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注重短期投入,轻视长期费用:
①“防腐维护年年有,只是大小各不同”,这是笔者对石化行业防腐的戏言,笔者对几家大型石化企业调查表明:70%以上的装置钢结构三年已开始锈蚀,五年已上则“面目全非”,管廊钢结构五年已是锈迹斑斑,非保温管线也是类似情形。
②在防腐涂装体系选定时,应进行技术经济对比,对不同的项目采用不同的防腐寿命设定,避免选用寿命过短的体系,这些体系看起来初始投资小,但后期维护费用高,由于维护的复杂性,很多项目在后继维护上的费用甚至于高于初始投资。
③维护后的防腐寿命通常不及新建时选用防腐年限较长的涂装体系来的效果好,在石化项目的总投资中,防腐必竞占的比重较小,为确保装置的长周期运行,完全有条件选择防腐年限较长的涂装体系,减少后期的“修修补补”,避免后期因防腐不到位,影响正常生产,增大维护投入。
一、含硫化氢球球罐存在的腐蚀隐患
1.1 钢在某些介质环境下使用时会产生应力腐蚀开裂(即SCC),一般说,钢的强度越高,对应力腐蚀越敏感。生产中常见的应力腐蚀环境主要有湿H2S、无水液氨、硝酸盐、碳酸盐、氰化物和二氧化碳等8类。在炼油生产中,特别是近年来随着炼制原油量的增加,湿H2S应力腐蚀开裂尤为严重。

1.2 应力腐蚀是指某一特定金属构件在持续拉伸应力作用下,在特定的腐蚀环境下所产生的开裂及扩展失效。只有当环境、应力及材料三个因素均具备时,才会发生应力腐蚀开裂。构件承受拉伸应力是发生应力腐蚀的必要条件,而材料及腐蚀介质的组合则具有选挥性,即不同的材料及其微观组织不同,发生应力腐蚀破裂的腐蚀环境也不同,也就是说,对特定材料只有在特定的腐蚀环境中才会产应力腐蚀;碳钢或低合金高强度钢在一定浓度的湿硫化氢环境中将会导致氢致开裂型应力腐蚀,即硫化氢溶液中产生的氢原子能向钢材表面渗透并扩散到钢材内部溶解到金属晶粒中,形成微裂纹,在外加拉伸及残余拉伸应力的作用下,扩展形成裂纹导致破坏。
1.3 含硫化氢球罐具备一切发生湿硫化氢腐蚀开裂的一切条件
1.3.1湿硫化氢球罐定义
按照《压力容器安全技术监察规程》定义为
(1)温度≤(60+2P)——P为压力Mpa(表压);
(2)H2S分压
(3)介质中含有液相水或处于露点温度以下;PH值<9或有HCN存在。
1.3.2球罐在湿硫化氢环境中的腐蚀机理
当硫化氢与液相水或含水物流共存时,就形成湿硫化氢腐蚀环境。
1.4 钢在湿硫化氢环境中腐蚀开裂的形式和特点
湿硫化氢环境下的腐蚀开裂,是指水相或含水物质在露点以下形成的水相与硫化氢共存时,在介质与外力(含内部组织应力及残余应力)协同作用下所发生的开裂。一般认为,湿硫化氢腐蚀引起开裂主要有4种形式:氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)、应力导向氢致开裂(SOHIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)。
1.5 国内含硫化氢球罐含量分布统计
硫化氢含量大于50μg/g发生裂纹占73.5%,其中26.5%球罐裂纹硫化氢含量在50μg/g和100μg/g之间。应当指出的是,硫化氢含量低于50μg/g,仅能作为一个经验数据或者是目前应当高度重视的一个数据。大量的腐蚀调查表明,尚不能完全确定防止应力腐蚀开裂的硫化氢含量安全线;有资料报道,对于硫化氢含量小于50μg/g的水相工艺环境中的压力容器也还有17%的开裂率。
二、含硫化氢球球罐发生应力腐蚀开裂的危害
液化气球罐和烃、烯球罐(以下简称球罐)因具有爆炸危险,被列入三类压力容器。统计表明,从1996年到2002年,我国压力容器与管道发生事故l040起,死亡657人,伤1474人,直接经济损失近4亿元。
(1)广州石化:每年安排一定数量的球罐进行开罐检验,每台球罐每次检查均能发现相当数量的裂纹。经分析,这些裂纹多为应力腐蚀裂纹。2002年,开罐检验了10台球罐,有9台发现焊缝表面裂纹共计647处。2003年,开罐检验了11台球罐,共发现焊缝表面裂纹518处。2004年,开罐检查发现G1012液态烃球罐有42处表面裂纹,G612丙烯球罐有101处表面裂纹,G1013球罐有54处表面裂纹。虽然每次对裂纹进行处理,但每次均又发现多处新的应力腐蚀开裂。
(2)液化石油气(LPG)球罐在使用时,因储存介质环境所造成的腐蚀破坏是经常发生的,它使球壳表面受到破坏,产生腐蚀坑、沟糟甚至裂纹,使钢材的力学性能恶化,导致球罐失效。LPG球罐由于储存介质具有易燃、易爆等恃点,一旦发生事故其后果十分严重。
国内大量报道:加工高硫原油是导致球罐大量产生应力腐蚀裂纹的主要原因。
三、含硫化氢球罐进行专用防腐处理的技术说明
湿硫化氢环境下存在于炼油厂的各主要装置中,因其处于温度较低的部位,不象高温部位那样容易引起着火、爆炸等恶性事故,因此常常被忽视,高温部位的腐蚀常常是均匀腐蚀,控制起来相对容易些,而湿硫化氢环境下的腐蚀,则常以材料的开裂破坏破坏的形式表现出来,对装置的危害性更强。湿硫化氢环境下材料的开裂破坏,主要是由于氢损伤引起的。如果不考虑介质中其余腐蚀杂质的影响,金属材料在湿硫化氢环境下的氢损伤可分为:a由氢脆导致的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC);b氢内压导致的氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC),应力导向氢致开裂(SOHIC)。球罐通常由高强度(硬度)钢焊接而成,其热影响区更容易形成SSCC。据API的报告,在水中仅含有1mg/L的H2S就足以导致SSCC。因此各炼厂球罐的普遍受到广泛重视。




