設備腐蝕
加氫裝置高溫、高壓、臨氫、系統內存在H2S、NH3,因此,加氫裝置的腐蝕問題也應引起重視,解決加氫裝置腐蝕問題的主要方法是合理選材,在使用時加強監(jiān)視與檢測。
1.高溫氫腐蝕
氫氣在常溫下對普通碳鋼沒有腐蝕,但是在高溫、高壓下則會產生腐蝕,使材料的機械強度和塑性降低。
高溫氫腐蝕的機理為氫氣與材料中的碳反應生成甲烷,使材料的機械強度和塑性降低,形成的甲烷在鋼材的晶間積聚,使材料產生很大的內應力或產生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產生腐蝕,則根據Nelson曲線確定。
為避免高溫氫腐蝕,加氫裝置高溫、高壓、臨氫部分的設備、管線多采用合金鋼或不銹鋼。
2.氫脆
氫原子滲入鋼材后,使鋼材晶粒中原子結合力降低,造成材料的延展性、韌性下降,這種現象稱為氫脆。這種氫脆是可逆的,當氫氣從材料中溢出后,材料的力學性能就能恢復。
氫脆的危害主要出現在加氫裝置的停工階段,裝置停工階段,系統溫度、壓力下降,氫氣在材料中的溶解度下降,由于氫氣溢出的速度很慢,這時材料中的氫氣處于過飽和狀態(tài),當溫度冷卻到150℃時,大量的過飽和氫氣會聚積到材料的缺陷處,如裂紋的前端,引起裂紋擴展。
所以加氫裝置停工時降溫、降壓的速度應進行適當的控制,進行脫氫處理。
3.高溫H2S腐蝕
高溫H2S腐蝕主要發(fā)生在反應系統高溫部分,高溫H2S腐蝕表現為與H2共同作用,氫氣的存在加強了H2S的腐蝕作用,同時,H2S的存在也加強了氫氣的腐蝕作用。該種腐蝕的防治方法是選擇抗H2S腐蝕材質。
4.濕H2S的腐蝕
濕H2S的腐蝕是指溫度較低并且含水部位的H2S腐蝕,包括高壓空冷、高壓分離器、脫丁烷塔塔頂系統、脫硫系統等部分。
濕H2S的腐蝕形態(tài)主要有:電化學腐蝕引起的表面腐蝕;H2S腐蝕過程中,產生氫原子引起的氫脆、氫裂;硫化氫引起的應力腐蝕破裂。
該種腐蝕的防止方法為:H2S濃度不高時,使用普通碳素鋼,適當加大腐蝕裕度,在設備制造及施工中進行消除應力處理;當H2S濃度較高時,選用抗H2S腐蝕材料,或對設備內壁進行內噴涂處理。