台304L不锈钢空冷器5台发 生泄漏，10台316L不锈钢空冷器1台发生泄漏，漏点共计达140处之多。
220重整沸水器冷凝管泄漏原因分析
2.腐蚀诊断的方法和特色
• 腐蚀诊断的方法：
1.现场调研
了解失效设备 的工况包括工 作温度、压力、 介质、工作过 程等
设备的材质、 失效件的选
加工和制造 择、腐蚀产
史
物、工作介
质的收集
2.腐蚀诊断的方法和特色
2.失效件的初步检查
宏观检查
电位的现场测量 介质的分析
用肉眼、放大镜 来观察分析失效 件的宏观形貌特 征
塔底冲釜器E2303—Ⅰ管腐蚀诊断 加氢裂化反应物换热器开裂分析
硫封器的结垢成分分析 检测重整加热炉不锈钢波纹管是否穿孔 重整加热炉不锈钢波纹管腐蚀穿孔分析
板式空冷器腐蚀诊断 新厂29#罐开裂螺栓断裂原因分析 硫磺回收装置弯头腐蚀开裂原因分析
黄铜管的白色结垢成分分析 循环水冷却器的10#碳钢渗铝换热管穿孔原因分析
渣油加氢弯头冲刷分析 空冷器开裂原因分析 新区氨水硫化氢气线管线泄露原因分析 新区换热器海军铜腐蚀原因分析 热电联合车间凝结水-海水换热器渗锌碳钢管穿孔 制氢空气预热器的结垢成分分析 氨水硫化氢泄露管线试样成分检测 聚丙烯挤压造粒机换网器滤网腐蚀产物成分检测 硫磺回收装置中的再生塔出口管腐蚀开裂原因分析 一级流冷器的出口处管与板之间的焊缝开裂分析 一级流冷器出口处管与焊缝开裂的现场调查 热电联合车间泵气蚀事故处理 炼厂老区二催化工段的海水冷却器 新厂硫磺回收车间酸性气凝液外送水线开裂 新厂硫磺流冷器管板开裂分析 对合成厂E701等管箱、管板腐蚀情况进行诊断
加氢汽油管线开裂分析 大蒸馏石脑油加氢进料泵出口处放空管腐蚀
换热器垢下腐蚀分析 柴油加氢循环机活塞杆腐蚀诊断
四催化膨胀节开裂原因分析 大蒸馏转油线高速端弯头焊口开裂原因分析
四催化吸收塔外部法兰泄漏原因分析 三蒸馏常压炉引风机故障处理
催化干气制乙苯装置炉管烧焦诊断 三蒸馏常压炉引风机现场取样测验勘查
4.诊断案例附录
谱进行测 量
2.腐蚀诊断的方法和特色
4.综合分析
对各种检测和实验所获得的结果和基本实 验数据进行全面的综合分析与研究，并查 阅相关文献报道，找出失效的主要原因及 其影响因素。
5.撰写报告
内容包括:(1)失效设备的工况描述；
(2)失效件的材质、加工历史；
(3)各种测试分析的数据及结果；
(4)综合分析；
电子探针
抛光、浸蚀后， 效件及其腐 交流阻抗
离子色谱、
采用金相显微 蚀产物的结 谱仪对失
镜失效件的晶 构进行分析； 效件的极
X射线荧光光谱 粒大小、组织 采用扫描电 化曲线、
检测失效件及其 形态、开裂方 镜对失效件 开路电位、
腐蚀产物的化学 式（沿晶、穿 的微观形貌 交流阻抗
成分
晶、混晶）等 进行分析 进行金相分析
腐蚀机理
a
3.典型案例介绍
（2）硫磺回收装置板式空冷器的应力腐蚀及腐蚀 疲劳开裂
a
1#
b
开裂处
固定压紧板
2#
图5 板式空冷器外观形貌（a-正面；b-侧面）
某石化公司炼油新厂硫磺回收装置 16台板式空冷 器于2008年7月21日冷态投用，两天后进行系统升温， 达到操作温度，仅经过五天的运行后，8台空冷器最外 层板片（1#样）发生开裂泄漏。将开裂板片作焊死报 废处理后经一个月运行，其中4台空冷器次外层板片 （2#样）又相继发生泄漏。
3.典型案例介绍
（1）大蒸馏不锈钢板式空冷器的缝隙腐蚀
a
b
图2 腐蚀部位的宏观形貌 （a-侧面；b-底面）
换热片的前后两片不锈钢的下部靠得非常近，二者之 间的距离小于0.1mm（图2-a）；从底面看，两片不锈钢仅 为一条焊线连接（图2-b）。
3.典型案例介绍 （1）大蒸馏不锈钢板式空冷器的缝隙腐蚀
用饱和甘汞电极、 用pH仪、电导
便携式数字多用 率仪及化学方法
表测量不同部位 等对介质的pH
的电极电位
值、电导率和成
分进行分析
2.腐蚀诊断的方法和特色
3.实验室检验分析
化学成分分析 金相分析 结构形貌分析 电化学测试
采用电子能谱 对失效件进行 采用X射线 采用电化
制样经打磨、 衍射仪对失 学工作站、
项
目
三酮苯2＃加热炉对流室炉管腐蚀原因分析
热电联合车间泵气蚀故障处理
石蜡加氢装置反应器出口压力表导管腐蚀原因分析
硫化亚铁自燃机理的研究与关键部位的定位及对策
螺栓在液化气腐蚀开裂原因分析 大蒸馏酸性水线阀门、泵、焊口、直管段穿孔分析
二蒸馏减压塔间冷器腐蚀原因分析 大蒸馏板式空冷器穿孔原因分析 大蒸馏酸性水线弯头焊缝处腐蚀分析 二蒸馏减压塔间冷器腐蚀原因分析
a
b
1#
2#
图3 腐蚀穿孔部位宏观形貌（a-外表面；b-内表面）
由图3可知腐蚀发生在换热片的正面，图3-a为其 外表面形貌，已经腐蚀穿孔，将与其紧挨着换热片打 开后可见其内表面布满了红色的铁锈，1#片上存在两 个半圆型的腐蚀孔，已穿透，2#片上的腐蚀孔较浅。
3.典型案例介绍
（1）大蒸馏不锈钢板式空冷器的缝隙腐蚀
时间 2007年1月9日 07年 1月 17日 07年 2月10日 2007年3月19日
07年 5月 8日 07年 6月18日
07年 9月 4 日 07年 9月11日 07年 9月13日 07年 9月14日 07年 9月17 日 2007年9月19日 2007年11月16日 08年 3月13日 08年 5月5日 08年 5月6日 08年 5月24日 08年 7月3日 08年 7月10日 2008年7月15日
a
最外 次外
层板 层板
片
片
b
最外
次外
层板
层板
片
片
固定 压紧
板
压紧 板连 接处
开 P2 裂
处 F2 F1
P1
固定 压紧
板
P1
P
P2
开裂 处
图10 最外层板片受力分析示意图（a-整体；b-局部）
4.诊断案例附录
序号 1 2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
硫封器的结垢成分分析 MTBE甲醇回收塔顶回流泵出口垢成分分析
一级硫冷器垢成分分析 制氢装置安全阀上开裂法兰分析
制氢装置安全阀上法兰检测 波纹管开裂原因分析
八三罐区暖气片泄漏分析 丙烯进料备用泵转轴腐蚀原因分析
冷高压分离器安全阀开裂分析 渣油加氢脱硫高压注泵出口塞导凝管的泄漏分析
三蒸馏轻烃回E1202B结垢物成分分析 硫磺硫冷器垢样成分分析
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2009年9月15日
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2009年10月15日
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2009年10月26日
57
2009年10月30日
58
2009年11月12日
59
2009年11月13日
60
2009年11月19日
61
2009年12月2日
62
2010年3月17日
63
2010年3月23日
64
2010年4月8日
取合成厂E301、E305、E501等车间的管进行分析
4.诊断案例附录
41
2009年4月27日
42
09年 5月15日
43
09年 5月27日
44
09年 6月17日
45
09年 6月17日
46
2009年6月22日
47
09年 6月29日
48
2009年6月30日
49
2009年7月8日
50
2009年7月8日
51
2009年7月15日
52
2009年8月19日
53
2009年9月14日