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催化裂化装置应力腐蚀开裂失效分析

2016-06-07 16:25:48
作者:本网整理
来源:中国腐蚀与防护网

自1994年5月锦州石化公司80万吨/年催化裂化装置再生系统设备发生开裂以来,此系列事故是建国以来,石油石化行业最严重的一次腐蚀事故。造成了几十亿元的经济损失。
2000年4月份某石化公司140万吨/年重油催化裂化装置二再生器和旋风分离器发现有大量穿透裂纹,为了查明再生器开裂性质及产生原因,对其裂纹试样和环境介质进行了综合测试与实验室试验分析,以揭示这些大量裂纹的产生原因。

 
  自1994年5月锦州石化公司80万吨/年催化裂化装置再生系统设备发生开裂以来,此系列事故是建国以来,石油石化行业最严重的一次腐蚀事故。造成了几十亿元的经济损失。

  2000年4月份某石化公司140万吨/年重油催化裂化装置二再生器和旋风分离器发现有大量穿透裂纹,为了查明再生器开裂性质及产生原因,对其裂纹试样和环境介质进行了综合测试与实验室试验分析,以揭示这些大量裂纹的产生原因。裂纹形貌如图1所示。


图1  再生器烧焦罐环焊缝裂纹形貌


  调查分析结果表明:裂纹为树枝状应力腐蚀裂纹,均从装置内表面开始向外表面扩展;裂纹部位金属未见明显塑性变形;裂纹宽度窄,部分裂纹已贯穿整个壁厚;裂纹沿晶界扩展,断口具有典型沿晶断裂特征。从腐蚀环境分析中可以看出,二套再生器烟气含有较多的O2、NOx和SO3,烟气具有较强的氧化性,pH值也相对较高,露点温度也比较高,而相应的设备壁温则在露点温度以下,为催化二套再生器发生硝酸盐应力腐蚀开裂提供了外界条件。烟气中存在一定量的氮化物和水蒸气,在器壁结露,形成硝酸盐水溶液,进而在应力共同作用下造成了硝酸盐应力腐蚀开裂事故。对NOx-SOx-COx-H2O混合烟气体系的热力学分析表明,在一定温度和压力下,混合烟气体系露点温度与硫酸蒸汽的分压有关,与体系的总压有关,与氮氧化物、碳氧化物等气体的含量无直接关系。硫酸蒸汽的分压越大,混合烟气体系的露点温度越高。氮氧化物、碳氧化物对露点温度的影响是通过对体系的总压表现出来的。

标签: 应力腐蚀, 裂纹, 沿晶断裂, 结露

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