1、設備防腐專業培訓內 容 提 要腐蝕的定義及分類腐蝕介質來源加氫聯合車間裝置腐蝕部位及類型腐蝕控制的措施一、腐蝕的定義及分類定義：腐蝕是指材料與其所處環境介質之間發生作用而引起材料變質、破壞和性能惡化的現象。金屬腐蝕是指金屬在周圍介質作用下，由于化學變化、電化學變化或物理溶解而產生的破壞。腐蝕定義明確指出，金屬要發生腐蝕必須有外部介質的作用，且這種作用是發生在金屬與介質的相界上。因此，金屬腐蝕是包括材料和環境介質兩者在內的一個具有反響作用的體系。腐蝕分類a、按腐蝕機理分類：化學腐蝕、電化學腐蝕、物理腐蝕b、按腐蝕破壞形式分類： 均勻腐蝕、局部腐蝕c、按腐蝕環境、介質分類： 高溫腐蝕、濕腐蝕、沉淀

2、腐蝕、堿腐蝕、酸腐蝕、環烷酸腐蝕、氫腐蝕、硫化氫腐蝕、連多硫酸腐蝕、硫化氫-氯化氫-水型腐蝕、硫化氫-氫型腐蝕、硫化氫-氧化物-水型腐蝕等化學腐蝕：金屬外表與周圍介質直接發生純化學作用而引起的破壞。其反響歷程的特點是，氧化劑直接與金屬外表的原子相互作用而形成腐蝕產物。化學腐蝕過程中沒有電流產生。如金屬在高溫時氧化引起的腐蝕等。煉油廠比較少見。電化學腐蝕：金屬外表與離子導電的電介質發生電化學反響而產生的破壞。腐蝕過程中伴有電流產生，如同一個短路原電池的工作。這類腐蝕是最普遍、最常見又是比較嚴重的一類腐蝕，如金屬在酸、堿、鹽等介質存在的環境中所發生的腐蝕皆屬此類。另外，電化學作用既可單獨造成腐蝕，

3、也可與機械作用等共同導致金屬產生各種特殊腐蝕應力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、磨損腐蝕等物理腐蝕：金屬由于單純的物理作用所引起的破壞。許多金屬在高溫熔鹽、熔堿及液態金屬中可以發生此類腐蝕。如盛放熔融鋅的鋼容器，鐵被液態鋅所溶解而腐蝕。 均勻腐蝕：是指腐蝕分布在整個金屬外表上，它可以是均勻的，也可以是不均勻的。這類腐蝕的危險性相對較小，當全面腐蝕不太嚴重時，只要在設計時增加腐蝕裕度就能夠使設備到達應有的使用壽命而不被腐蝕損壞。局部腐蝕：是指腐蝕主要集中在金屬外表某一區域，而外表的其他局部那么幾乎未被破壞。局部腐蝕類型很多，如點蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、氫致開裂、氫損傷、磨損腐蝕等。這類腐

4、蝕往往是在沒有先兆下發生的，目前對其預測和控制都很困難。因此，這類腐蝕是造成設備失效的主要原因。 后面我們就主要針對局部腐蝕進行介紹，在介紹裝置易腐蝕部位時那么主要按環境腐蝕、介質分類進行。 點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點蝕有大有小，一般情況下，點蝕的深度要比其直徑大的多。點蝕經常發生在外表有鈍化膜或保護膜的金屬上。在石油化工的腐蝕失效類型統計中，點蝕約占20%25%。 點蝕機理： 活性陰離子Cl、Br、I使鈍化膜破壞，Cl離子進入、HCl形成等。PH值降低、溫度升高都會增加點蝕的傾向。點蝕會使晶間腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點蝕是這些類型腐蝕的起源。碳鋼的點蝕現象 縫隙腐蝕是一種

5、特殊的點蝕現象,縫隙腐蝕常發生在設備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處。機理是內外金屬離子濃度差形成濃差電池。 電偶腐蝕：兩種不同電位金屬電極構成的宏觀原電池的腐蝕電位低的成為陽極，腐蝕加劇。電位高的為陰極，腐蝕減輕。在油罐、埋地輸油管線、反響器等處存在電偶腐蝕，可以采用采用陰極保護、用涂料、墊片等使金屬間絕緣等方式進行控制油罐底部的陽極保護塊墊片陽極保護塊 晶間腐蝕：金屬材料奧氏體和鐵素體不銹鋼在特定的腐蝕介質中，沿著材料的晶粒間界受到腐蝕，使晶粒之間喪失結合力的一種局部腐蝕破壞現象。受這種腐蝕的設備或零件，有時從外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之間的結合力被破壞，材料幾乎喪失了強度

6、，嚴重者會失去金屬聲音，輕輕敲擊便成為粉末。據統計，在石油化工設備腐蝕失效事故中，晶間腐蝕約占4%9%。1Cr18Ni9晶間腐蝕 應力腐蝕破裂：材料在應力和腐蝕介質共同作用下的破裂。三個必要條件應力一般指拉應力、腐蝕介質、敏感的材料。導致應力腐蝕開裂的應力可以來自工作應力，也可以來自制造過程中產生的剩余應力。應力腐蝕開裂在石油化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可達50% 。 氫致開裂：氫致應力開裂，氫致環境脆化，氫致拉伸延性喪失三種形式是金屬材料特別是鈦材一旦吸氫，就會析出脆性氫化物，使機械強度劣化。機理：在電化學腐蝕過程中產生的氫原子進入鋼中,并在鋼的內部缺陷部位(主要是非金屬夾雜物與金屬基體

7、的界面)聚集成氫分子，使局部壓力升高到104MPa。在腐蝕介質中，金屬因腐蝕反響析出的氫及制造過程中吸收的氫，是金屬中氫的主要來源。有活性陰離子共存時的影響， Cl-最嚴重。 PH相同：Cl-Br-I-F-ClO3-OH-SO42- 易發生部位：汽油穩定蒸餾塔頂冷凝器、加氫脫硫裝置中的成品冷卻器、汽提塔塔頂冷凝器 氫損傷包括氫鼓泡、氫脆、外表脫碳、氫腐蝕、氫剝離五種類型。 氫鼓泡：氫原子滲入鋼中，在金屬的錯位處或缺陷位置處聚合形成氫分子，因體積膨脹，從而使鋼材產生鼓泡。 氫脆：由于氫殘留在材料中而引起脆化的現象。氫原子對材料的侵入，使材料晶體間的結合力減弱，或以分子狀在晶界出或雜質周邊析出，形

8、成脆化。 外表脫碳：鋼材與氫接觸后可產生外表脫碳。外表脫碳不會產生裂紋，但材料的強度及硬度稍有下降，而延伸率增加。 氫腐蝕：高溫高壓下鋼中氫與碳及Fe3C生成甲烷造成材料內裂紋或鼓泡使鋼機械性能變壞。 氫剝離：氫在高溫高壓下擴散進入鋼中，當設備檢修或冷卻過程中，溫度降低至150以下時，由于氫氣來不及向外釋放，在一定條件下就會產生堆焊層與母材的開裂現象。 生產中特別是停工過程中必須注意嚴格控制降溫降壓速率降溫：20-25/h，降壓：1.0-1.5MPa/h，防治氫脆、氫鼓泡、氫致開裂。 磨損腐蝕：流動的腐蝕介質對金屬外表即發生腐蝕作用，又存在機械沖刷的條件下導致的金屬破壞。主要原因是鈍化膜的破損

9、。高速、湍流、氣泡及固體粒子加速磨損腐蝕。低溫煙氣的露點腐蝕：主要發生在加熱爐、鍋爐空氣預熱器的低溫部位。加熱爐、鍋爐用的燃料中含有硫化物，硫燃燒后全部生成SO2，由于燃燒室中由過量的氧氣存在，所以又有少量的SO2進一步再與氧化合形成SO3。在通常的過剩空氣系數條件下，全部SO2中約有13%轉化成SO3。在高溫煙氣中的SO3不腐蝕金屬，但當煙氣溫度降到400以下，將與水蒸氣化合生成稀硫酸。煙氣的溫度繼續下降，當降至150170時，已到達硫酸的結露溫度，這時稀硫酸就會凝結到加熱爐的受熱面上從而發生低溫硫酸腐蝕。由于這種腐蝕發生在硫酸的結露溫度以下，所以又稱作露點腐蝕。高溫腐蝕：當煉油設備壁溫高于

10、250且又處于H2S環境下時，就會受到H2S腐蝕，近年來原油的硫含量有逐步增大的趨勢。這類腐蝕表現為設備外表減薄，屬均勻腐蝕；在220以下時，環烷酸的腐蝕并不劇烈，但隨溫度升高有逐步增大的趨勢，在280以上時，溫度每升高55，環烷酸對碳鋼和低合金鋼的腐蝕速度就增加三倍，直到385時為止。H2S+ H2 和大于200以上條件，氫滲入金屬外表FeS保護膜，使其而失去保護作用。FeS保護膜反復剝離、生成，加快腐蝕。減壓塔填料高溫環烷酸腐蝕二、腐蝕介質來源原油：氯化鹽、硫化物、有機酸、氧、氮化物，有機氯化物，重金屬等；運輸和生產中參加的助劑：氯化物、酸、堿、氫氰酸、糠醛、胺等；煉制過程生成的：硫化氫、

11、二氧化碳、氰化物、氫、鹽酸、氨、氯化氨、有機酸、連多硫酸、二硫化物、酚等； 這些腐蝕介質在工藝環境下腐蝕金屬材料 歸屬不同的腐蝕機理硫化物能與鋼起反響的叫活性硫，主要是以下五種。非活性硫主要是噻吩,大都存在于渣油餾分中。不同溫度下各種硫化物的腐蝕性不同，二硫化物腐蝕最強。當500，不是硫化物腐蝕范圍，為高溫氧化腐蝕。2600C3160C3710C4270C4820C硫醚硫化氫硫化氫硫化氫硫化氫元素硫元素硫硫醇硫醇硫醇硫化氫硫醚元素硫元素硫硫醚硫醇硫醇硫醚硫醚元素硫二硫化物二硫化物二硫化物二硫化物二硫化物硫分布餾分汽油煤油柴油蠟油渣油硫含量%0.80.5mgKOH/g 采用不銹鋼材料316L 鉬

12、含量大于2.5%； 二次加工原料TAN1.5mgKOH/g采用不銹鋼材料。 硫大于1%時，硫化物分解在釋放的H2S與鋼材反響生產硫化亞鐵保護膜，可減緩環烷酸腐蝕。高硫低酸值原油腐蝕性相對較小，反之低硫高酸值腐蝕性更大。低酸原油：酸值 9會引起嚴重腐蝕。氯化氨鹽的腐蝕堿金屬在NaOH或KOH存在的條件下，拉應力和適當溫度產生的開裂；碳鋼、低合金鋼、300系列不銹鋼易腐蝕；鎳基合金耐腐蝕；常見于含濃縮堿液體的管線，堿洗后殘留堿開裂連多硫酸形成環境：硫化物水空氣反響形成酸性環境H2SXO6材料：敏化材料(370-815長期操作)或類似敏化的焊縫附近300系列應力：存在剩余應力或拉應力的地方產生裂紋；

13、腐蝕形態：在焊縫熱影響區或母材上的晶間腐蝕開裂，可以數分鐘或數小時擴展，通常在開工時才發現泄漏；3FeS + 5O2 Fe2O3FeO + SO2SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 + 1/2O2 H2SO4 H2SO3 + FeS H2SxO6FeS + H2SO4 FeSO4 + H2SH2SO3 + H2S H2SxO6三、加氫裝置腐蝕部位及類型加氫裝置腐蝕分布制氫裝置 制氫裝置腐蝕分布四、腐蝕控制的措施針對不同的腐蝕環境、油品，有針對性的選材，工藝設計是裝置在服役周期內不發生腐蝕泄漏事故的根底。工藝防腐是關鍵。腐蝕監控必不可少，監測點的選擇是關鍵。含硫油和含酸油選材比照選腐蝕率

14、為0.25mm/a，比照不同的資料，選擇材料耐硫或硫環烷酸介質腐蝕的最高使用溫度；API581： S1wt%，高硫油 碳鋼260 5Cr 316 9Cr 399 TAN0.5，含酸油 碳鋼246-260 5Cr 316399 9Cr 371-399選材導那么：SH/T3096-2021高硫原油加工裝置設備和管道設計選材導那么腐蝕裕量：設備：腐蝕裕量6.0mm；管道：碳素鋼腐蝕裕量6.0mm、低合金鋼和鉻鉬鋼腐蝕裕量3.2mm或高合金鋼或有色金屬腐蝕裕量1.6mm；加熱爐爐管：碳素鋼腐蝕裕量3.0mm、鉻鉬鋼腐蝕裕量2.0mm或高合金鋼腐蝕裕量1.0mm。設計壽命：設備的設計壽命應按SH/T 3

15、074的規定，爐管的設計壽命應按SH/T3037的規定，管道元件的設計壽命應按1015年考慮。設計含硫量：以裝置正常操作條件下介質中的含硫量為依據，并應充分考慮操作條件下可能到達的最大含硫量的影響。 總硫含量大于或等于1.0wt，且酸值按照GB264-83方法測定小于0.5mgKOH/g的原油。選材： 大于240管道 Cr5Mo鋼， 240-350設備 碳鋼+06Cr13 大于350設備 碳鋼+022Cr19Ni10或碳鋼+06Cr18Ni11Ti 設計含酸量：原油酸值大于等于0.5mgKOH/g 選材：介質溫度小于240，選用碳鋼；介質溫度大于等于240小于288，介質為液相且流速小于3m/

16、s時，選用1Cr5Mo、0Cr18ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；流速高于3m/s時或介質為氣液兩相，選用0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；介質的溫度大于等于240且流速大于等于30m/s時，選用0Cr17Ni12Mo2/00Cr17Ni14Mo2；介質溫度大于等于288，選用0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10或0Cr17Ni12Mo2/00Cr17Ni14Mo2；選材導那么：SH/T3129-2021 高酸原油加工裝置設備和管道設計選材導那么 加強設備防腐蝕管理工作的要求制定全廠性的設備與工藝防腐解決方案建立健全全廠腐蝕管理網絡設備防腐要從設計和管理入手加強防腐攻關，包括腐蝕失效案例分析和腐蝕規律研究，以建立相應的腐蝕數據模型，為腐蝕預測和監測提供理論依據。加強防腐新技術的考察和應用管理工作。加強國外同行業的腐蝕資料調研，跟蹤國外最新防腐動態，總結先進的腐蝕防護經驗加強腐蝕監檢測加強企業員工的腐蝕防護教育工藝控制加強原料控制，盡量保證進廠原油品種穩定。進廠原油應盡量做到“分