设备的管道腐蚀防护案例----硫磺装置富氨气水冷器出入口管线内壁腐蚀的分析

硫磺装置富氨气水冷器出入口管线内壁腐蚀的分析

1、概况

       2007年8月份对该装置进行检修，对该装置的富氨气水冷却器进行检修时，发现该换热器壳体的出入口管线（规格为ф89×4.5、材质为1Cr18N9Ti）,减薄比较严重，最薄处将近2mm ,最厚处不到3毫米，见图1、图2。属于非正常的使用范围。

2、原因分析

       该台设备是2000年8月投入使用，操作条件见表1：

                        表1                    操作条件

工艺编号	设 备 名 称	规格 型号	温度℃		介　　质		压力Mpa
			管	壳	管	壳	管	壳
E-130	二段侧线冷却器	BCBOS700-2.5-120-6/25-4	40	90	循环水	富氨气	0.3	0．18

       从表面上看表面没有明显的点蚀坑和开裂的现象，金属还有一定的韧性，没有发现明显的减脆现象。说明该管线不属于应力腐蚀与点蚀的范围。但是从金属表面上看，金属表面减薄比较均匀。这种均匀的腐蚀又发生在管道内部，是一种介质的冲蚀腐蚀。

       因为氨溶液的污染对系统金属设备的腐蚀起着显著的作用【1】。使用氨溶液的经验表明，当溶液是新鲜时，吸收酸气效果较好，随运转时间的延长，溶液吸收酸气负荷会逐渐下降，其腐蚀性也会显著增加。

      由于氨溶液中含有氰化物、酚类以及多种有机酸等杂质，这些与溶液中氧等进行反应生成稳定的盐类对金属有较强的腐蚀。

      介质流速的对该管道影响较大。在循环氨气中，介质流速对腐蚀同样产生较大的影响。尤其是长周期运转而又不净化的情况下，溶液中常常含有大量的硫化亚铁之类的固体物，这些固体物在流速较高的气液混相态时对金属材料产生强烈冲蚀，破坏了金属表面的保护膜获腐蚀产物层。在流速低的地方由于固体物的沉积，也可能发生电偶腐蚀获垢下腐蚀，甚至有可能堵塞换热器的管束。当局部破坏时，其特征是金属材料冲蚀成光滑的金属表面，并可能在不长的时间内遭受破坏。

       介质流速增加到一定程度，达到湍流状后，流体的切应力会破坏不锈钢、钛材等钝化型金属的表面钝化膜而使腐蚀加剧【3】。湍流通称通常发生在管道截面突然变化处，如换热器出入口处。

3、措施

       为了减少氨溶液对管线的腐蚀和冲蚀，应减少管内的介质流速【2】，如对该管线增加管道的内径。

      通过加大了富氨气换热器出入口管道的直径，改善了介质的流动流速。管道使用2年多没有发现管道的明显减薄。