湿硫化氢对在役压力容器的影响与分析

?必威动态 ????|???? ?2019-08-11 11:57


  湿硫化,对在役压力容器的影响与分析钟华1李丰2傅飞3 12锅炉压力容器检验研宄所,辽宁大连6,138大连华氏流体设备有限企业,辽宁大连60390刖目随着石化行业加工技术的发展,特别是对高硫原油加工的日益增多,硫化氢对压力容器的腐蚀性愈加严重。众所周知,在石油炼制过程中,原油中的硫化物以各种形态存在,主要有硫醇也硫醚0硫化氢氏3等。这些硫化物中参与腐蚀反应的主要是压3,8尺8,和易分解成氏8的硫化物,般称其为腐蚀源或活性硫。其中硫化氢是造成炼油厂设备腐蚀最活跃的硫化合物,原油开采出来时伴有水分这些水分含有NaCLCaCL2,等盐类。在炼制过程中,和,3,很容易受热水解生成腐蚀性很强的,原油中的硫化物则分解成压8,就会形成,压3+20的湿硫化氢腐蚀环境,如液化石油气脱硫(产物:SO2)系统;催化裂化的稳定吸取系统;常减压蒸馏塔的冷凝系统等。而在湿硫化氢环境下压力容器应力腐蚀程度取决于硫化氢的浓度容器中的湿度和介质的流速。本文以台在役压力容器的检验为例,详述湿硫化氢环境对运行容器安全性能的影响,并对易产生的主要缺陷氢鼓包进行探讨和分师,从事压力容器检验工作。
  析,同时对防止措施提出看法和建议。
  1湿硫化氢环境的定义国内最早关于湿硫化氢环境州石油机械研究所研宄后提出的。
  关于湿硫化氢环境的定义是在同时存在水和硫化氢的环境中,当硫化氢大于或等于0.00035,时,或在同时存在水和H2S的液化石油气中,当液相的硫化氢含量大于或等于10,1时,则称为湿硫化氢环境。
  工容器材料选用规定中对湿硫化氢环境也基本沿用了上述规定,同时对温度和,值也给予了规定,即同时满足以下条件者为湿硫化氢环境压彡0.00035娜,相当于水中硫化氢溶合度多lOPPm
  ③介质(起决定作用的物质)中含液相水或处于水的露点以下
  ④值6或有氰化物存在。
  2概述厂1台回流罐进行全面检验。该容器的基本参数如下检验过程中发现,在进气侧封头内面母材上有多处氛鼓包,鼓包直径1Omm32mm之间,最大鼓包高度为6,且鼓包处有不规则的裂纹。
  3检验方法与结果分析根据原始资料该容器是处于典型的湿氏8环境中因此大家有针对性的制定检验方案,且检验以宏观母材多点测厚为主如发现问增加金相超声化学分析及硬度等检测手段。
  1宏观检查对该容器进气端封头宏观检查时,发现27处氢鼓包并开裂,最大氢鼓包直径32高度6他。具体方法是手握电筒让电筒的轴线与罐体母线平行,然后照射观察。遇到鼓包时,由于鼓包的凸起阻挡了光束的前进,在鼓包的另面就会产生阴影,利用光线在罐体产生的明暗差别形成的立体感就能发现鼓包。即便是凸度很小的鼓包也会产生定的明暗差别,再辅以手摸产生应用广场版Application对鼓包的位置大小凸度是否开裂等进行详细的观察测量记录画意,1.
  2壁厚测定由于当时该容器硫化氢浓度化验不合格,需进行清洗置换,因此大家为了不影响检修进度在容器外面母材进行大量的测厚,2丁检查磁粉检测外观检查发现有的鼓包部位有较大的裂纹,用肉眼可看出。
  但是据大家分析还存在肉眼看不出的裂纹。为了解鼓包周边区域测方法,检查结果明鼓包顶部有龟裂状的裂纹,而鼓包边缘未发现裂纹。
  母材的超声检测磁粉检测只能检查出面裂纹,但是从壁厚测定可看出,封头材质己产生分层,说明鼓包空腔上下两部分金属材质有劣化现象。分气缸也叫分汽包,它是 蒸汽锅炉的主要配套设备,广泛用于发电、石油化工、钢铁、水泥、建筑等行业。当钢板有劣化现象时采用超声衰减法能有效地检测出此类缺陷。本次检验重点是氢鼓包部位及其周边区域。
  发现该容器进气端母材厚度异常测厚平均数值在541之间,有些部位测厚显值有明显跳动现象初步判定母材有夹层夹杂或材质不均匀等缺陷存在。因此大家对该容器进气端封头母材进行网格定位方法测厚,测厚值数据可封头母材分层严重。
  材质劣(liè)化是从超声波检测的波形综合分析判断的。钢板是经轧制而成的,钢板中的大部分缺陷与板面平行,因此大家采用垂直于板面的纵波探伤法,耦合方10圣30的探头探伤,采用全面扫查。探伤钢板调节灵敏度是利用钢板多次底波来调,根据缺陷波和底波次数及高度来评价钢板质量。
  大家对容器有鼓包封头母材进行超声检测,鼓包部位超声检测无底波,说明鼓包处材质缺陷有倾斜角时,出现无底波这种情况,这种情况般是诱发裂纹,它是沿轧制方向上产生的相互平行的夹层,夹层端部产生裂纹被短的横向裂纹连接起来形成阶梯多层夹层分布于钢板的不同深度,在使用过程中夹层端部产生裂纹,而形成倾斜缺陷。
  结论鼓包处氢损伤程度严重。
  鼓包周围材质超声检测发现不规则的紊乱波波形,这种不规则的紊乱波形是由于钢板质量低劣而引起的如夹层密集夹渣等。这种情况需要检验人员特别注意,在湿硫化氢环境中运行的容器不能简单的认为分层或夹渣是制造质量问,而把它当成般分层处理,易造成漏检造成不必要的检验失误。
  结论鼓包周围材质氢损伤不严重。
  另外大家通过超声波检测发现,有时钢板中的夹层较大但未形成氢鼓包,这说明夹层不是形成氢鼓包的唯条件。而是主要取决于夹层部位氢含量多少,氢含量的多少与氢损伤程度有直接关系。
  4硬度测定为了检测材料品质性能的劣化情况,大家分别对正常部位与鼓包处的硬度值作了测试。结果正常部位硬度值3在106138之间,鼓包处硬度值在90104之间,可鼓包处的硬度低于正常部位的硬度,硬度值偏低也是材质裂化种形式。另外大家通过材质的硬度与硫化氢浓度存在着联系,可以推算下硫化氢的浓度。
  测厚点编号测厚值测厚点编号测厚值6化学分析内外面分别进行化学成份分对母材鼓包处与未鼓包处析,2取样部位化学成份鼓包处内面同部位鼓包处外面未鼓包处内面同部位未鼓包处外面。
  通过对2化学分析发现,同部位母材内侧钢板含硫量为0.027+0.03内侧钢板含硫量严重超标,而外侧钢板含硫量合格。另外内面鼓包处与未鼓包处的含硫量也不相同,鼓包处构面含硫量为0.084,未鼓包处,面含硫量为0.05说明由于8在金属面碍作用,从而促进氢原子往金属内渗透,并且容器内面3含量严重超标,因此材料的韧性下降,塑性增大。
  6金相检验对该容器母材鼓包处和未鼓包处分别进行金相检查,目的是用来判断材质的氢损伤程度。
  检验结果鼓包处可沿珠光体晶界扩展层状开裂,其组织为正常带状铁素体+珠光体组织,但是在珠光体组织中仍可到条状夹渣。34通过34的对比大家可以看出或包部位的金属晶粒度较粗,未鼓包部位金属的晶粒度较细。说明晶粒度大小对氛鼓包的形成有定的影响。钢中非金属夹杂物的检验钢中非金属夹杂物的检验按照促1056189进行,本次检验发现鼓包部位非金属夹杂物3.0 3.5级,未鼓包部位为2.5级。说明钢板有较多的非金属夹杂物,非金属夹杂物是形成氢鼓包的重要原因之。
  4鼓包产生原因与分析设,在常温范围内,该容器中硫化氢(化学式H?S)与不同程度的水是共存的,这样容器就处于湿硫化氢腐蚀环境之中,形成氏8+氏0的湿硫化氢腐蚀。储气罐专门用来储存气体的设备,同时起稳定系统压力的作用,根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐,低压储气罐,常压储气罐。硫化氢在水中发生离解如下钢在硫化氢水溶液中发生电化学腐蚀透压个由上述过程可以看出,钢在这种环境中不仅会由于阳极反应而发生般腐蚀,而且由于在金属面的吸附对氢原子复合氢分子有阻碍作用,从而促进氢原子往金属内渗透。由于氢的原子半径很小0.52人,能沿板材金属的晶格间隙向壁内扩散。由于钢材轧制过程中,存在组织不均匀性和夹杂物,当扩散的氢原子遇着存在于金属中的非金属夹杂物或气孔裂纹分层晶格空隙等处时,阻止了氢的继续扩散,氢原子在此处聚集成氢分子,随着这过程不断进行,在很小的区域内体积急剧膨胀,当达到定量时,可产生极大的内压力可达104,促使面隆起形成鼓包,当包内压力继续,大,鼓包直径与隆起高度也越来越大直至最后破裂,这就是容器板材最终分层鼓包甚至开裂的主要原因,5其它因素湿硫化氢对容器安全性能的影响是重要因素之,但还有其它因素也不能排除。
  5.1材质的影响金相检验发现,鼓包处金属粒度细小,说明氢原子在金属中容易向晶格大的地方扩散。
  化学分析和非金属夹杂物检验发现,鼓包处的非金属夹杂物含量较高,而这些夹杂物就是氢应用广场版卸,加,原子的聚集地,从而引起鼓包。
  5.2工艺条件的影响;同是样的硫化氢浓度,同样的操作温度,大家发现,该回流罐的筒体和另个封头却不存在鼓包和分层。而发生硫化氢腐蚀的封头位于北面,处于背阴。
  这说明湿气往往冷凝在背阴处,这些湿气和冷凝水使硫化氢有很强的活性,加剧了腐蚀,产生分层和鼓包。
  5.3设计不合理。
  ①防冲板设计不合理从宏观检验和测厚值可看出,封头上部未发现鼓包和分层,而下部有大量的鼓包和分层,说明钢材的腐蚀很大程度上也取决于硫化氢的流速,硫化氢溶液流速流,当流速很高时硫化氢腐蚀速度也加快,使容器进气段封头腐蚀增大,冲坏了保护膜。可容器防冲板并未起到保护封头作用,其尺寸和位置设计也不合理6建议及预防措施力容器的检验中重点是宏观检验及母材的多点测厚;特别是宏观检验内面没有鼓包时,而测厚数值异常时,需对测厚异常部位进行打磨,用放大镜观察或采用1检测方法检验是否存在微裂纹,这种微裂纹是氢损伤的初期阶段,较难发现,在检验中应特别注意,如果发现微裂纹需进步超声波检测。
  在役压力容器内面硫的化学成份进行分析。如果硫严重超标,需进步增加检验项目。
  含量,应针对原料特点,严格进行脱硫处理。控制湿硫化氢容器速氢鼓包氢致裂纹和应力诱导氢致开裂的氢损伤过程。
  或,加回火焊道,在焊完后磨除回火焊道的办法,使焊接接头硬度8200,局部补焊部位,应用锤击法消除残余应力。
  材料的选用尽可能选用强度级别偏低的材料,在湿硫化氢环境下不用高强钢。
  6钢材面防护在检验中如果发现氢鼓包或有氢鼓包倾向测厚数值异常,须在钢材内面加玻璃钢叹称为玻璃钢纤维,强塑料衬里,封闭的防护办法,可阻隔氢原子进入钢中的数量,最大化减少新鲜金属查清面是否存在裂纹,有裂纹必须消除后再进行面防护施工。
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  该手册共分六篇。第篇为政策法规列入了近两年发布的与石油化工企业密切相关的15项国家法律(Law)法规文件。第篇为化工500强资料搜集了2003年各种石油化工企业排序资料。第篇为行业信息搜集了石油化工行业发展信息,包括国家鼓励发展和限制发展的有关政策,部分行业与产品的发展趋向,以及近年来石油化工所有开竣工重点项目的信息。第篇为非生产单位分别先容了石油和化工行业的科研院校单位设计施工企业流通企业各地化工园区以及社团组织和资讯媒体。第篇为生产企业分别按省市区顺序列出了重点化工企业和按销售收入顺序,列出了各省市区规模以上的企业。
  将石油天然气开采企业单独列出。分气缸也叫分汽包,它是 蒸汽锅炉的主要配套设备,广泛用于发电、石油化工、钢铁、水泥、建筑等行业。第六篇为企业风采展重点宣传推介了优秀企事业单位及优质产品。