催化裂解(DCC)装置换热器腐蚀失效分析.pdf

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1、失效分析与寿瞄石油化工腐蚀与防护CORROSION＆PROTECTION1NPEFROCHEMICALINDUSTRY2015年第32卷第1期催化裂解(DCC)装置换热器腐蚀失效分析李鑫(中国石油化工股份有限公司荆门分公司，湖北荆门448039)摘要：某公司催化裂解(DCC)装置原料／油浆换热器管柬腐蚀泄漏，为了找出其原因，对失效管束的腐蚀形貌、金相组织、腐蚀表面微观特征及腐蚀产物进行了全面的分析。结果表明，换热器的腐蚀存在两种腐蚀机理：入口端为低温液态水溶液中的电化学腐蚀，出口端为高温环烷酸和高温硫腐蚀。因

2、为结垢及偏流的原因，加剧换热器的低温电化学腐蚀和高温硫和环烷酸腐蚀。根据分析提出了相应的建议措施。关键词：腐蚀失效分析换热器1概述2腐蚀形貌某公司800kt／a催化裂解DCC一Ⅱ装置原E206／1-4管束均发生不同程度腐蚀。E206／料／油浆换热器E206／1-4管束多处发生腐蚀穿2，E206／3腐蚀严重，E206／4，E206／1腐蚀程度相孔，影响正常生产。为查明换热器腐蚀泄漏的对较轻。其中E206／2管束呈现明显的腐蚀线。原因，对其进行了腐蚀失效分析，以便采取相应E206／3，E206／4管束外油泥等污垢

3、较E206／1，的措施。E206／2多。E206／2发生泄漏的换热管多集中在其基本流程见图1，操作参数如下：换热器管束下部，而E206-4发生泄漏的换热管多集中在E206／1与E206／2串联，E206／3与E206／4串管束上部，管束均为外侧腐蚀严重，由外向内腐蚀联，E206／1．2与E206／3-4并联，油浆走管程，分穿孔。两路进入E206／1和E206／3，换热后由E206／2E206／1管束腐蚀较轻，成点状，深约0．2和E206／4出，管程温度为330℃，操作压力1mm，覆盖黑色垢污，局部腐蚀点呈现黄

4、褐色。MPa。混合原料走壳程，分两路进入E206／2和E206／2管束蚀坑已连成片，主要集中在管束的一侧。E206／3管束四周均有腐蚀圆坑，腐蚀坑内填E206／4，由E206／1和E206／3出。壳程人口温满黑色腐蚀产物。部分腐蚀坑已穿透，相互连接。度为120℃，出口温度为210℃，操作压力E206／4管束四周均有腐蚀坑点，腐蚀坑较浅小，1．2MPa。其中，E206／1管束为碳钢，E206／2管但密布，表面覆盖黑色垢污。腐蚀形貌见图2。束材质为碳钢渗铝，E206／3和E206／4管束为碳钢渗铝钼。3金相组织分

5、析混合原料对管束进行取样，经镶嵌、磨抛、侵蚀观察管束横截面的组织及夹杂物情况。换热器管束组织均为铁素体+少量珠光体，金相组织正常。晶粒”嘲度6级，夹杂物A0．5，B<0．5，C<0．5，D1．5，管束边缘可见明显的渗铝层。收稿日期：2014—09—08；修改稿收到日期：2014—10—15。作者简介：李鑫(1976一)，设备工程师，现就职于该公司机动处从事石化装置腐蚀与防护工作。E—mail：lix．jrash@sinopec．tom58第1期李鑫．催化裂解(DEC)装置换热器腐蚀失效分析失效分析与寿命湃估(

6、B)E206／1(b)E206／2(c)E206／3(d】E206／4图2管束腐蚀形貌4扫描电镜观察及EDX分析6分析与讨论在扫描电镜下观察管束表面，均覆盖腐蚀管束由外向内腐蚀穿孑L，因此壳程物料(混产物，在其表面进行能谱(EDX)分析，结果示合原油)是造成管束严重腐蚀的环境介质。主要元素为C，O，S和Fe，有些部位还含有少量壳程介质为低硫高酸的混合原料。一般情况的AI，zn，Si及Ca等元素。其结果见表I。下，低于220oC，环烷酸腐蚀轻微，以后随温度的表1管束表面腐蚀产物能谱分析结果升高腐蚀性增加，在27

7、0～280oC，达到酸沸点，为一腐蚀高峰，温度再升高腐蚀速率下降，在350～400oC出现第二个峰值。高温硫腐蚀是240o【=以上腐蚀才表现突。。E206／2和E206／4壳程入口温度约为120℃，环烷酸腐蚀轻微。壳程压力为1．2MPa。根据该压力下水的沸点(见图3)可以知道在E206／2和E206／4壳程入口段物料中的水以液态存在。E206／2存在明显的腐蚀线与此吻合(见图4)。【大I此E206／2和E206／4壳程人口存在电化学腐蚀环境。对其截面进行研磨抛光，研究其截面上的渗铝层和腐蚀产物膜情况。结果显示

8、未发生明显腐蚀部位存在60m左右的富Al层，对应为渗铝层。发生腐蚀部位渗铝层消失，覆盖多层层状的富含Fe，O，S的腐蚀产物膜。5腐蚀产物分析在管束表面刮取腐蚀产物，进行X射线衍射图3水在不同压力下的沸点(XRD)分析，结果显示腐蚀产物主要为铁的硫化正常操作情况下，E206／1和E206／3壳程出物和氧化物(如：FehS，Fe2O3，FeS2，Fe7S8，Fe3S4口温度在250℃左右，为高温环烷酸和