延迟焦化腐蚀与防护-课件.ppt

1、延迟焦化装置腐蚀与防护延迟焦化装置腐蚀与防护2 金属腐蚀的根源金属腐蚀的根源(1)腐蚀产生的原因腐蚀产生的原因 从热力学的观点看，绝大多数金属都具有与周围介质发生作用而转从热力学的观点看，绝大多数金属都具有与周围介质发生作用而转入氧化状态（离子状态）的倾向，这一过程就是腐蚀。腐蚀过程入氧化状态（离子状态）的倾向，这一过程就是腐蚀。腐蚀过程是金属由热力学不稳定的单质状态转变为热力学稳定的化合物状是金属由热力学不稳定的单质状态转变为热力学稳定的化合物状态的过程，是一种自发的过程。态的过程，是一种自发的过程。因此，金属的热力学不稳定性是因此，金属的热力学不稳定性是其腐蚀的根源。其腐蚀的根源。金属是否

2、发生腐蚀的判据：金属是否发生腐蚀的判据：金属金属氧化物氧化物 G=GG=G产产-G-G反反 G G0 0 过程不能自发进行，不腐蚀过程不能自发进行，不腐蚀 G G0 0 过程能自发进行，腐蚀过程能自发进行，腐蚀 按照按照腐蚀环境分类：腐蚀环境分类：腐蚀可分为腐蚀可分为介质腐蚀、大气腐蚀、介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等；海水腐蚀、土壤腐蚀等；按照按照引起腐蚀的介质分类：引起腐蚀的介质分类：腐蚀可分为硫腐蚀、氯腐腐蚀可分为硫腐蚀、氯腐蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、氧腐蚀等。蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、氧腐蚀等。同一介质不同金属（电偶电池）同一金属介质成分不同（浓差电池）同一介质同一金属的不同部位（

3、腐蚀微电池）腐蚀电池浓差电池腐蚀缝隙腐蚀垢下腐蚀点、孔蚀微电池腐蚀全面腐蚀晶间（界）腐蚀选择性腐蚀氢损伤：腐蚀反应或临氢介质分解产生的氢进入金属后，会对氢损伤：腐蚀反应或临氢介质分解产生的氢进入金属后，会对金属材料产生一系列的破坏（损伤），常见的形式有：金属材料产生一系列的破坏（损伤），常见的形式有：氢鼓泡：氢鼓泡：进入金属内部的初生态氢结合成氢分子，产生巨大的内压，造成金属局部进入金属内部的初生态氢结合成氢分子，产生巨大的内压，造成金属局部分层并产生鼓起的现象。分层并产生鼓起的现象。氢脆金属内部由于氢的进入而使得金属材料变脆、韧性和抗拉强度下降的现象。氢脆金属内部由于氢的进入而使得金属材料变

4、脆、韧性和抗拉强度下降的现象。表面脱碳：表面脱碳：渗入金属表面的氢与金属表面的渗碳体发生反应生成甲烷，使得钢表面渗入金属表面的氢与金属表面的渗碳体发生反应生成甲烷，使得钢表面渗碳体减少，导致金属表面硬度和疲劳极限降低的现象。渗碳体减少，导致金属表面硬度和疲劳极限降低的现象。氢腐蚀：氢腐蚀：渗入金属内部的氢与渗碳体反应生成甲烷，由于甲烷的低扩散能力，随反渗入金属内部的氢与渗碳体反应生成甲烷，由于甲烷的低扩散能力，随反应的进行不断积聚，形成局部高压，导致材料发生开裂破坏的现象。应的进行不断积聚，形成局部高压，导致材料发生开裂破坏的现象。氢致开裂：氢致开裂：金属内部不同层面上沿扎制方向产生的裂纹相互

5、连接，形成阶梯状的裂金属内部不同层面上沿扎制方向产生的裂纹相互连接，形成阶梯状的裂纹。又称诱发阶梯裂纹。纹。又称诱发阶梯裂纹。湿湿H2O环境中，钢材还可能发生环境中，钢材还可能发生硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致开裂。致开裂。硫化物应力腐蚀开裂硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)：湿湿H2O环境中，腐蚀产生的原子态氢环境中，腐蚀产生的原子态氢渗入钢的内部，固溶于金属的晶格中，使钢的脆性增加，在拉应渗入钢的内部，固溶于金属的晶格中，使钢的脆性增加，在拉应力（外部或残余）的作用下形成的开裂。力（外部或残余）的作用下形成的开裂。应力导向氢致开裂应力导向氢致开裂(SOHIC)：

6、在应力的引导下，夹杂物或缺陷处在应力的引导下，夹杂物或缺陷处因氢的聚集产生的裂纹沿着垂直于应力的方向（钢板的厚度方向）因氢的聚集产生的裂纹沿着垂直于应力的方向（钢板的厚度方向）发展导致的开裂。发展导致的开裂。全面腐蚀全面腐蚀 全面腐蚀全面腐蚀+局部减薄爆破局部减薄爆破 应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂 （碳钢蒸汽线碱脆）（碳钢蒸汽线碱脆）应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂 （3RE60双相不锈钢的氯脆）点、孔蚀 晶间腐蚀电偶腐蚀电偶腐蚀 冲刷腐蚀穿孔 气蚀全面腐蚀全面腐蚀+冲蚀冲蚀烟气露点腐蚀(4)金属腐蚀速度的表示方法（均匀腐蚀）金属腐蚀速度的表示方法（均匀腐蚀）质量表示法：单位时间单位金属表面积上金属质量的

7、变化。质量表示法：单位时间单位金属表面积上金属质量的变化。有减重表示法和增重表示法有减重表示法和增重表示法,常用的单位有常用的单位有 g/m2h,mg/dm2h等。等。深度表示法：单位时间内金属厚度的减少。常用单位：深度表示法：单位时间内金属厚度的减少。常用单位：mm/a(每每年毫米年毫米)、ipy(每年英寸每年英寸)等。等。电流密度表示法电流密度表示法：金属单位面积上流过的阳极电流的大小。常用的：金属单位面积上流过的阳极电流的大小。常用的单位有单位有A/m2、mA/cm2、A/cm2等。等。常用腐蚀速度单位的换算因子常用腐蚀速度单位的换算因子 1 inch=1000mil 1mil=0.02

8、54mm腐蚀速度单位 换 算 因 子 g/m2.hmg/dm2.dmm/aipympyg/m2.hmg/dm2.d mm/a ipympy14.1710-3 1.44 10-3 2.9 2.9 10-3 2401274 696 0.696 8.76/3.6510-2/125.42.54 10-2 0.345/1.44 10-3/3.94 10-2 110-3345/1.44/39.41031 均匀腐蚀的十级标准均匀腐蚀的十级标准耐蚀性评定耐蚀性等级腐蚀深度，mm/aI 完全耐蚀10.001II 很耐蚀20.001 0.005 30.005 0.01III 耐蚀40.01 0.0550.05 0

9、.1IV 尚耐蚀60.1 0.570.5 1.0 V 欠耐蚀81.0 5.095.0 10.0 VI 不耐蚀 10 10.0均匀腐蚀的三级标准均匀腐蚀的三级标准耐蚀性评定耐蚀性等级腐蚀速度，mm/a耐蚀可用不可用1230.10.1 1.0 1.0(5)影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素 金属材料的因素：金属材料的因素：金属的化学稳定性金属的化学稳定性 合金成分合金成分 金相组织与热处理状态金相组织与热处理状态 金属表面状态金属表面状态 变形及应力状态变形及应力状态 环境因素：环境因素：介质介质pH值值 介质的成分及浓度介质的成分及浓度 介质的温度、压力介质的温度、压力 介质的流动状态介质的流

10、动状态 电偶作用电偶作用 环境细节和可能的变化环境细节和可能的变化 尽管腐蚀过程是不可避免的，但从动力学的角度，可尽管腐蚀过程是不可避免的，但从动力学的角度，可采用各种手段对腐蚀进行控制。采用各种手段对腐蚀进行控制。根据腐蚀过程的电化学理论，腐蚀速度的大小可以用根据腐蚀过程的电化学理论，腐蚀速度的大小可以用腐蚀电流（密度）来表示，根据欧姆定律腐蚀电流（密度）来表示，根据欧姆定律:I=E/R E腐蚀电池的电位差，即腐蚀反应推动力腐蚀电池的电位差，即腐蚀反应推动力 R腐蚀反应（过程）阻力腐蚀反应（过程）阻力 只要使只要使E减小、减小、R增大就可以使增大就可以使I 降低。降低。(1)腐蚀控制措施腐蚀

11、控制措施 合理选材合理选材 阴极保护阴极保护 阳极保护阳极保护 介质处理介质处理 添加缓蚀剂添加缓蚀剂 金属表面覆盖层金属表面覆盖层 防腐蚀结构设计防腐蚀结构设计 工艺流程改进工艺流程改进合理选用耐蚀材料：合理选用耐蚀材料：根据不同的介质环境和使用条件，选用合根据不同的介质环境和使用条件，选用合适的金属材料和非金属材料，腐蚀速率在允许的范围之内；适的金属材料和非金属材料，腐蚀速率在允许的范围之内；阴极保护：阴极保护：利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备进行利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备进行外加阴极极化，以降低或防止金属的腐蚀。常用的有外加电流外加阴极极化，以降低或防止金属的腐蚀。

12、常用的有外加电流阴极保护和牺牲阳极的阴极保护；阴极保护和牺牲阳极的阴极保护；阳极极化：阳极极化：对于钝化溶液和易钝化金属组成的腐蚀体系，采用对于钝化溶液和易钝化金属组成的腐蚀体系，采用外加阳极电流的方法使被保护金属设备进行阳极钝化，以降低外加阳极电流的方法使被保护金属设备进行阳极钝化，以降低金属的腐蚀；金属的腐蚀；介质处理：介质处理：去除介质中促进腐蚀的有害成分、调节去除介质中促进腐蚀的有害成分、调节pH、湿度、湿度等方法达到降低腐蚀。等方法达到降低腐蚀。1焦化原料中的腐蚀介质焦化原料中的腐蚀介质 焦化装置加工含硫原油和劣质原油的倾向加大，原料焦化装置加工含硫原油和劣质原油的倾向加大，原料中腐

13、蚀性物质的含量和种类增加，腐蚀情况复杂。焦化原中腐蚀性物质的含量和种类增加，腐蚀情况复杂。焦化原料中的腐蚀性物质主要为料中的腐蚀性物质主要为各种形态的硫化物（主要腐蚀介各种形态的硫化物（主要腐蚀介质）、氮化物、氯化物、有机酸等，质）、氮化物、氯化物、有机酸等，这些腐蚀性物质会产这些腐蚀性物质会产生各种类型的腐蚀。焦化原料中的硫含量往往比原油中的生各种类型的腐蚀。焦化原料中的硫含量往往比原油中的硫含量高得多。硫含量高得多。二、焦化装置设备防腐二、焦化装置设备防腐几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量原油品种密度g/m3(20)酸值mgKOH/g含盐mg/l含硫W

14、t%金属含量，ppmFeNiVCuCaMgNaPb管输925.52.8045.861.0410.519.02.3411.815黄岛901.41.63106.30.849.6921.71.360.06大庆860.90.089.90.12.262.730.12苏北857.91.4419.500.225.5016.00.290.32.4惠州825.10.1026.100.082.102.200.21.70.68.20.06西江832.20.42488.50.046.000.500.070.5阿曼851.50.3316.241.048.835.717.150.28米那斯846.70.213.290.1

15、51.707.600.170.150.30.577.760.19几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量（续几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量（续1）原油品种密度g/m3(20)酸值mgKOH/g含盐mg/l含硫Wt%金属含量，ppmFeNiVCuCaMgNaPb拉比845.70.090.361.31.330.540.190.560.724.70.19阮东824.40.10.081.52.000.020.06111.356奥斯伯格841.60.3345.90.271.191.421.540.020.890.8213.20.26布伦特829.50.093610.494.001.405.24.21.

16、51690.04伊朗860.30.171.62.1010.272.20.10.470.836.83浪博828.32.957.50.350.772.670.50.050.490.13.620.04马西拉862.30.8350.60.505.706.208.30.1124.71.616.71.1卡宾达878.51.29179.00.142.0017.02.40.30.479几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量（续几种原油的酸值及其硫、盐、重金属含量（续2）原油品种密度g/m3(20)酸值mgKOH/g含盐mg/l含硫Wt%金属含量，ppmFeNiVCuCaMgNaPb白虎934.83.44301.

17、90.6617245841.60.49.83.989.613邦诏772.00.14139.00.093.500.30.150.14班切马斯811.20.42109.00.054.400.50.0310.110.3卡基832.30.3546.70.081.803.00.100.10.750.1577.9魁托934.83.44301.90.6617.245.841.60.49.83989.613塔皮斯718.20.4924.30.031.201.450.020.023.280.4310.4穆尔班824.80.330.791.222.12.50.033.950.353.450.03某某120万吨万吨

18、/年焦化装置硫分布及硫平衡情况年焦化装置硫分布及硫平衡情况名称组分流量，t/d收率，%硫含量，w%总硫量，t/d原料渣油33952.04769.50产品干气1975.809.1618.037汽油50514.870.7143.606柴油113233.341.09312.371液态烃551.627.133.922轻蜡57516.941.2877.402重蜡762.241.7451.326焦碳85625.212.5321.657 硫：硫：以有机硫的形式存在于原料中，经焦化反应后一部分转化以有机硫的形式存在于原料中，经焦化反应后一部分转化为无机硫（为无机硫（H2S），存在于焦），存在于焦 化干气中，少

19、量存在于焦化汽油和化干气中，少量存在于焦化汽油和液态烃中，液态烃中，各种形态的有机硫分别存在于汽油、柴油、液态烃、各种形态的有机硫分别存在于汽油、柴油、液态烃、轻蜡油、重蜡油、焦炭等产品中；轻蜡油、重蜡油、焦炭等产品中；氮：氮：以有机氮的形式存在于原料中，经焦化反应后一部分转化以有机氮的形式存在于原料中，经焦化反应后一部分转化为无机氮（为无机氮（H3N），极少部分转化为），极少部分转化为HCN，出现在分馏塔顶系统出现在分馏塔顶系统和吸收、稳定系统；和吸收、稳定系统；氯：氯：以有机氯的形式存在于原料中，经焦化反应后转化为无机以有机氯的形式存在于原料中，经焦化反应后转化为无机氯（氯（HCl），注水

20、中也会带入氯化物，经高温水解作用生成），注水中也会带入氯化物，经高温水解作用生成HCl，出现在分馏塔顶系统和吸收、稳定系统；出现在分馏塔顶系统和吸收、稳定系统；有机酸：有机酸：主要以环烷酸的形式存在于原料中，经焦化反应后部主要以环烷酸的形式存在于原料中，经焦化反应后部分分解，分分解，残留的环烷酸存在于重质馏分油中。残留的环烷酸存在于重质馏分油中。腐蚀介质（种类、含量、状态）腐蚀介质（种类、含量、状态）腐蚀类型的判断腐蚀类型的判断 环境条件（温度、压力、干湿情况）环境条件（温度、压力、干湿情况）使用的材料（成分、组织、热处理状态）使用的材料（成分、组织、热处理状态）根据焦化原料中所含有的腐蚀性物

21、质、生产工艺、设备及管道所使用的材根据焦化原料中所含有的腐蚀性物质、生产工艺、设备及管道所使用的材料来分析，焦化装置大致存在以硫腐蚀为主的下列各种腐蚀类型：料来分析，焦化装置大致存在以硫腐蚀为主的下列各种腐蚀类型：SH2SRSH型腐蚀型腐蚀（高温）（高温）SH2SRSHRCOOH型腐蚀型腐蚀（高温）（高温）H2SHClNH3H2O型腐蚀型腐蚀（低温）（低温）H2SHCNHClH2O（湿（湿H2S）型腐蚀（低温）型腐蚀（低温）高温氧化和硫化腐蚀（辐射炉管）高温氧化和硫化腐蚀（辐射炉管）烟气的低温露点腐蚀（对流炉管、热管）烟气的低温露点腐蚀（对流炉管、热管）(1)高温高温SH2SRSH型腐蚀型腐蚀

22、 发生部位：焦炭塔内壁、焦炭塔顶大油气线、加热炉炉管内壁、炉出口至焦炭塔管线发生部位：焦炭塔内壁、焦炭塔顶大油气线、加热炉炉管内壁、炉出口至焦炭塔管线及其相及其相 应的转动设备；应的转动设备；腐蚀形态：腐蚀形态：高温硫化物的全面腐蚀。高温硫化物的全面腐蚀。焦炭塔的中、下部塔内壁焦炭塔的中、下部塔内壁通常附有一层牢固而致密的焦碳保护层，隔离了腐蚀介质，一通常附有一层牢固而致密的焦碳保护层，隔离了腐蚀介质，一般情况腐蚀不重；般情况腐蚀不重；焦炭塔顶部、焦炭塔上部泡沫段及气液相交界部位、加热炉辐射管内壁、炉出口至焦炭焦炭塔顶部、焦炭塔上部泡沫段及气液相交界部位、加热炉辐射管内壁、炉出口至焦炭塔管线及

23、其相应的转动设备等部位塔管线及其相应的转动设备等部位由于温度较高，因为高温硫化物的作用而不同程度由于温度较高，因为高温硫化物的作用而不同程度的腐蚀，使用的材料不同，原料中硫含量不同，其腐蚀的速度也差别较大。的腐蚀，使用的材料不同，原料中硫含量不同，其腐蚀的速度也差别较大。高压水的过度冲刷会造成塔壁腐蚀的加剧；塔外壁焊高压水的过度冲刷会造成塔壁腐蚀的加剧；塔外壁焊有立柱加强或保温不好的部位，由有立柱加强或保温不好的部位，由于冷凝作用形成了于冷凝作用形成了H2SHClNH3H2O型腐蚀介质，腐蚀最为严重。型腐蚀介质，腐蚀最为严重。我国某炼油厂碳钢焦炭塔的腐蚀情况（1982）部位部位外观检查外观检查

24、塔壁厚度（塔壁厚度（mm）顶数第一顶数第一至第二环至第二环缝附近缝附近腐蚀较严重。钢板明显下凹，凹腐蚀较严重。钢板明显下凹，凹下部分表面高低不平，腐蚀严重下部分表面高低不平，腐蚀严重处表面均无焦炭层。第一道环缝处表面均无焦炭层。第一道环缝约约1/2凸出，第二道环缝约凸出，第二道环缝约1/5凸凸出，凸出高度出，凸出高度8 10mm第一道环缝附近封头厚度一般第一道环缝附近封头厚度一般在在15mm左右，多数在左右，多数在20mm以上。第一道环缝下筒体厚度以上。第一道环缝下筒体厚度一般为一般为12 13mm，最薄处，最薄处10.4mm顶数第二顶数第二圈圈板圈圈板顶数第三道环缝有一处高顶数第三道环缝有一

25、处高8 10mm凸出凸出有四处出现腐蚀减薄，一般在有四处出现腐蚀减薄，一般在20mm以上，最薄以上，最薄16mm顶数第三顶数第三圈圈板圈圈板有二处局部减薄，一般在有二处局部减薄，一般在20mm以上，最薄以上，最薄15.5mm顶数第六顶数第六圈圈板圈圈板下部环缝有二处高约下部环缝有二处高约5 7mm凸凸出出有三处局部减薄，北侧一块直有三处局部减薄，北侧一块直径径300mm为为17.4mm，南侧一，南侧一块直径块直径500mm为为19.3mm，西，西侧一块直径侧一块直径500mm为为17.8mm，其余其余20mm以上以上我国部分炼油厂碳钢焦炭塔的腐蚀状况（1995）厂名焦炭塔腐蚀状况原料含硫，wt

26、%石油二厂基本无腐蚀胜利炼油厂塔顶腐蚀较为严重，以3号塔为例，顶部第一至第二道环焊缝凸出高度8 10mm；原始厚度24mm的塔壁局部最薄处10.4mm，一般为12 13mm，上部20g塔壁腐蚀率1mm/a，凡腐蚀之处，塔内壁不结焦。1 1.5金陵分公司炼油厂塔顶呈大坑点腐蚀，蚀坑直径10 30mm，深3 5mm；封头环焊缝熔合区出现腐蚀，焊缝凸出3 4mm；除焦口接管管壁由原14mm减薄至3mm，造成开裂着火。1 1.5独山子炼油厂轻微腐蚀，局部点蚀茂名炼油厂基本无腐蚀荆门炼油厂均匀腐蚀，塔壁减薄1.8 mm乌鲁木齐炼油厂基本无腐蚀大庆炼油厂基本无腐蚀(2)高温高温SH2SRSHRCOOH型腐

27、蚀型腐蚀腐蚀部位：加热炉辐射管内壁、炉出口至焦炭塔管线、焦炭塔顶腐蚀部位：加热炉辐射管内壁、炉出口至焦炭塔管线、焦炭塔顶油气线、分馏塔集油箱及塔底部位、分馏塔的高温重油抽出线、油气线、分馏塔集油箱及塔底部位、分馏塔的高温重油抽出线、输送泵及其相关管线；输送泵及其相关管线；腐蚀形态：表现为高温硫和环烷酸的协同腐蚀，腐蚀形态：表现为高温硫和环烷酸的协同腐蚀，以非均匀全面减以非均匀全面减薄和尖锐孔洞及锐边腐蚀沟槽薄和尖锐孔洞及锐边腐蚀沟槽 的形貌出现。的形貌出现。尤其是尤其是分馏塔的集分馏塔的集油箱部位，仍以高温硫腐蚀为主。油箱部位，仍以高温硫腐蚀为主。(3)低温低温H2SHClNH3H2O型腐蚀型

28、腐蚀腐蚀部位：腐蚀部位：分馏塔顶部塔壁及塔盘、塔顶冷凝冷却系统和塔顶循环系统；分馏塔顶部塔壁及塔盘、塔顶冷凝冷却系统和塔顶循环系统；腐蚀形态：腐蚀形态：碳钢为非均匀全面腐蚀、坑腐蚀、垢下腐蚀；不锈钢为点腐蚀。碳钢为非均匀全面腐蚀、坑腐蚀、垢下腐蚀；不锈钢为点腐蚀。原料中的硫化物、氮化物、氯化物经过裂解或高温水解，分别生成原料中的硫化物、氮化物、氯化物经过裂解或高温水解，分别生成H2S、NH3 和和HCl，由于，由于NH3的中和作用缓解了的中和作用缓解了H2S、HCl的均匀腐蚀，但促进了点蚀、坑蚀、的均匀腐蚀，但促进了点蚀、坑蚀、垢下腐蚀等局部腐蚀。垢下腐蚀等局部腐蚀。NH3 与与HCl作用生成

29、作用生成NH4Cl，在温度低、流速低的部位造，在温度低、流速低的部位造成设备、管线的堵塞，垢下腐蚀和磨损腐蚀加剧，成设备、管线的堵塞，垢下腐蚀和磨损腐蚀加剧，尤其是分馏塔顶循环线，常常尤其是分馏塔顶循环线，常常由于铵盐的结晶造成堵塞，常常由于腐蚀而减薄甚至穿孔由于铵盐的结晶造成堵塞，常常由于腐蚀而减薄甚至穿孔。直接加工重质原油的焦化装置，其分馏塔顶系统将产生直接加工重质原油的焦化装置，其分馏塔顶系统将产生HCl H2S型腐蚀，系统将型腐蚀，系统将产生全面腐蚀，类似于常减压装置常压塔顶系统的腐蚀。产生全面腐蚀，类似于常减压装置常压塔顶系统的腐蚀。分馏塔顶循入口塔盘腐蚀全面腐蚀+坑点腐蚀 蚀坑直径

30、1.52mm，最深0.8mm 胜利炼油厂焦化分馏塔塔顶冷凝水分析胜利炼油厂焦化分馏塔塔顶冷凝水分析分析项目pH氨氮，mg/l硫化物，mg/l游离CN-，mg/l总CN-，mg/lCl-，mg/l分析结果9.15 9.382307 27866000680013.0013.90201.502213.8513.80(4)低温低温H2SHCNHClH2O（湿（湿H2S）型腐蚀）型腐蚀腐蚀部位：瓦斯线、污水线、吸收稳定系统的设备及管线；腐蚀部位：瓦斯线、污水线、吸收稳定系统的设备及管线；腐蚀形态：以非均匀全面腐蚀加坑点腐蚀的形貌出现，有时还会腐蚀形态：以非均匀全面腐蚀加坑点腐蚀的形貌出现，有时还会出出

31、现氢鼓泡（现氢鼓泡（HB）、氢脆、氢致开裂（）、氢脆、氢致开裂（HIC）、）、SOHIC及及SSCC 等损伤形式。等损伤形式。SOHIC和和SSCC是危害性最大的腐蚀，尤其是低合金高强是危害性最大的腐蚀，尤其是低合金高强度钢及其焊接接头部位。度钢及其焊接接头部位。对于使用不锈钢的设备和管线应当引起重视，避免发生不锈钢的对于使用不锈钢的设备和管线应当引起重视，避免发生不锈钢的点蚀和氯化物应力腐蚀开裂。点蚀和氯化物应力腐蚀开裂。腐蚀部位：腐蚀部位：加热炉辐射段炉管外表面；加热炉辐射段炉管外表面；腐蚀形态：腐蚀形态：全面腐蚀减薄，一般情况表面有氧全面腐蚀减薄，一般情况表面有氧化皮，局部过热部位出现氧

32、化爆皮。化皮，局部过热部位出现氧化爆皮。(4)高温氧化和硫化腐蚀（辐射炉管）高温氧化和硫化腐蚀（辐射炉管）高温氧化和硫化造成的氧化爆皮是加热炉辐射管外壁腐蚀的高温氧化和硫化造成的氧化爆皮是加热炉辐射管外壁腐蚀的主要形式。主要形式。其腐蚀程度与燃料中的硫含量和炉管表面温度其腐蚀程度与燃料中的硫含量和炉管表面温度有关，燃烧高硫燃料时，辐射炉管外壁将遭受高温硫化和有关，燃烧高硫燃料时，辐射炉管外壁将遭受高温硫化和高温氧化的联合作用，腐蚀会更加严重。高温氧化的联合作用，腐蚀会更加严重。据某厂统计，辐射管所有损坏事故中，氧化爆皮占据某厂统计，辐射管所有损坏事故中，氧化爆皮占36.4%，腐蚀减薄占腐蚀减薄

33、占42.4%，因此，选择合适的炉管材料、燃烧低因此，选择合适的炉管材料、燃烧低硫燃料、严格控制炉膛温度、防止火焰偏烧及防止炉管结硫燃料、严格控制炉膛温度、防止火焰偏烧及防止炉管结焦是保证炉管长周期安全运行的重要因素。焦是保证炉管长周期安全运行的重要因素。腐蚀部位：腐蚀部位：加热炉对流炉管外表面、空气预热热管外表面；加热炉对流炉管外表面、空气预热热管外表面；腐蚀形态：腐蚀形态：全面腐蚀和垢下腐蚀，表现为全面减薄和局部蚀坑甚至穿孔。全面腐蚀和垢下腐蚀，表现为全面减薄和局部蚀坑甚至穿孔。由于含硫燃料在燃烧过程中生成由于含硫燃料在燃烧过程中生成SO2，一部分进一步氧化成，一部分进一步氧化成SO3，与烟

34、气中，与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，在酸露点温度下，在管壁上凝结成高浓度的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，在酸露点温度下，在管壁上凝结成高浓度硫酸，导致强烈腐蚀。硫酸，导致强烈腐蚀。烟气的露点温度与燃料中的硫含量、烟气的组成（烟气的露点温度与燃料中的硫含量、烟气的组成（SO3与与SO2的比例、水汽的比例、水汽含量等含量等）有关，烟气的露点温度越高产生露点腐蚀的可能性越大，实际）有关，烟气的露点温度越高产生露点腐蚀的可能性越大，实际上是一种变浓度、变温度混酸的腐蚀。上是一种变浓度、变温度混酸的腐蚀。人们曾使用过人们曾使用过CR系列钢、系列钢、CORTEN钢、炉管表面钢、炉管表面Ni基烧结涂层等，后来

35、又基烧结涂层等，后来又使用使用ND钢，但都无法从根本上解决酸露点的腐蚀问题，钢，但都无法从根本上解决酸露点的腐蚀问题，合理利用余热，合理利用余热，有效调节加热炉排烟温度和管内介质温度，从而保证管壁温度高于烟气有效调节加热炉排烟温度和管内介质温度，从而保证管壁温度高于烟气露点温度，是目前解决烟气露点腐蚀的唯一有效途径。露点温度，是目前解决烟气露点腐蚀的唯一有效途径。腐蚀机理：腐蚀机理：加工含硫（高硫）原料时，在设备的高温部位会出现高温硫的均匀腐蚀，加工含硫（高硫）原料时，在设备的高温部位会出现高温硫的均匀腐蚀，起始温度为起始温度为240，随着温度升高而迅速加剧，随着温度升高而迅速加剧，480达到

36、最高点，以后达到最高点，以后又逐渐减弱，通常发生高温硫腐蚀的温度范围为又逐渐减弱，通常发生高温硫腐蚀的温度范围为240 500。具体过程：具体过程：首先有机硫转化为硫化氢和元素硫，然后与碳钢表面直接作用首先有机硫转化为硫化氢和元素硫，然后与碳钢表面直接作用产生腐蚀，在产生腐蚀，在370 425的高温环境中：的高温环境中：Fe+H2SFeS+H2 在在350 400范围内：范围内：H2SS+H2 分解生成的元素硫比硫化氢有更强的活性，腐蚀作用也更加强烈。分解生成的元素硫比硫化氢有更强的活性，腐蚀作用也更加强烈。在此温度条件下，低分子硫醇也能与铁直接发生腐蚀反应：在此温度条件下，低分子硫醇也能与铁

37、直接发生腐蚀反应：RCH2CH2SH+FeRCH=CH2+FeS+H2 活性硫腐蚀时，开始腐蚀速度很快，一定时间后腐蚀速率会恒定下来，活性硫腐蚀时，开始腐蚀速度很快，一定时间后腐蚀速率会恒定下来，这是由于生成的这是由于生成的FeS保护膜阻止了腐蚀反应的进行，这时的腐蚀速率由活保护膜阻止了腐蚀反应的进行，这时的腐蚀速率由活性硫或金属铁在性硫或金属铁在FeS膜中的扩散速度所控制。膜中的扩散速度所控制。影响因素影响因素硫含量：硫含量：与活性硫（不是总硫）的含量有关，活性硫含量愈高，腐蚀愈重；与活性硫（不是总硫）的含量有关，活性硫含量愈高，腐蚀愈重；温度：温度：一方面，升温促进了元素硫、硫化氢、硫醇等

38、活性硫化物与金属之间一方面，升温促进了元素硫、硫化氢、硫醇等活性硫化物与金属之间的化学反应，加剧腐蚀。另一方面，升温促进原料中非活性硫化物的分解，的化学反应，加剧腐蚀。另一方面，升温促进原料中非活性硫化物的分解，增加介质中的活性硫化物，腐蚀加剧；温度进一步升高，非活性硫化物的增加介质中的活性硫化物，腐蚀加剧；温度进一步升高，非活性硫化物的分解速度加快，直至分解怠尽，此时介质中的活性硫化物的含量反而会下分解速度加快，直至分解怠尽，此时介质中的活性硫化物的含量反而会下降，腐蚀速度也会随之下降。降，腐蚀速度也会随之下降。一般情况下，一般情况下，240 以下时腐蚀较轻，当温以下时腐蚀较轻，当温度高于度

39、高于240时，随着温度的升高腐蚀逐渐加剧，在时，随着温度的升高腐蚀逐渐加剧，在 350 400硫化物硫化物分解最快，到分解最快，到430 480腐蚀达到最高腐蚀达到最高 值，超过值，超过480硫化物的分解接硫化物的分解接近完全，腐蚀速率开始下降，到近完全，腐蚀速率开始下降，到500时基本分解完毕。时基本分解完毕。流速：流速：流速愈大，金属表面上的硫化物保护膜愈容易脱落，界面不断更新，流速愈大，金属表面上的硫化物保护膜愈容易脱落，界面不断更新，金属的腐蚀也就进金属的腐蚀也就进 一步加剧。一步加剧。腐蚀机理腐蚀机理由于由于5碳、碳、6碳为主的环烷酸的腐蚀性最强；当原料酸值大于碳为主的环烷酸的腐蚀性

40、最强；当原料酸值大于0.5mgKOH/g时，时，就会产生环烷酸腐蚀。当高温硫和环烷酸同时存在时，会产生协同腐蚀，就会产生环烷酸腐蚀。当高温硫和环烷酸同时存在时，会产生协同腐蚀，比纯粹的高温硫腐蚀要严重，但比纯粹的环烷酸腐蚀要弱。比纯粹的高温硫腐蚀要严重，但比纯粹的环烷酸腐蚀要弱。发生高温硫腐蚀时，金属表面会生成一层铁硫化物保护膜，环烷酸一方面与发生高温硫腐蚀时，金属表面会生成一层铁硫化物保护膜，环烷酸一方面与保护膜反应，生成可溶于油的环烷酸亚铁和硫化氢，加剧腐蚀；另一方面保护膜反应，生成可溶于油的环烷酸亚铁和硫化氢，加剧腐蚀；另一方面环烷酸也会和裸露的金属表面直接作用，生成油溶性的环烷酸亚铁，

41、直接环烷酸也会和裸露的金属表面直接作用，生成油溶性的环烷酸亚铁，直接腐蚀。腐蚀。总之，该体系的腐蚀状况完全取决于活性硫和环烷酸的相对含量，活性硫比总之，该体系的腐蚀状况完全取决于活性硫和环烷酸的相对含量，活性硫比例高时，表现出高温硫腐蚀的特性，环烷酸比例高时，表现出环烷酸腐蚀例高时，表现出高温硫腐蚀的特性，环烷酸比例高时，表现出环烷酸腐蚀的特性的特性腐蚀的化学反应腐蚀的化学反应 Fe+SFeS Fe+H2SFeS+H2 2RCOOH+FeSFe(RCOO)2+H2S 2RCOOH+FeFe(RCOO)2+H2 影响因素影响因素含硫量：含硫量：原料的含硫量高于临界值时，主要表现为高温硫腐蚀；含硫

42、量低原料的含硫量高于临界值时，主要表现为高温硫腐蚀；含硫量低于临界值时，主要表现为环烷酸腐蚀。于临界值时，主要表现为环烷酸腐蚀。酸值：酸值：酸值越高，腐蚀越重。通常认为酸值达到酸值越高，腐蚀越重。通常认为酸值达到0.5mgKOH/g时，在一定时，在一定的温度的温度 条件下环烷酸就能对设备产生腐蚀作用。条件下环烷酸就能对设备产生腐蚀作用。温度：温度：高温硫腐蚀从高温硫腐蚀从240开始，温度越高，腐蚀越重，到开始，温度越高，腐蚀越重，到480达到最高达到最高点；环烷酸在点；环烷酸在220以下时不腐蚀，高于以下时不腐蚀，高于220时，随着温度升高加剧，时，随着温度升高加剧，270 280时达到最大值

43、，温度再升高腐蚀又下降，到时达到最大值，温度再升高腐蚀又下降，到350附近附近腐蚀又急剧增加，腐蚀又急剧增加，400以上基本上没有环烷酸腐蚀问题。主要是由以上基本上没有环烷酸腐蚀问题。主要是由于原料中各种不同的环烷酸的沸点范围在于原料中各种不同的环烷酸的沸点范围在200 400之间，环烷之间，环烷酸腐蚀在气液界面处最严重，而上述两个温度段正是两个相变点温度。酸腐蚀在气液界面处最严重，而上述两个温度段正是两个相变点温度。流速：流速：无论高温硫腐蚀还是环烷酸腐蚀，流速越高，腐蚀越重。无论高温硫腐蚀还是环烷酸腐蚀，流速越高，腐蚀越重。H2S和和HCl腐蚀是按电化学机理进行的阴极全面腐蚀。腐蚀是按电化

44、学机理进行的阴极全面腐蚀。但由于但由于NH3的中和作用，使得介质的的中和作用，使得介质的pH值上升，设备的腐蚀也值上升，设备的腐蚀也将由全面腐蚀转变为局部腐蚀。将由全面腐蚀转变为局部腐蚀。Cl-的存在会造成的存在会造成Cr13型不锈钢的点蚀、型不锈钢的点蚀、18-8型不锈钢的应力型不锈钢的应力腐蚀破裂（腐蚀破裂（SCC）。）。H2S会造成碳钢及低合金钢（尤其是焊缝部位）的会造成碳钢及低合金钢（尤其是焊缝部位）的HIC、SOHIC及及SSCC。HCl和和NH3反应生成的反应生成的NH4Cl会由于浓差电池和闭塞电池的作会由于浓差电池和闭塞电池的作用发生垢下腐蚀并随介质流动造成磨损腐蚀。用发生垢下腐

45、蚀并随介质流动造成磨损腐蚀。腐蚀介质含量：腐蚀介质含量：H2S、HCl含量越高，全面腐蚀越重；含量越高，全面腐蚀越重；NH3含量含量越高，介质的越高，介质的pH值越高，设备产生全面腐蚀的倾向越小，产值越高，设备产生全面腐蚀的倾向越小，产生局部腐蚀的倾向越大。生局部腐蚀的倾向越大。温度：温度：高于相变温度时，腐蚀介质为气相，腐蚀性较弱；相变高于相变温度时，腐蚀介质为气相，腐蚀性较弱；相变温度时，发生冷凝现象，腐蚀性最强；低于相变温度，腐蚀温度时，发生冷凝现象，腐蚀性最强；低于相变温度，腐蚀介质受到稀释，全面腐蚀随温度的降低而减弱，但氢损伤的介质受到稀释，全面腐蚀随温度的降低而减弱，但氢损伤的敏感

46、性增加。敏感性增加。流速：流速：流速增加将使腐蚀速率增加。流速增加将使腐蚀速率增加。加热炉燃气（油）中不可避免会含有一定数量的硫，因此加热炉辐射管外壁将受到加热炉燃气（油）中不可避免会含有一定数量的硫，因此加热炉辐射管外壁将受到高温氧化和高温硫化腐蚀的联合作用。高温氧化和高温硫化腐蚀的联合作用。尽管高温腐蚀以氧化为主，由于硫化腐蚀比高温氧化腐蚀可以在更低的温度下发生，尽管高温腐蚀以氧化为主，由于硫化腐蚀比高温氧化腐蚀可以在更低的温度下发生，表明炉管在发生高温腐蚀时，是先发生硫化腐蚀而后发生氧化腐蚀，此时的硫化表明炉管在发生高温腐蚀时，是先发生硫化腐蚀而后发生氧化腐蚀，此时的硫化腐蚀速度比氧化速

47、度要大得多。腐蚀速度比氧化速度要大得多。硫的存在使得炉管总的高温腐蚀速度比纯氧化时硫的存在使得炉管总的高温腐蚀速度比纯氧化时增加许多。增加许多。Fe+1/2S2FeS 4Fe+3O22Fe2O3 3Fe+2O2 Fe3O4 Fe+1/2O2 FeO硫含量：硫含量：硫含量越高，腐蚀越重。高温硫化腐蚀速度与硫含量呈直线关系，硫含量越高，腐蚀越重。高温硫化腐蚀速度与硫含量呈直线关系，几乎不存在临界硫含量。几乎不存在临界硫含量。氧含量：氧含量：氧含量越高，氧化腐蚀越重，但氧含量超过一定值后，氧化速度氧含量越高，氧化腐蚀越重，但氧含量超过一定值后，氧化速度趋于稳定。趋于稳定。温度：温度：当温度高于当温度

48、高于300 时，随着温度升高，氧化速度增加。当温度高于时，随着温度升高，氧化速度增加。当温度高于570 时，表面生成由时，表面生成由Fe2O3和和Fe3O4组成的氧化膜，这两种氧化物晶格组成的氧化膜，这两种氧化物晶格复杂、组织致密，因而原子（离子）在这种氧化层中的扩散很困难，又复杂、组织致密，因而原子（离子）在这种氧化层中的扩散很困难，又由于这种氧化层与金属表面结合牢固，故具有一定的抗氧化性。而当温由于这种氧化层与金属表面结合牢固，故具有一定的抗氧化性。而当温度高于度高于570 时，形成由时，形成由Fe2O3、Fe3O4和和FeO组成组成的氧化物的氧化物，其厚度比例，其厚度比例大致为大致为1：

49、10：100，氧化层的主要成分是氧化层的主要成分是FeO，它是一种简单的立方晶，它是一种简单的立方晶格结构，原子空位较多，结构疏松，原子（离子）很容易通过氧化层的格结构，原子空位较多，结构疏松，原子（离子）很容易通过氧化层的空隙扩散到表面，使钢材继续氧化，温度越高氧化越重，氧化膜的厚度空隙扩散到表面，使钢材继续氧化，温度越高氧化越重，氧化膜的厚度不断增加，直至剥落。不断增加，直至剥落。烟气流速：烟气流速：流速增大容易使金属表面的保护膜脱落，高温腐蚀和磨损腐蚀流速增大容易使金属表面的保护膜脱落，高温腐蚀和磨损腐蚀都会加剧。都会加剧。硫酸的生成过程：硫酸的生成过程：S+O2SO2 SO2+1/2O

50、2SO3 SO3+H2OH2SO4 腐蚀反应过程：腐蚀反应过程：阳极：阳极：FeFe2+2e 阴极阴极：H+eH 2HH2 次生反应：次生反应：Fe2+SO42FeSO4 总反应：总反应：Fe+H2SO4 FeSO4+H2 硫含量：硫含量：燃料中的硫含量越高，燃料中的硫含量越高，SO3的含量越高，烟气的露点温度也越高。的含量越高，烟气的露点温度也越高。含硫量为含硫量为1%时，露点温度约为时，露点温度约为130，硫含量超过，硫含量超过1%后，随着硫含量的后，随着硫含量的进一步增加，露点温度虽有提高但变化不大。进一步增加，露点温度虽有提高但变化不大。因此燃料中的硫含量必须因此燃料中的硫含量必须控制