探索炼化企业金属材料应力腐蚀及监测研究

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1、大连理工大学硕士学位论文炼化企业金属材料应力腐蚀及监测研究姓名：董晓宏申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李淑英;翁刚20090601大连理『：人学专业学位硕十学位论文摘要从石油化工联合企业建成投产之同开始，就存在发生腐蚀的各种环境条件，即存在事故隐患，这是一种不可抗拒的自然规律。在生产装置运行中，若各种腐蚀环境条件不能及时控制与改善，事故隐患不能及时得到监控，造成的财产损失和人员伤亡是巨大的。本文研究介绍分析了炼化生产中常见的腐蚀类型、腐蚀环境体系、腐蚀机理和相应的防护技术。在酸性腐蚀环境下，对石化企业生产用主要材料16MnR

2、、20钢和316L进行试验研究，并对装置重点腐蚀部位用Microcor检测仪进行现场实时监测，以评估应力腐蚀进展情况，加以调整生产工艺。对于腐蚀介质来说，它主要来源于原油中的各种盐类和硫化物，还有各种金属元素(如铁、镍、铜、钒等)及非金属元素(氮、氧等)，以及蜡质和胶状物，但其含量因产地而异，这就给生产加工带来诸多困难。这些物质会在加工中产生许多新物质，成为各种腐蚀环境中的腐蚀因素，如HCl、H2S、H20、NH3、HCN等等，这些因素可以形成各种腐蚀环境体系，如HCl--H2S—H20、H2S—HCN-—NH3一H20等。在不同的腐

3、蚀环境下，金属会产生不同类型的腐蚀，每种类型产生都会按一定的规律和机理发生、发展，其中应力腐蚀开裂是重要的腐蚀形式。论文通过试验模拟方法，在H2S、Cl’、PH值和温度诸因素作用下，采用慢应变速率拉伸腐蚀试验，对16MnR、20钢和316L等进行了应力腐蚀开裂敏感性试验。试验表明，对16MnR这种钢材而言，在湿硫化氢环境下，H2S浓度对应力腐蚀敏感性影晌较大，其焊缝应力腐蚀敏感性高于母材。对20钢的试验来说，在脱硫系统中应力腐蚀敏感性较低，而温度却对20钢的应力腐蚀敏感性影响相对较大。从316L在湿硫化氢环境中的慢应变速率拉伸试验来看

4、，温度的影响较为明显，即随温度升高，敏感性指数增大。而敏感性指数随H2S、CI。、PH值的变化没有明显的规律，只表现在一定数值范围内波动。企业在生产装置的关键部位采用了16MnR、20钢和316L等钢材，故在关键部位进行了腐蚀速率现场监测，以便与试验结果进行比较，调整过程控制。还针对辽化炼油厂脱硫车间的再生塔顶冷却器(E3203)中的内浮头螺栓的断裂，进行了失效分析。结果表明，这些螺栓的断裂是由湿硫化氢应力腐蚀造成的。关键词：金属材料；腐蚀环境；应力腐蚀；实时监测；失效分析炼化企业金属材料廊力腐蚀及监测研究TheResearchont

5、heStressCorrosionandMonitoringofMetalMaterialsinRefiningChemicalEnterpriseAbstractEversincethedaywhenthepetrochemicalconglomeratesareestablishedandputintoproduction．allkindsofenvironmentswhichcancausecorrosionhavebeenexisting，aswellashiddentroublescausingaccidents．ItiSa

6、nirresistiblenaturallawandiSthecertainresultofmattermovementinnature．Iftheconditionsofcorrosionenvironmentscannotbecontrolledandimprovedandthehiddentroublesforaccidentscannotbemonitoredtimely，thehugelossesofpropertiesandpersonnelcasualtywouldbeunavoidable．Inthispaper，fa

7、miliarcorrosiontypesofpetrochemicalproduction，systemofcorrosionenvironments，corrosionmechanismandthemeasuresfordefendingsomecorrosiontypeshavebeeninvestigated．Simultaneously，inordertoevaluatethecorrosionfortheadjustmentofthetechnologcialconditionsexperimentswith16MnR、20

8、Gand3l6Linacidenvironmentwhicharethemainproductionmaterialsinthepetrochemicalsenterpriseandlivemonitoringforth