石油化工酸性水汽提装置酸性水罐应力腐蚀开裂原因

       石油化工酸性水汽提装置酸性水罐应力腐蚀开裂原因

       1、酸性水罐使用条件及使用情况

       因酸性水罐的操作条件相对比较苛刻，其主要操作介质为：原料水H2S氢含量1.0~2.8g/L、NH3含量5000ppm/L，还含有CO2、CN－，酚和油等多种介质，PH值在10±5，原料水的温度为65-70℃。碳钢在这种的操作条件工作，碳钢的金属表面腐蚀比较厉害。其腐蚀形式为电化学腐蚀，易在焊口及金属母材受弯曲力（如罐里立柱底附近钢板受压弯曲变形处）出现应力腐蚀开裂现象。同时出现金属表面均匀的腐蚀。如果金属（碳钢）表面不采取防腐措施，一般投用不到1年便出现焊道及焊道热影响区的应力腐蚀开裂。而采用一般的涂层防腐效果不好。

    2、 金属应力腐蚀开裂原因

     由于H2S溶解于水中，与金属发生腐蚀反应

      H2S  + Fe ——FeS + H2 ↑

     FeS 与HN3反应能够生成HN3HS沉积于金属表面，并产生垢下腐蚀。在有应力集中的部位还会引起硫化物应力腐蚀开裂（SCC）。

     H3N＋H2S —— NH4HS

      氨极容易溶于水（溶解度体积比700：1），氨和水结合，在低温的条件下生成比较稳定的晶体水合物NH3+H2O。但其熔点较低－78.85℃，其电解式如下：

      NH3+H2O—— NH4＋＋OH－

     产生离子和电解液，形成电化学腐蚀。再加上硫化氢以及氨的共同作用而使腐蚀加剧。

     当有氰化物（CN－）时，在PH值大于7.5时，开裂随介质中CN－浓度增加而增加。当HN3HS与H3N反应时：

      HN4HS＋HN3－（HN4）2S  

      硫化氨（HN4）2S能使H2S在水中的溶解度**增加，提高了HS－浓度。另一方面，氨溶于水后，提高了水的PH值，为CN－与FeS的反应提供了更有利的条件，但在水溶液中NH3的浓度在6000mg／L远远大于允许的范围（一般应使NH3的浓度小与1000mg／L）。

       金属材料的表面总会存在电化学的不均匀性。金属表面的缺陷部位或薄弱点由于电位比其它部位低，是一个活性点，为应力腐蚀提供了裂纹源。如果材料已有划痕，小孔或缝隙存在，他们就是现在的裂纹源。所以说在腐蚀的现象看发生腐蚀开裂的大部分在罐壁的焊道上及热影响区内及罐底的立柱受力的部位。

学习一下

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