乙二醇装置蒸发系统腐蚀机理及防护措施

摘要

对乙二醇装置蒸发系统产生腐蚀的原因、产生裂纹的形态进行了宏观和无损检测、金相检验、断口分析以及裂纹断口表面覆盖物成分分析。从裂纹分布看，裂纹起始于与介质接触的内壁；裂纹仅位于紧邻熔合线的较窄热影响区中，即经历敏化温度(450～8500C)作用的区域；从裂纹形态看，裂纹属沿晶开裂；从裂纹断口表面覆盖物成分看，能引发18-8型奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的介质因素基本不存在。分析结果表明，蒸发系统产生的裂纹基本属于晶间腐蚀开裂；塔体及罐体产生裂纹的主要原因是由于介质中含有～定量的乙酸(CH3COOD和少量甲酸(HCOOH)，塔体及罐体材料抗晶间腐蚀性能不足以及采取不适当的焊接工艺，导致部分热影响区较长时间处于敏化温度(450～8500C)范围而引起的。采取的防护措施是：采用超低碳C≤0.02％、含有一定量Mo(2～4％)或一定量δ铁素体(3～1O％)的奥氏体不锈钢(316L)作为500＃蒸发系统设备的制造材料；采取减少焊接的热输入、小摆动、窄焊道及短道焊、低层间温度的焊接工艺以尽量减少接头区在高温停留的时间、减小敏化温度区范围、减少敏化温度持续时间；严格控制介质中杂质含量及pH值。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1 前言

1.1 蒸发系统的作用及流程

1.2 500 #设备性能参数

1.2.1 塔类设备

1.2.2 再沸器

1.2.3 再沸器凝液罐

1.3 物料的组份分析

1.4 制造和运行情况

1.4.1 塔类设备制造和运行情况

1.4.2 换热器类设备制造和运行情况

1.4.3 罐类设备制造和运行情况

1.5 金属材料耐腐蚀性能

1.6 晶间腐蚀

1.7 焊接要求

2 检验、试验和结果

2.1 宏观和无损检测结果

2.1.1 塔类设备宏观和无损检测结果

2.1.2 换热器类设备宏观和无损检测结果

2.1.3 罐类设备宏观和无损检测结果

2.2 壁厚测定

2.2.1 塔类设备壁厚测定结果

2.2.2 罐类设备壁厚测定结果

2.3 腐蚀速率

2.4 金相检验

2.5 断口分析

2.6 裂纹断口表面覆盖物成分分析

3 讨论

3.1 关于裂纹性质的讨论

3.2 关于裂纹成因的讨论

3.2.1 介质中含有一定量的乙酸(CH3COOH)和少量甲酸(HCOOH)，具有较强腐蚀性

3.2.2 所用材料耐蚀性难以满足需要

3.2.3 不适当的焊接工艺导致局部区域较长时间处于敏化温度(450～850℃)区间

4 防护措施

4.1 改变蒸发器进料管结构

4.2 选用抗晶间腐蚀性能强的材料

4.2.1 材料中添加2～4％Mo，使钝化膜更加稳定

4.2.2 超低碳奥氏体不锈钢及双相不锈钢

4.2.3 设备更新运行情况

4.3 制定并严格执行合理的焊接工艺

4.4 运行中控制介质的杂质及pH值

4.5 修复可行性分析

4.6 加强对500#系统的在线监控

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢