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石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护_姚艾

石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护_姚艾
石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护_姚艾

收稿日期:2008-05-09

作者简介:姚 艾(1967-),女,甘肃庆阳市人,工程师,从事特种设备安全方面的工作。

文章编号:1000-7466(2008)05-0096-02

石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护

姚 艾

(庆阳市特种设备检验所,甘肃庆阳 745000)

摘要:针对石油化工设备在湿硫化氢环境下普遍发生的腐蚀现象,通过对硫化氢腐蚀机理的探讨,分析了影响腐蚀的因素,提出了防止硫化氢腐蚀除降低源头介质中硫的质量分数外,还应对设备设计、制造、检验及使用等环节提出要求,才能保证石油化工设备的安全正常运行。

关键词:

石油化工设备;湿硫化氢;腐蚀;防护中图分类号:TQ 050.9 文献标志码:B

Corrosion of Petrochemical Equipment in Wet H 2S Condition and the Protection

YAO Ai

(Qing yang Inspection Institution fo r Special Equipments ,Qingy ang 745000,China )

A bstract :Large co rrosion o n petrochemical equipments o ccurs under the co ndition o f we t H 2S .

Based on the survey of co rrosio n mechanism by w et H 2S ,the facto rs causing corro sion w as ana -ly sed and measured to prevent such co rrosio n by reducing sulfur co ntents from inlet source .The key steps in design ,fabrication ,inspecting ,and usag e w ere introduced .

Key words :petrochemical equipment ;w et H 2S ;co rrosio n ;pro tection

2006年8月庆阳市特种设备检验所在对中石油庆阳石化分公司的压力容器进行全面检验时,发现2003年投用的液态烃沉降罐(材质16M nR )罐体内壁表面有氢致鼓包多处,其最大直径约200m m 。另外在换热器、异构化装置、液化石油气储罐及富气水洗罐中也发现了鼓包、微裂纹及分层现象。其中一些设备存在的缺陷在原工艺条件下会继续产生和扩展。由于这些缺陷类似且较多,因此对其进行分析研究,提出相应的措施对存在缺陷设备的安全运行有重要意义。

1 原因分析

庆阳石化分公司所用原油中含硫量有时偏高,从设备使用单位的分析数据得知,已出现问题设备的介质中不同程度都含有硫。原油在提炼中虽经脱硫处理但脱硫效果并不稳定,因此,湿硫化氢环境(H 2S +H 2O 型的腐蚀环境)广泛存在于炼油厂原

油加工的第一道工序、炼油厂二次加工装置的轻油部位、石油化工催化装置及液化石油气储罐等部位。根据有关文献并结合庆阳石化分公司的实际情况,设备介质中存在硫化氢成分是导致上述压力容器发生腐蚀损坏的根本原因。

另外,在使用中也存在着许多引起局部高应力的因素,包括力学或化学损伤,诸如磨损、磨蚀、点蚀、晶间腐蚀、浓差电池腐蚀、缝隙腐蚀等各种形式的局部腐蚀;构件各部分处于不同温度下产生的温差应力;碳、氢、氮、氧等气态碳化物介质扩散进入金属构件内部及存在残余应力等。当应力和腐蚀环境组合时,很容易造成设备的腐蚀与损坏。

2 腐蚀机理

在H 2S +H 2O 腐蚀环境中,碳钢设备发生均匀腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。开裂的形式包括以

下几种。

 第37卷 第5期 石 油 化 工 设 备 V ol .37 N o .5 2008年9月 PET RO -CHEM ICA L EQ U IP M EN T Sept .2008 

(1)氢鼓泡 含硫化合物腐蚀过程析出的氢原子向钢中渗透,在裂纹、夹渣、缺陷等处聚集并形成分子,从而形成很大的膨胀力。随着氢分子数量的增加,对晶格界面的压力不断增高,导致界面开裂形成氢鼓泡,主要分布在设备内壁的浅表面。

(2)氢致开裂 在钢材内部发生氢鼓泡的区域,当氢的压力继续增高时,小的鼓泡裂纹趋向于相互连接,形成阶梯状特征的氢致开裂,分布在平行于表面方向,钢中M nS夹杂带状组织分布会增加氢致开裂的敏感性。

(3)硫化物应力腐蚀开裂 湿硫化氢环境中产生的氢原子渗透到钢的内部,溶解于晶格中导致氢脆,在外加应力或残余应力作用下形成开裂。它通常发生在焊缝与热影响区等高硬度区。

(4)应力导向氢致开裂 在应力引导下,在夹杂物与缺陷处因氢聚集而形成成排的小裂纹沿着垂直于应力的方向发展。它通常发生在焊接接头的热影响区及高应力集中区,如接管处、几何形状突变处、裂纹状缺陷处或应力腐蚀开裂处等。

3 影响因素

pH值接近中性或偏碱性时钢中的氢溶解量最低,否则pH值较低或较高时氢溶解量都较高。环境中氨离子会增加硫化氢应力腐蚀敏感性,且增加作用随pH值的增加而加大。CO2在较低的pH值条件下增加硫化氢应力腐蚀敏感性,在较高的pH 值中则相反[1]。

介质中硫质量分数越高,发生硫化氢应力腐蚀开裂的敏感性越强。原油中的含硫化合物在催化裂化的反应条件下形成H2S,同时一些氮化物以HCN 形式存在,H CN对湿硫化氢的腐蚀起促进作用。氰化物在碱性的H2S+H2O溶液中主要有两种作用:①溶解硫化铁保护膜,加速硫化氢的腐蚀并产生有利于氢向钢中渗透的金属表面。②氰化物能除掉溶液中的缓蚀剂[2]。

钢中的S、Ni、H质量分数越多,钢的强度,特别是硬度越高,就越容易受硫化氢的应力腐蚀。

温度对腐蚀的影响因腐蚀类型不同而有差别,对硫化氢应力腐蚀的影响以20℃最敏感,升高或降低温度利于减弱硫化氢应力腐蚀[3]。

在应力因素方面,除薄膜应力外,主要是焊接残余应力、强行装配组焊引起的附加应力等。高浓度硫化氢及水分、高强度钢焊缝区的淬硬组织以及高的局部应力,易引发硫化氢应力腐蚀。4 防腐措施

(1)合理选材 在硫化氢质量浓度大于50mg/ L的腐蚀环境中,壳体材质宜选用抗拉强度不大于414M Pa的碳钢或碳锰钢;在硫化氢浓度质量大于50m g/L、氰化物质量浓度大于20mg/L的腐蚀环境中,壳体材质宜选用碳钢或碳锰钢+0C r13钢复合钢板,内件选用0Cr13钢。提高钢材纯度,降低钢中M n、S、P的质量分数也是有效措施[4]。

(2)制造环节 安装时应当注意:①控制焊缝硬度,使其不大于200HB。②避免焊缝合金成分偏高。③对设备进行焊后热处理,消除焊接残余应力。

④制造过程中对焊缝进行超声波和射线探伤检查。

⑤保证设备几何尺寸符合标准规定。⑥应避免强力组装。

(3)检验环节 对压力容器进行检验时,除仔细观察设备表面状况及结构外,还应进行测厚、锂氏硬度检测、内表面荧光磁粉或溶剂去除型渗透检测、X 射线和超声波探伤等项目。在检验和检测中如发现缺陷,应根据缺陷形态、发生部位、数量,结合检测结果分析判断,必要时增加厚度、硬度检测和无损探伤的比例,也可通过金相检验或其它检测试验手段确认缺陷的性质,彻底查明设备质量情况,消除隐患,保证设备在安全的前提下投用。

(4)使用环节 应严格按工艺操作规程做好与防腐有关的指标测定、加碱和缓蚀剂等工作,加强对设备高危部位的日常腐蚀监控和防护力度。

5 结语

通过对庆阳石化分公司压力容器全面检验发现问题的分析表明,湿硫化氢环境下对石油化工设备发生腐蚀起促进作用的因素较多,必须从设备设计、制造、检验、使用及维护等环节严格要求,以保证石油化工设备稳定、安全运行。

参考文献:

[1] 李 明,李晓刚,陈 华.在湿H2S环境中金属腐蚀行为和机

理研究概述[J].腐蚀科学与防护技术,2005,17(2):107-111.

[2] 冯秀梅,薛 莹.炼油设备中的湿硫化氢腐蚀与防护[J].化工

设备与管道,2003,40(6):57-60.

[3] 张天鹏.压力容器检验[M].北京:中国特种设备检验协会,

2006:187-203.

[4] 徐志达,单石灵.加工含硫原油的设备腐蚀与对策[J].腐蚀科

学与防护技术,2004,16(4):250-252.

(杜编)

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 第5期 姚 艾:石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护

浅谈湿硫化氢对压力容器的腐蚀和检测

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5f6876480.html, 浅谈湿硫化氢对压力容器的腐蚀和检测 作者:王军 来源:《科学与财富》2012年第07期 摘要:随着工业的发展,硫化氢是造成化工设备腐蚀最活跃的硫化合物,本文将湿硫化氢对压力容器的腐蚀与检测。 关键词:湿硫化氢;压力容器;腐蚀;检测 前言 近年来,在化工行业中处理含硫化氢介质的生产装置基本上采用碳钢设备,而且多数设备投用以后还可以正常运行,但也存在少数设备因湿硫化氢腐蚀而被损坏的情况,化工生产装置普遍存在湿硫化氢环境下18一8型不锈钢管线的泄露问题,部分装置还因H2S腐蚀破坏而被迫停产检修并造成严重损失。不仅对环境造成污染,同时还使整个系统被迫停产检修,使得经济造成重大损失,并且危及到个人和他人的生命安全。 一、湿硫化氢对压力容器的腐蚀表现 1、氢鼓泡现象。氢鼓泡 ( HB) 腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散 , 在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处 , 易聚集形成分子氢 , 由于在钢的组织内部的氢分子很难逸出 , 从而形成强大内压导致其周围组织屈服 , 形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡 , 其分布平行于钢板表面。这类发生与外加应力无关 ,但是与材料中的夹杂物等缺陷密切相关。如2000年9月某炼油厂一台回流罐投入使用规格为Φ2400mm×7304mm×12mm ,该设计压力为0.4MPa,设计温度为70℃,操作压力为0.43Mpa,操作温度为70℃。介质为硫化氢、酸性水,封头材质为20g钢。2008年9月开罐检验时发现在进气一侧封头内表面母材上有27处氢鼓包。鼓包直径10~32mm。最大高度为6mm,鼓包处有不规则的裂纹。 2、硫化氢应力腐蚀开裂。硫化氢应力腐蚀开裂 ( SSCC) 湿硫化氢环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部 , 固溶于晶格中已经使钢材的脆性增加 , 在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂 , 称为硫化物应力腐蚀开裂。SSCC 通常发生在焊缝或热影响区中高强度、低韧性显微组织存在的部位。这些部位表现为具有高硬度值。SSCC 与钢材的化学成分、力学性 能、显微组织、外加应力与残余应力之和以及焊接工艺等有密切关系。 3、氢诱导开裂。氢诱导开裂 ( HIC) 2 湿硫化氢环境中过程设备的腐蚀开裂过钢在湿硫化氢环境中的腐蚀反应过程: 硫化氢在水中发生分解: H2S H + + HS ↓ + 程 H +S 2- 钢在 H2S 的水溶液中发生电化学反应 : 阳极反应: Fe Fe 2 + + 2e FeS ↓ + Fe + HS FeS ↓+ H 阴极反应 :2H + + 2e 2H H2 ↑ ↓ 2H ( 渗透到钢材中) Fe 2+ 2+ +S 2- - 从以上反应过程可以看出 , 硫化氢在水溶液中

论化工设备的腐蚀与防护通用版

解决方案编号:YTO-FS-PD342 论化工设备的腐蚀与防护通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

论化工设备的腐蚀与防护通用版 使用提示:本解决方案文件可用于已经体现出的,或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等,所提出的一个解决整体问题的方案(建议书、计划表),同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 化工设备是人类生活当中必不可少的工业设备,其对于人类生活水平的提高有着重要的推进作用。在日常使用过程中,因为外部环境影响、内部化学药品侵蚀、使用方法上选择以及使用年限过长等因素的促在,很容易造成化工设备的腐蚀。这种化工设备腐蚀的情况出现,不仅会降低化工设备的使用效果,还会带来极大的安全隐患,做好对化工设备的防护工作,降低化工设备的腐蚀情况对于我国化工事业的发展有着重要的作用。笔者结合实践工作经验,在本文当中对化工设备的腐蚀因素进行分析,并探讨了提高化工设备防护水平的策略。 在化工设备的实际工作当中,化工设备在工作时自身所产生的化学腐蚀、外部环境的侵蚀、使用方法及维护方法选择不当等因素都会为化工设备的腐蚀创造条件或实现对腐蚀的催化,一旦化工设备腐蚀到一定程度,那么化工设备的工作性能就必然会降低,腐蚀情况严重的还会导致化工设备的报废,想要保证化工设备的工作状态,实现化工产业的发展,做好化工设备的腐蚀防护工作势在必行。

硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因

硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因 干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用,H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性. 1. 湿硫化氢环境的定义 (1)国际上湿硫化氢环境的定义 美国腐蚀工程师协会(NACE)的MR0175-97"油田设备抗硫化物应力开裂金属材料"标准: ⑴酸性气体系统:气体总压≥0.4MPa,并且H2S分压≥0.0003MPa; ⑵酸性多相系统:当处理的原油中有两相或三相介质(油,水,气)时,条件可放宽为:气相总压≥ 1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa;当气相压力≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa;或气相H2S 含量超过15%. 四,硫化氢腐蚀机理 (2)国内湿硫化氢环境的定义 "在同时存在水和硫化氢的环境中,当硫化氢分压大于或等于0.00035 MPa时,或在同时存在水和硫化氢的液化石油气中,当液相的硫化氢含量大于或等于10×10-6时,则称为湿硫化氢环境". (3) 硫化氢的电离 在湿硫化氢环境中,硫化氢会发生电离,使 水具有酸性,硫化氢在水中的离解反应式为: H2S = H+ + HS- (1) HS- = H+ + S2- (2) 2.硫化氢电化学腐蚀过程 阳极: Fe - 2e →Fe2+ 阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑ ↓ [H]→钢中扩散 其中:Had - 钢表面吸附的氢原子 [H] - 钢中的扩散氢 阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓ 注:钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁,该产物通常是一种有缺陷的结构,它与钢铁表面的粘结力差,易脱落,易氧化,且电位较正,因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池,对钢基体继续进行腐蚀. 硫化氢电化学腐蚀过程 阳极: Fe - 2e →Fe2+ 阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑ ↓ [H]→钢中扩散 其中:Had - 钢表面吸附的氢原子 [H] - 钢中的扩散氢 阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓ 五,硫化氢引起氢损伤的腐蚀类型 反应产物氢一般认为有两种去向,一是氢原子之间有较大的亲和力,易相互结合形成氢分子排出;另一个去向就是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢[H]而渗入钢的内部并溶入晶格中,溶于晶格中的氢有很强的游离性,在一定条件下将导致材料的脆化(氢脆)和氢损伤.. 1. 氢压理论:与形成氢致鼓泡原因一样,在夹杂物,晶界等处形成的氢气团可产生一个很大的

化工设备的腐蚀与防护论文

化工设备的腐蚀与防护论文 摘要:腐蚀是材料时效的重要形式之一。化工设备在生产过程中因化学或电化学反应的存在而出现腐蚀现象。设备的腐蚀若不能及时进行相关的防护措施,会成为企业正常生产的重大安全隐患之一,给企业带来严重的经济损失或是人员伤亡。化工设备的腐蚀与防护问题是化工企业必须考虑的重大问题,本文对设备的腐蚀原因进行的简要分析并提出了相关的防腐措施。 关键词:化工设备;腐蚀;防护 一、设备腐蚀的重大危害分析 由于腐蚀现象无处不在,由腐蚀造成的国民经济损失占其总值的.5%左右。在化工原料生产企业,这个比重还会增加两倍。在化工生产企业,设备的腐蚀与防护控制已成为企业生产过程中成本控制的重要因素之一。若对设备的腐蚀不能做好相应的防护措施,则很容易发生因设备腐蚀损坏而造成的停车现象,影响企业的正常生产,给企业带来相应的经济损失。有统计显示,当设备停车更换腐蚀部件或做相应的维护次数达到100此时,其产生的费用或给企业带来的直接、间接经济损失的综合与企业进行生产活动的总投资相当。由此可见,企业对化工设备的腐蚀与防护问题必须给予足够的重视。 二、设备腐蚀类型分析 1. 按腐蚀机理分类 若按腐蚀机理来说,金属设备的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两类。化学腐蚀和电化学腐蚀的主要区别就是腐蚀过程中有无腐蚀电位产生。只有非电解质溶液与设备表面接触而发生的腐蚀称为化学腐蚀,这种情况不是很常见,金属只有在高温干燥气体或甲醇等非电解质溶液中才会发生,非金属材料也只有在符合化学动力学规律的前提下才会发生化学腐蚀。 材料的另一种腐蚀形式电化学腐蚀则是很常见,金属在各种能发生电化学反应的酸、碱、盐溶液或超市的空气、土壤甚至工业用水中都会发生电化学腐蚀现象。金属的电化学腐蚀速率较快,腐蚀危害较大,是企业重点预防的腐蚀类型。 2. 按破坏形态分类 设备受腐蚀而损坏的形态可以分为全面腐蚀和局部腐蚀两种。 全面腐蚀在是设备的金属表面由于和电解质溶液或空气的接触而发生的整体的、均匀的腐蚀。设备的全面腐蚀会使其厚度减少,但一般都是可以控制和预防的。在设备的设计过程中,一般都会综合考虑其使用环境和使用寿命老来设计设备的厚度或采取相应的防腐措施。

硫化氢腐蚀的机理及影响因素..

硫化氢腐蚀的机理及影响因素 作者:安全管理网来源:安全管理网 1. H2S腐蚀机理 自20世纪50年代以来,含有H2S气体的油气田中,钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患,各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性,而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质,H2S腐蚀破裂是由氢引起的;但是,关于H2S促进渗氢过程的机制,氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少,但以假说推论占多,而真正的试验依据却仍显不足。 因此,在开发含H2S酸性油气田过程中,为了防止H2S腐蚀,了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1) 硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08,密度为1.539kg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg,30℃时,硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。 1

在油气工业中,含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视,并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述;Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型;Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明,阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的,而阴极反应,特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加,这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sardisco,Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀,结果表明,在H2S分压低于0.1Pa时,金属表面会形成包括FeS2,FeS,Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。然而,当H2S分压介于0.1~4Pa时,会形成以Fe1-X S为主的包括FeS,FeS2在内的非保护性膜。此时,腐蚀速率随H2S浓度的增加而迅速增长,同时腐蚀速率也表现出随pH降低而上升的趋势。Sardisco和Pitts发现,在pH处于6.5~8.8时,表面只形成了非保护性的Fe1-X S;当pH处于4~6.3时,观察到有FeS2,FeS,Fe1-X S形成。而FeS保护膜形成之前,首先是形成Fe S1-X;因此,即使在低H2S浓度下,当pH在3~5时,在铁刚浸入溶液的初期,H2S也只起加速腐蚀的作用,而非抑制作用。只有在电极浸入溶液足够长的时间后,随着FeS1-X逐渐转变为FeS2和FeS,抑制腐蚀的效果才表现出来。根据Hausler等人的研究结果,尽管界面反应的重 2

硫化氢腐蚀与防护

1. 选用抗硫化氢材料 抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度(强度)和完全淬火+回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。 美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR-01-75(1980年修订)中规定:含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22;钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行淬火+595℃以上温度的回火处理;对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行淬火+回火处理,以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力 抗H2S腐蚀钢材的基本要求: ⑴成分设计合理:材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关,因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。超细晶粒原始奥氏体经淬火后,形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织,是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。 ⑵采用有害元素(包括氢, 氧, 氮等)含量很低纯净钢; ⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织,硬度波动尽可能小; ⑷回火稳定性好,回火温度高(>600℃); ⑸良好的韧性; ⑹消除残余拉应力。 2.添加缓蚀剂 实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高,针对性很强。不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同,甚至同一种介质,当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时,所采用的缓蚀剂可能也需要改变。 用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂,通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂),有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐,也包括含硫、磷的化合物。如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2-l和CT2-4油气井缓蚀剂及CT2—2输送管道缓蚀剂,在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果。 3.控制溶液pH值 提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力,维持pH值在9~11之间,这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀,又可同时提高钢材疲劳寿命。 4. 金属保护层 在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au,Ag,Ni,Cr,Zn,Sn等金属,保护内层不被腐蚀。 5. 保护器保护 将被保护的金属如铁作阴极,较活泼的金属如Zn作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。 6. 阴极保护 外加电源组成一个电解池,将被保护金属作阴极,废金属作阳极。 硫化氢腐蚀的影响因素 1.材料因素 在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中,以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显著,材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。 ⑴显微组织 对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高: 铁素体中球状碳化物组织→完全淬火和回火组织→正火和回火组织→正火后组织→淬火后未回火的马氏体组织。 注:马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感,但在其含量较少时,敏感性相对较小,随着含量的增多,敏感性增大。 (2) 强度和硬度 随屈服强度的升高,临界应力和屈服强度的比值下降,即应力腐蚀敏感性增加。 材料硬度的提高,对硫化物应力腐蚀的敏感性提高。材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22(相当于HB200)的情况下,因此,通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。

H2S腐蚀研究进展

H2S腐蚀研究进展 摘要 近年来我国发现的气田均含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体,特别是我们盆地,含硫化氢天然气分布最广泛。众所周知,硫化氢腐蚀是井下油套管的主要腐蚀类型之一。本文简述了硫化氢的物性,研究了硫化氢腐蚀的机理和影响因素,并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层管材、根据国际标准合理选材、电化学保护等几种国外常用的防腐措施,并指出了各种方法的优缺点,最后还探讨了硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。 关键词:硫化氢腐蚀,腐蚀机理,防腐技术 ABSTRACT In recent years, the gas fields found in our country contain hydrogen sulfide, carbon dioxide and other corrosive gases, especially in the Sichuan basin, with the most extensive distribution of hydrogen sulfide gas. It is well known that the hydrogen sulfide corrosion is one of the main corrosion types of the oil casing in the well. Properties of hydrogen sulfide is described in this paper to study the hydrogen sulfide corrosion mechanism and influencing factors, and on this basis, introduces the corrosion inhibitor, coating tubing, according to international standard and reasonable material and electrochemical protection at home and abroad, several commonly used anti-corrosion measures, and points out the advantages and disadvantages of each method, and finally discusses the hot issues and development direction of the research on oil and gas fields of hydrogen sulfide corrosion by. Key word s:hydrogen sulfide corrosion, corrosion mechanism, corrosion

硫化氢腐蚀与防护相关知识

硫化氢腐蚀与防护相关知识 1. 硫化氢腐蚀的预防措施 1.1. 选用抗硫化氢材料 抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度(强度)和“完全淬火+回火”处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。 美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR-01-75(1980年修订)中规定:含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22;钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行“淬火+595℃以上温度的回火”处理;对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行“淬火+回火”处理,以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力。 1.2. 抗H2S腐蚀钢材的基本要求 ⑴成分设计合理:材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关,因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。超细晶粒原始奥氏体经淬火后,形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织,是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。 ⑵采用有害元素(包括氢,氧,氮等)含量很低纯净钢; ⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织,硬度波动尽可能小; ⑷回火稳定性好,回火温度高(>600℃); ⑸良好的韧性; ⑹消除残余拉应力。 1.3. 添加缓蚀剂 实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高,针对性很强。不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同,甚至同一种介质,当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时,所采用的缓蚀剂可能也需要改变。 用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂,通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓

论化工设备的腐蚀与防护示范文本

论化工设备的腐蚀与防护 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

论化工设备的腐蚀与防护示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 化工设备是人类生活当中必不可少的工业设备,其对 于人类生活水平的提高有着重要的推进作用。在日常使用 过程中,因为外部环境影响、内部化学药品侵蚀、使用方 法上选择以及使用年限过长等因素的促在,很容易造成化 工设备的腐蚀。这种化工设备腐蚀的情况出现,不仅会降 低化工设备的使用效果,还会带来极大的安全隐患,做好 对化工设备的防护工作,降低化工设备的腐蚀情况对于我 国化工事业的发展有着重要的作用。笔者结合实践工作经 验,在本文当中对化工设备的腐蚀因素进行分析,并探讨 了提高化工设备防护水平的策略。 在化工设备的实际工作当中,化工设备在工作时自身 所产生的化学腐蚀、外部环境的侵蚀、使用方法及维护方

法选择不当等因素都会为化工设备的腐蚀创造条件或实现对腐蚀的催化,一旦化工设备腐蚀到一定程度,那么化工设备的工作性能就必然会降低,腐蚀情况严重的还会导致化工设备的报废,想要保证化工设备的工作状态,实现化工产业的发展,做好化工设备的腐蚀防护工作势在必行。 1.化工设备腐蚀的因素分析 在化工产业当中,化工设备的腐蚀情况较为常见,其属于化工设备的合理损耗,根据对化工设备实际使用情况来看,导致化工设备腐蚀因素可以分为内部因素和外部因素两个层面。从内部原因来看,化工设备以金属材质为主,而金属自身的化学属性较为活跃,其在企业使用过程中,工作环境必须与化工生产介质发生接触,如酸、碱、高温、高压、不均匀应力等都极易发生金属腐蚀情况。从外部原因来看,化工设备的使用环境、使用方法及日常维护都会在不同程度上为化工设备的腐蚀创造条件。尽管化

硫化氢腐蚀

硫化氢(H2S)的特性及来源 1.硫化氢的特性 硫化氢的分子量为34.08,密度为1.539mg/m3。而且是一种无色、有臭鸡蛋味的、易燃、易爆、有毒和腐蚀性的酸性气体。 H2S在水中的溶解度很大,水溶液具有弱酸性,如在1大气压下,30℃水溶液中H2S饱和浓度大约是300mg/L,溶液的pH值约是4。 H2S不仅对人体的健康和生命安全有很大的危害性,而且它对钢材也具有强烈的腐蚀性,对石油、石化工业装备的安全运转存在很大的潜在危险。 2.石油工业中的来源 油气中硫化氢的来源除了来自地层以外,滋长的硫酸盐还原菌转化地层中和化学添加剂中的硫酸盐时,也会释放出硫化氢。。 3.石化工业中的来源 石油加工过程中的硫化氢主要来源于含硫原油中的有机硫化物如硫醇和硫醚等,这些有机硫化物在原油加工过程进行中受热会转化分解出相应的硫化氢。 干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用,H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性。 硫化氢腐蚀机理 1.湿硫化氢环境的定义 (1)国际上湿硫化氢环境的定义 美国腐蚀工程师协会(NACE)的MR0175-97“油田设备抗硫化物应力开裂金属材料”标准: ⑴ 酸性气体系统:气体总压≥0.4MPa,并且H2S分压≥ 0.0003MPa; ⑵ 酸性多相系统:当处理的原油中有两相或三相介质(油、水、气)时,条件可放宽为:气相总压≥1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa;当气相压力≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa;或气相H2S含量超过15%。(2)国内湿硫化氢环境的定义 “在同时存在水和硫化氢的环境中,当硫化氢分压大于或等于0.00035 MPa时,或在同时存在水和硫化氢的液化石油气中,当液相的硫化氢含量大于或等于10×10-6时,则称为湿硫化氢环境”。 (3)硫化氢的电离 在湿硫化氢环境中,硫化氢会发生电离,使水具有酸性,硫化氢在水中的离解反应式为:

硫磺腐蚀与防护

硫磺回收装置管道的腐蚀与防护 摘要:论述了硫磺回收装置的反应过程,分析了硫磺回收装置管道腐蚀生成的原因与部位,腐蚀的类型,提出了防护的措施与手段。并简要对比了青岛和大连两套硫磺回收装置的管道选材。 关键词:硫磺回收 管道 腐蚀 一、概述 近年来,随着国家对环境保护的重视,以及加工进口高含酸原油,硫磺 回收装置越来越多,且规模趋于大型化。我公司设计的有大连27万吨/年,天津20万吨/年,青岛22万吨/年硫磺回收装置。深入研究硫磺装置腐蚀机理,搞好管道选材,节约投资费用,保证装置长周期安全运行具有重要的意义。 硫磺回收装置的工艺包主要有Tecnip 工艺和Luigi 工艺。都是采用Clause 部分燃烧法工艺,其原则工艺流程如图1所示。 2级硫3级硫酸性气分液罐酸性气燃烧炉1级硫冷吸 收 自装置外来的酸性气经过酸性气分液罐后进入焚烧炉燃烧产生过程气,过程气经过三级冷凝两级反应后进入尾气加热炉,温度加热到2930

进入加氢反应器,过程气在催化剂作用下进一步反应后经尾气废热锅炉减温后进入急冷塔将温度降至390后进入尾气焚烧炉焚烧后排入烟囱。硫磺装置共在三个地方发生了化学反应 1.自装置外来的酸性气在燃烧炉,与空气按一定比例混合燃烧,反应方 程如下: H2S+1/2O2→H20+1/2S H2S+3/2O2→H20+SO2 2H2S+CO2→2H20+CS2 因此从燃烧炉出来的过程气主要成份是SO2和未燃烧完的H2S。 2.过程气在反应器里在催化剂作用下进一步反应 2H2S+SO2→3S+2H20 CS2+2H20→ CO2+2H2S 因此从Clause出来的过程气主要成份是的CO2和H2S。 3.在加氢反应器,过程气中的SO2在2800~3300和H2混合,在催化剂作 用下发生放热反应生成H2S。 SO2+H2→H2S +2H20 二、腐蚀原因及防护措施 从以上的反应过程及其反应产物可以看出,硫磺回收装置中含有H2S、SO2、CS2、COS、水蒸汽和硫蒸气等,这些气体对管道产生不同程度的腐蚀。根据腐蚀机理的不同,硫磺回收装置管道的腐蚀主要有低温硫化氢腐蚀、露点腐蚀、高温硫腐蚀及电化学腐蚀。 1. 低温湿硫化氢腐蚀

石油化工设备腐蚀与防护

一、化工大气的腐蚀与防护 二、炼油厂冷却器的腐蚀与对策 三、储罐的腐蚀与防护 四、轻烃储罐的腐蚀与防护 五、钛纳米聚合物涂料在酸性水罐的应用 六、管道的腐蚀与防护方法 七、催化重整装置引风机壳体内壁腐蚀与防护 八、阴极保护在储罐罐底板下面的应用 九、石油化工循环水塔钢结构的腐蚀与防护方法

第一章. 化工大气的腐蚀与防护 第一节. 化工大气对金属设备的腐蚀情况金属在大气自然环境条件下的腐蚀称为大气腐蚀。暴露在大气中的金属表面数量很大,所引起的金属损失也很大的。如石油化工厂约有70% 的金属构件是在大气条件下工作的。大气腐蚀使许多金属结构遭到严重破坏。常见的钢制平台及电器、仪表等材料均遭到严重的腐蚀。由此可见,石油、石油化工生产中大气腐蚀既普遍又严重。 大气中含有水蒸汽,当水蒸汽含量较大或温度降低时,就会在金属表面冷凝而形成一层水膜,特别是在金属表面的低凹处或有固体颗粒积存处更容易形成水膜。这种水膜由于溶解了空气中的气体及其它杂质,故可起到电解液的作用,使金属容易发生化学腐蚀。 因工业大气成分比较复杂,环境温度、湿度有差异,设备及金属结构腐蚀不一样的。如生产装置中的湿式空气冷却器周围空气湿度大,在有害杂质的复合作用,使设备表面腐蚀很厉害。涂刷在设备、金属框架等表面的涂料,如:酚醛漆、醇酸漆等由于风吹日晒,使用一年左右,涂层表面发生粉化、龟裂、脱落,失去作用。 第二节.金属(钢与铁)在化工大气中的腐蚀由于铁有自然形成铁的氧化物的倾向,它在很多环境中是高度活性的,正因为如此它也具有一定的耐蚀性。有时候会与空气中氧化反应,在表面形成保护性的氧化物薄膜,这层膜在99% 相对湿度的空气中能够防止锈蚀。但是要存在0. 01%SO2 就会破坏膜的效应,使腐蚀得以继续进行。一般在化工大气层情况下,黑色金属的腐蚀率随时间增加而增加。这是因为污染的腐蚀剂的累聚而使腐蚀环境变为更加严重的缘故。 第三节.腐蚀原因分析 1. 涂层表面的损坏 工业大气中的SO2、SO3和C02溶于雨水或潮湿的空气中生成硫酸和碳酸,附着在设备、金属框架表面。由于酸液的作用,使涂层腐蚀遭到破坏。 低分子量聚合物气孔率较大,水分子比较容易通过涂层表面到达涂层与基体之间的界面,使涂层的结合强度下降,进而使涂层剥离或鼓包。 2. 涂层下金属的腐蚀涂层下的金属腐蚀是由电化学作用引起的。在阴极氧有去极化的作用,反应如下: 02 + H 2 + 2e = 20H - 因此,涂层下泡内溶液呈碱性,也叫碱性泡,这时阴极部位的PH 值可高达13 以上。界 面一旦形成高碱性状态,就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和涂层的碱性分解。在阳极发生如下反应: 2+ Fe = Fe + 2e Fe2+与氧、水及0H「反应生成Fe (0H 2、Fe (OH 3、Fe z O s ? XH20等腐蚀产物,其体积要增大好几倍,漆膜鼓起,最后破裂而成“透镜” 。这时泡内溶液呈酸性,故称酸性泡,泡内 PH值仅为2-4。 所以说,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0H「离子使 得界面PH值上升,造成Fe2+离子水解: 2+ + Fe2+ + 2H20 = Fe(0H)2 + 2H+ 这时又使界面PH 值降低,从而加速了阳极反应(金属的腐蚀),使腐蚀面积扩大,漆膜剥落的范围也扩

2020年硫化氢腐蚀的机理及影响因素

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年硫化氢腐蚀的机理及影 响因素 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

2020年硫化氢腐蚀的机理及影响因素 1.H2 S腐蚀机理 自20世纪50年代以来,含有H2 S气体的油气田中,钢在H2 S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患,各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2 S不仅对钢材具有很强的腐蚀性,而且H2 S本身还是一种很强的渗氢介质,H2 S腐蚀破裂是由氢引起的;但是,关于H2 S促进渗氢过程的机制,氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少,但以假说推论占多,而真正的试验依据却仍显不足。 因此,在开发含H2

S酸性油气田过程中,为了防止H2 S腐蚀,了解H2 S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1)硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2 S)的相对分子质量为34.08,密度为1.539kg/m3 。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg,30℃时,硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。 在油气工业中,含H2 S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视,并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述;Keddamt 等提出的H2 S04 中铁溶解的反应模型;Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明,阳极反应是铁

化工设备中不锈钢容器腐蚀与防护措施示范文本

化工设备中不锈钢容器腐蚀与防护措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

化工设备中不锈钢容器腐蚀与防护措施 示范文本 使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 【摘要】本文主要介绍的是不锈钢容器的晶间腐蚀 和应力腐蚀、特征和防护措施 【关键词】不锈钢腐蚀防护措施 在化工生产过程中,应用着大量的各种的酸、碱、盐 等腐蚀性介质接触的化工机械与设备,特别是处于高温、 高压、高流速工况下,这些设备的服饰问题尤为突出,其 中不锈钢忧郁优良的耐腐蚀性和良好的热塑性,冷变形能 力及可焊性而成为化工行业中重要的耐腐蚀材料。但是不 锈钢的耐腐蚀性还是有针对性的,它在空气、水、中性介 质及各种氧化介质中是稳定的,而在其他的一些介质中则

可能发生腐蚀破坏,腐蚀破坏一般为不锈钢化工设备中局部腐蚀破坏,最常见得是晶间腐蚀和应力腐蚀。 1. 晶间腐蚀 不锈钢的晶间腐蚀是不锈钢晶粒边界在特定的腐蚀介质中受到腐蚀,使晶粒之间丧失活动的一种局部破坏,一般Cr-Ni奥氏体不锈钢在焊接构件的焊缝热影响区活构建经过450℃-850℃温度区间且停留足够时间时,易发生精简腐蚀;不锈钢在含有卤素离子和盐溶液中,尤其是在含Cl离子的溶液中易发生孔蚀,形成蚀孔或者蚀坑。在金相显微镜和扫描电镜下观察晶间腐蚀部位的金相组织,可以明显的看到不锈钢的晶间由于腐蚀而变宽,多呈网状,严重时还有晶粒脱落的现象。 常见的晶间腐蚀应用贫铬理论课得到很好的解释。 Cr-Ni奥氏体不锈钢在使用前或冶金厂出厂交货状态多为固溶处理状态,就是将不锈钢加热到高温(1000-

湿硫化氢环境腐蚀与防护

湿硫化氢环境腐蚀与防护 第一章总则 1.1 为规湿硫化氢环境腐蚀与防护工作,防止发生安全事故,依据国家有关法规、标准,制定本指导意见。 1.2石油化工装置在湿硫化氢环境(含有气相或溶解在液相水中,不论是否有氢气存在的酸性工艺环境)使用的静设备,为抵抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)、氢诱导开裂(HIC)和应力导向氢诱导开裂(SOHIC),在设计、材料、试验、制造、检验等方面的要求。生产、技术、设计、工程、检修、科研等部门应积极参与和配合设备管理部门做好相关工作。 1.3对处于湿硫化氢腐蚀环境中的设备抗 SSC、HIC/SWC 和 SOHIC 损伤的最低要求,其中包括碳钢和低合金钢,以及碳钢及低合金钢加不锈钢的复合钢板制造的设备。但不包括采用在金属表面(接触介质侧)增加涂层(如喷铝等)防止基体材料腐蚀开裂的设备。 1.4凡处于湿硫化氢环境中的设备在材料选择、设备制造与检验均应满足本标准的要求,否则可能导致设备 SSC、HIC/SWC 和 SOHIC 的破坏。 1.5不包括湿硫化氢引起的电化学失重腐蚀和其他类型的开裂。

1.7 湿硫化氢腐蚀环境的定义与分类: 1.7.1 介质在液相中存在游离水,且具备下列条件之一时称为湿硫 化氢腐蚀环境: (1)在液相水中总硫化物含量大于 50ppmw;或 (2)液相水中 PH 小于 4 且总硫化物含量大于等于 1ppmw;或(3)液相水中 PH 大于 7.6 及氢氰酸(HCN)大于等于 20ppmw,且总 硫化物含量大于等于 1ppmw;或 (4)气相中含有硫化氢分压大于 0.0003MPa(0.05psia)。 1.7.2 根据湿硫化氢腐蚀环境引起碳钢和低合金钢材料开裂的严重 程度以及对设备安全性影响的大小,把湿硫化氢腐蚀环境分为 2 类,在第 I 类环境中主要关注 SSC,而在第Ⅱ类环境中,除关注 SSC 外,还要关注 HIC 和 SOHIC 等损伤。具体划分类别如下: 第 I 类环境 (1)操作介质温度≤ 120℃; (2)游离水中硫化氢含量大于 50ppmw;或 (3)游离水的 PH < 4,且含有少量的硫化氢;或 (4)气相中硫化氢分压大于 0.0003MPa(绝压);或 (5)游离水中含有少量硫化氢,溶解的 HCN 小于 20ppmw,且 PH >7.6。

化工设备的腐蚀与防腐蚀措施示范文本

化工设备的腐蚀与防腐蚀措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

化工设备的腐蚀与防腐蚀措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 【摘要】随着经济的发展,对化工产品的需求不断增 加,越来越多生产设备的运行超出设计能力,因而目前对 化工企业而言,防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成 损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为,材料保护和 防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保 证。 【关键词】化工设备;腐蚀;防腐蚀 随着经济的发展,对化工产品的需求不断增加,越来 越多生产设备的运行超出设计能力,因而目前对全球的化 工企业而言,防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损 失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为,材料保护和防 腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保

证。 腐蚀破坏到处可见,腐蚀事故频频发生,这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外,很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足,对腐蚀防护的重要意义认识不深,对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识,没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。 1.1腐蚀的分类 腐蚀:材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。 腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。 腐蚀按表面形貌分为全面腐蚀和局部腐蚀;局部腐蚀又有小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀等等; 金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等。 物理腐蚀:材料单纯物理作用的破坏,一般是由溶

硫化氢腐蚀的影响因素

硫化氢腐蚀的影响因素 1.材料因素 在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中,以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显着,材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。 ⑴ 显微组织 对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高: 铁素体中球状碳化物组织→完全淬火和回火组织→正火和回火组织→正火后组织→淬火后未回火的马氏体组织。 注:马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感,但在其含量较少时,敏感性相对较小,随着含量的增多,敏感性增大。 (2) 强度和硬度 随屈服强度的升高,临界应力和屈服强度的比值下降,即应力腐蚀敏感性增加。 材料硬度的提高,对硫化物应力腐蚀的敏感性提高。材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22(相当于HB200)的情况下,因此,通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。 油气开采及加工工业对不昂贵的、可焊性好的钢材的需要,基本上决定了研究的工作方向就是优先研制抗硫化物腐蚀开裂的低合金高强度钢。 ⑶ 合金元素及热处理 有害元素:Ni、Mn、S、P; 有利元素:Cr、Ti 碳(C):增加钢中碳的含量,会提高钢在硫化物中的应力腐蚀破裂的敏感性。 镍(Ni):提高低合金钢的镍含量,会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力。原因是镍含量的增加,可能形成马氏体相。所以镍在钢中的含量,即使其硬度HRC<22时, 也不应该超过1%。含镍钢之所以有较大的应力腐蚀开裂倾向,是因为镍对阴极过程的进行有较大的影响。在含镍钢中可以观察到最低的阴极过电位,其结果是钢对氢的吸留作用加强,导致金属应力腐蚀开裂的倾向性提高。 铬(Cr):一般认为在含硫化氢溶液中使用的钢,含铬%~13%是完全可行的,因为它们在热处理后可得到稳定的组织。不论铬含量如何,被试验钢的稳定性未发现有差异。也有的文献作者认为,含铬量高时是有利的,认为铬的存在使钢容易钝化。但应当指出的是,这种效果只有在铬的含量大于11%时才能出现。 钼(Mo):钼含量≤3%时,对钢在硫化氢介质中的承载能力的影响不大。

化工设备的腐蚀与防腐蚀措施

化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施 【摘要】随着经济的发展,对化工产品的需求不断增加,越来越多生产设备的运行超出设计能力,因而目前对化工企业而言,防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为,材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 【关键词】化工设备;腐蚀;防腐蚀 随着经济的发展,对化工产品的需求不断增加,越来越多生产设备的运行超出设计能力,因而目前对全球的化工企业而言,防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为,材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 腐蚀破坏到处可见,腐蚀事故频频发生,这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外,很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足,对腐蚀防护的重要意义认识不深,对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识,没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。 1.1腐蚀的分类 腐蚀:材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。 腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。 腐蚀按表面形貌分为全面腐蚀和局部腐蚀;局部腐蚀又有小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀等等; 金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等。

物理腐蚀:材料单纯物理作用的破坏,一般是由溶解、渗透引起的,如熔融金属容器的溶解,高温熔盐、熔碱对容器的溶解渗透。 化学腐蚀:金属与非电解质直接发生化学作用引起的破坏。腐蚀过程是纯氧化-还原反应,腐蚀介质与金属表面的原子直接碰撞而形成腐蚀产物,反应中无电流产生,符合化学动力学规律。 电化学腐蚀:金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。反应过程中有阳极失去电子和阴极获得电子以及电子的流动(电流),历程符合电化学动力学规律。 1.2腐蚀的危害与控制腐蚀的意义 腐蚀遍及国名经济的各个领域,从日常生活到工农业生产,从普通技术到尖端科学,都存在腐蚀问题。由于腐蚀,大量材料变成废料(每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%,其中2/3可回收,其余完全变为废物),设备失效,甚至造成灾难性事故。 2010年1月26日,世界钢铁协会25日公布了09年世界粗钢总产量为12亿1972万吨,其中约3.6亿吨因锈蚀将报废,且其中1.2亿吨将彻底变为不可回收的废物。按09年全年均价4500元/吨计算,损失5400亿元。我国2000年用Hoar法调查结果 部门直接腐蚀损失(亿元) 化工300 能源部门(电力、石油、煤)172.1 建筑部门(公路、桥梁、铁路)1000

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