設(shè)備腐蝕
加氫裝置高溫、高壓、臨氫、系統(tǒng)內(nèi)存在H2S、NH3,因此,加氫裝置的腐蝕問(wèn)題也應(yīng)引起重視,解決加氫裝置腐蝕問(wèn)題的主要方法是合理選材,在使用時(shí)加強(qiáng)監(jiān)視與檢測(cè)。
1.高溫氫腐蝕
氫氣在常溫下對(duì)普通碳鋼沒(méi)有腐蝕,但是在高溫、高壓下則會(huì)產(chǎn)生腐蝕,使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低。
高溫氫腐蝕的機(jī)理為氫氣與材料中的碳反應(yīng)生成甲烷,使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低,形成的甲烷在鋼材的晶間積聚,使材料產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力或產(chǎn)生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產(chǎn)生腐蝕,則根據(jù)Nelson曲線確定。
為避免高溫氫腐蝕,加氫裝置高溫、高壓、臨氫部分的設(shè)備、管線多采用合金鋼或不銹鋼。
2.氫脆
氫原子滲入鋼材后,使鋼材晶粒中原子結(jié)合力降低,造成材料的延展性、韌性下降,這種現(xiàn)象稱為氫脆。這種氫脆是可逆的,當(dāng)氫氣從材料中溢出后,材料的力學(xué)性能就能恢復(fù)。
氫脆的危害主要出現(xiàn)在加氫裝置的停工階段,裝置停工階段,系統(tǒng)溫度、壓力下降,氫氣在材料中的溶解度下降,由于氫氣溢出的速度很慢,這時(shí)材料中的氫氣處于過(guò)飽和狀態(tài),當(dāng)溫度冷卻到150℃時(shí),大量的過(guò)飽和氫氣會(huì)聚積到材料的缺陷處,如裂紋的前端,引起裂紋擴(kuò)展。
所以加氫裝置停工時(shí)降溫、降壓的速度應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲M(jìn)行脫氫處理。
3.高溫H2S腐蝕
高溫H2S腐蝕主要發(fā)生在反應(yīng)系統(tǒng)高溫部分,高溫H2S腐蝕表現(xiàn)為與H2共同作用,氫氣的存在加強(qiáng)了H2S的腐蝕作用,同時(shí),H2S的存在也加強(qiáng)了氫氣的腐蝕作用。該種腐蝕的防治方法是選擇抗H2S腐蝕材質(zhì)。
4.濕H2S的腐蝕
濕H2S的腐蝕是指溫度較低并且含水部位的H2S腐蝕,包括高壓空冷、高壓分離器、脫丁烷塔塔頂系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)等部分。
濕H2S的腐蝕形態(tài)主要有:電化學(xué)腐蝕引起的表面腐蝕;H2S腐蝕過(guò)程中,產(chǎn)生氫原子引起的氫脆、氫裂;硫化氫引起的應(yīng)力腐蝕破裂。
該種腐蝕的防止方法為:H2S濃度不高時(shí),使用普通碳素鋼,適當(dāng)加大腐蝕裕度,在設(shè)備制造及施工中進(jìn)行消除應(yīng)力處理;當(dāng)H2S濃度較高時(shí),選用抗H2S腐蝕材料,或?qū)υO(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)噴涂處理。