当前位置:主页 > 新闻资讯 > 公司新闻 >

福佑德介绍化学清洗造成的换热器管束失效分析

时间:2020-03-06 13:36   tags: 公司新闻  

摘要:采用金相显微镜、直读光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪等分析方法,对某炼化厂连续重签预加氨换热器E40lD管束钢穿孔进行失效分析。分祈结果表明:管束的成分及组织均符合设计要求,但其中的央杂物(氧化钛)使钢的强度、塑性、韧性及抗疲劳性能下降;管来的穿孔是由内外壁同时腐蚀的结果,氯离子是引起不锈钢点独的主要原因,而氯离子的来源是停工期间化学清洗所带入的。

由于换热设备复杂的工作环境,广泛的腐蚀性介质,导致换热器设备的使用寿命往往只有一两年甚至几个月的时间。换热器失败的原因是复杂多样的,根据对设备介绍,换热器管衰竭国内外化工损害主要表现在以下缝隙腐蚀,侵蚀腐蚀和结垢ü判决。炼油厂热交换器管穿孔腐蚀发生,引起喷嘴出来的水浪涌,和铅的至热交换器不起作用,严重影响了正常生产。为了找到穿孔的原因,内管和外管旨在从腐蚀壁形态,微结构,腐蚀产物和其他材料,或用于热交换管的方面开始穿孔原因分析,以用于预防性热交换器失败的建议。

1、换热器工况介绍

换热器管程介质为预加氢可以反应流出物(其中,S质量管理分数为0.037%~0.04%,Cl质量评价分数为0.4~1.4ug/g)。其管程介质环境温度范围约为200℃,压力为2.4MPa,管程设计材质为0Crl8Nil0i,投入资金使用11a从未没有发生信息泄漏。在2017年12月停工状态检修工作期间,对换热器发展做了一个化学方法清洗。2018年1月12日在进行研究氮气气密性能试验时发现自我管束泄漏,管口有水向外不断涌流和管口焊缝处有水存在渗漏,初步分析判断有管束穿孔或破裂。除此影响之外,还发现局部管口焊缝有裂纹。1月14日抽出一定管束后寻找解决失效导致管束,发现1-6F管束有4处腐蚀造成穿孔,其他教育管束外壁有斑点,在斑点处有局部点蚀,其他不同部位有轻度混合均匀材料腐蚀。

2、检测分析

2.1对有腐蚀穿孔的管束进行取样分析后,将管束解剖后的内壁沉积少量腐蚀产物。 射孔部位最大开口约2mm,射孔部位附近发现明显腐蚀针孔形态.. 内壁放大后的形态(A)。 腐蚀针孔的最大深度约为0.5mm。低放大率管束外壁穿孔部位的形貌(B)。

由于清洗后的外壁,在现场看到点蚀形态去除这些斑点后已经消失,也可以看到充满的0.2〜0.8毫米腐蚀坑的深度外壁腐蚀坑。

2.2管束材质分析

选取一个具有中国典型腐蚀特征的管束利用直读光谱仪进行材质成分研究分析。

在分析结果的基础上,与制造商提供的成分标准相比,可以看出其材料的化学成分符合GB/T81632008<输送流体用无缝钢管>标准中规定的0Crl8NilOTI的化学成分,其所有成分均在标准范围内..

2.3金相分析

上穿孔的穿孔部位采取管,将样品切成至10mm的长度作为样品,金相显微镜。首先,通过在样品的砂纸表面除去的碎片,然后采用逐步样品研磨金相砂纸,用抛光表面上乙醇,干燥后,最后的穿孔微结构观察到通过光学显微镜的样品。管束的奥氏体组织,存在对管束的球形圆形横截面结构的一定量的非金属夹杂物的,则确定的氧化物夹杂物。其次,截面形态低倍率中可以看出,靠近外壁的一部分与所述开口附近的穿孔内壁较大;和厚度方向,所述较小开口的中间部,穿刺部位是由于内壁的腐蚀和腐蚀坑的外壁导致的通信凹坑穿孔的最终形态来确定。

2.4腐蚀产物进行成分研究分析

2.4.1光谱分析

腐蚀产物分析通过管束SEM和EDS的外壁。

对腐蚀产物可以进行分析干燥、处理后,可见腐蚀产物研究主要通过含有C,0,S和Fe元素,其次产物中还含有腐蚀环境敏感数据元素氯。

2.4.2X射线衍射(X RD)分析

腐蚀产物的XRD分析。腐蚀产物主要是铁氧化物和铁硫化物,硫也可以决定参与的管。

2.5电镜及能谱分析

2.5.1管束以及内壁EDS分析

管束内壁不同部位表面的能谱分析。 可见主要为0,S,Cl,Cr,Fe和Ni等元素.. 在腐蚀坑和针孔中都检测到了氯,但离腐蚀坑不远,表明这些区域由于氯的局部富集而出现点蚀。

2.5.2管束外壁EDS分析

对管束外壁不同腐蚀部位表面进行成分分析。腐蚀部位表面主要为0,Si,S,Cl,Cr,Fe和Ni等元素。外壁腐蚀坑部位以及腐蚀产物内均检测到一定含量的氯元素,说明外壁在腐蚀坑部位也发生了氯离子的富集。

2.6清洗剂的模拟验证

试验模拟管束化学清洗和钝化的过程,研究了清洗剂对管束材料的腐蚀影响b司,金属清洗剂的缓蚀率为95%。试验结果可见试片表面有许多针孔状的腐蚀坑存在,外观有稍许变色,说明清洗剂中确实有氯离子对不锈钢造成了点蚀破坏。

2.7腐蚀机理分析

从管束的内外壁的腐蚀发展情况看,均是在腐蚀坑部位有氯离子的富集,因此我们初步分析判断内外壁均发生了企业由于氯离子可以引起的点蚀行为。外壁的腐蚀比内壁产生严重,这可能是学生由于壳程中有湿硫化氢的存在,以及具有腐蚀性阴离子(CI-)造成的侵蚀。根据钝化膜破坏工作原理,当金属和水溶液接触时,水分子是极性分子,定向地吸附在金属材料表面,使金属加工表面没有形成一层氧化物,此氧化物即是一种金属离子表面的钝化膜。但是对于腐蚀性阴离子(Cl-)能够直接穿过钝化膜内的极小缝隙,这是中国由于(Cl-)半径相对较小,穿透力较强,Cl“与金属之间相互促进作用,形成一个可溶性有机化合物并不断学习发生溶解(即氯化铁的溶解)。破坏了钝化膜后,一方面就是由于有钝化膜与无钝化膜的区域电位差不同国家将会逐渐形成电偶腐蚀,形成大阴极小阳极的腐蚀环境特征;另一重要方面,金属公司发生一些局部腐蚀后,点蚀区pH值下降,造成这种局部酸化,导致我国局部腐蚀反应速率要求很高240。金属作为基体上的腐蚀坑在以上问题两方面因素共同推动作用下不断向内扩展,加上教师由于硫的参与,外壁腐蚀破坏文化程度得到更快,最后也是导致管壁的穿孔。

关于氯离子的来源,管束的内,外壁介质分别为反应出水和石脑油.. 同时,检测到的内外壁氯离子不超标,设备运行过程中直至11a无腐蚀穿孔.. 同时,清洗剂对不锈钢的腐蚀试验也验证了这一推论。

3、结论

(1)管束由0Crl8NilOTi,组织的奥氏体结构,材料的资格;

(2)管束的穿孔主要是企业由于内壁和外壁进行同时可以发生影响氯离子点蚀破坏,内外壁腐蚀坑连通后造成的最终导致穿孔:

(3)外壁对内壁的严重腐蚀是由于外壁受到湿硫化氢的进一步作用,从而促进了点蚀的迅速发展:

(4)氯主要来自化学清洗的停机时间周期,因此该制剂处理由管束根本原因发生短期损害的不当化学清洗造成的。