谈一谈石油化工螺旋湿式气柜腐蚀原因分析

谈一谈石油化工螺旋湿式气柜腐蚀原因分析

       从气柜的腐蚀情况看,中节钢板腐蚀严重,产生局部腐蚀穿孔,而钟罩顶钢板则腐蚀较轻,这说明气相与气液交替两者的腐蚀情况不同。裂纹产生部位一般在紧靠焊缝处的熔合线及热影响区处,说明在该处应力值比较大,容易产生应力腐蚀开裂。气柜的腐蚀同时存在着应力腐蚀破裂与均匀腐蚀、点蚀的问题。原采用的氯磺化聚乙烯等防腐蚀材料耐蚀性不好,使用寿命短。

1、漆膜表面的损坏

        当被保护的设备表面涂覆醇酸或氯磺化聚乙烯涂料时,由于涂料的透气性,腐蚀物质会透过涂层在金属界面进行扩展,破坏涂料与金属表面的粘接力。同时在太阳光的照射下,使以油料为成膜物质的漆膜老化,涂层变软、变脆而丧失原有的力学、物理性能,导致漆膜破坏。

         当中节、钟罩在上下浮动中，原涂层表面较软，气孔率较大的情况下，由涂层渗水，水分到达漆膜与基体之间的界面,使漆膜与基体的结合强度下降,出现漆膜剥离或鼓泡,进而导致金属腐蚀。

2、漆膜下的金属腐蚀

       漆膜下的金属腐蚀是由电化学作用引起的。在阴极,氧有去极化作用,反应如下:

O2十H2+2e=2OH-

       因此,膜下泡内溶液呈微碱性,这时阴极部位的pH值高达13以上。界面一旦成为高碱性状态,就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和漆膜的碱分解。同时,在阳极发生如下反应

Fe=Fe2++2e

        Fe2+与氧、水及OH-反应生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe2O3·XH2O等腐蚀产物,其体积要增大好几倍,使漆膜鼓起,最后破裂。这时泡内溶液呈酸性,泡内pH值仅为2～4。从漆膜脱落部位产生的阴极、阳极反应来看,由于阴极反应产生的OH-离子使得界面pH值上升,造成Fe2+离子水解:

Fe2+十2H2O=Fe(OH)2+2H+

        这时又使界面pH值降低,从而加速了阳极反应,使腐蚀面积扩大,漆膜剥落的范围增加。部分表面涂层,不到半年出现开裂、脱落,使金属表面遭到腐蚀。

        另外,由于气柜运行时反复升降,造成设备表面干湿交替进行。金属表面暴露在空气中,当表面存在锈蚀层时,锈蚀层就起了水和氧的储槽作用,锈蚀层下基体铁的离子化起了强氧化剂的作用。在一定条件下腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。Evans认为大气腐蚀的锈蚀层处在润湿条件下,可以作为强烈的氧化剂。由锈层内Evans模型,可以看出阳极反应发生在金属/Fe3O4界面上,阴极反应发生在Fe3O4/FeOOH界面上,即锈层内发生了Fe3+→Fe2+的还原反应,说明锈层参与了阴极过程。由于天气变化,金属表面温度、湿度随之变化,这样在化学、电化学作用下,金属表面将加速腐蚀。

3、酸性水的腐蚀

        经分析,瓦斯气中含有1%(V/V)的CO2+H2S气体,H2S含量大于1.08%。瓦斯气进入气罐后继续被冷却,在夜间或冬季,饱和瓦斯气将在冷壁上析出含有H2S、CO2等酸性气体的冷凝液,造成H2S-CO2-H2O”液膜态”电化学腐蚀。除引起点蚀外,还将导致应力腐蚀开裂。

        由于瓦斯气中H2S等腐蚀性气体和灰尘不断进入水槽和水封内的水中,使水成为一种腐蚀较强的电解质溶液，当长期不更换时，其腐蚀性更强。被水浸湿的壁板表面实际上覆盖着一层薄薄的液膜(H2S-CO2+O2-H2O),气体介质极易扩散到钢铁表面。同时因干湿交替和水分蒸发,浓缩了液膜中的腐蚀介质,从而加剧了金属表面的腐蚀。另外,由于水对涂层干湿交替的侵蚀作用,使涂层较早地遭到破坏。因此,可以看到水封槽水线附近的腐蚀最为严重。溶于水中的H2S大于0.08%,几乎处于饱和状态。水面上漂浮着8～12mm厚的粘稠状聚合物(致密不透气)把水槽封闭,使H2S不能逸出,臭味极大。塔壁腐蚀产物成黑褐色,用手一触就脱落。X射线衍射分析,其主要成分是硫化物和氧化物的混合物;Fe9S8十FeS≥70%、Fe2O3·3H2O≥20%。对腐蚀产物分析表明, H2S是腐蚀的主要原因,它能引起点蚀和应力腐蚀裂纹。

4、 细菌腐蚀

        水面上部接触大气,腐蚀较轻。水槽中的水由于长期不更换,30～40℃的死水正适于硫酸盐还原菌的繁殖,菌数高达107～108个。它可把硫化物还原生成H2S,增加了H2S的水中含量,进一步加速金属表面的腐蚀。水槽和水封下环圈内底部的水实际上是一层静止的死水,存积着大量的硫化物、有机物和灰尘。在缺氧条件下,细菌对硫化物、有机物发生还原作用,产生大量的H2S,从而使水槽、水封底部发生严重的斑点和溃疡腐蚀,其年蚀率可达lmm左右。

所以说,选用合适的防护涂料与采用恰当的水缓蚀剂改善水质是亟待解决的问题。

腐蚀这块，两头比较严重，轻组分的腐蚀，重油品的腐蚀。