常压塔顶空冷器的防护

常压塔顶空冷器的防护

摘要：对炼油厂常压塔顶的空冷器的腐蚀情况及腐蚀原因进行分析，得出设备发生腐蚀的几种类型，并提出相应的防腐措施。

关键词：空冷器、腐蚀分析、腐蚀防护

腐蚀概况

常顶空冷器腐蚀最严重的部位是入口段。由于 HCl--H2S--H2O腐蚀与高速流体冲蚀和环境介质温度的综合作用，引起坑蚀、沟槽、穿孔等现象。 腐蚀原因分析

①含有液滴的高速流体引起的冲刷腐蚀

在生产过程中常顶空冷器的使用寿命除与构件的材质及厚度有关外，还与介质流速的大小有关。空冷器管束顺液体流动的方向出现沟槽腐蚀是高速流体冲蚀而成，当油气夹带有腐蚀液滴进人空冷器时，被携带的液滴具有很高的动能，它与空冷器管束碰撞时呈现非弹性碰撞，液滴撞击局部形成的油气冲击使局部压力增大，液滴越大引起局部的油气压强越大，这些液滴就像无数小弹头一样连续打击在金属表面上，金属表面很快会疲劳剥蚀甚至穿孔。

②HCl一H2S—H2O的腐蚀

原油从蒸馏塔到常压塔顶空冷器时，当塔顶馏出系统温度降低到水的露点温度时，HCl溶解水中形成盐酸与H2S相互促进，构成了循环腐蚀。

在管束中下部内表面也有点蚀坑和轻微的FeS锈，这是由于介质中的氯离子作用，破坏了金属钝化膜。在酸性条件下H2S的腐蚀作用产生的FeS附着在金属表面，使带液滴的油气流动受到阻碍，电解质扩散受到限制被阻塞在空腔内。而馏分中腐蚀介质的化学成分与整体管线馏分油存在较大差异，造成空腔内电位降低为阳极，整体表面为阴极，产生电化学腐蚀，形成了点蚀坑。同时在水解反应的作用下，Fes膜脱落在空腔内又促进了酸性反应。如此循环构成HCl--H2S--H2O的强烈腐蚀，造成空冷器管束穿孔。

防腐措施

ⅰ.由于空冷器的腐蚀主要是冲蚀，所以不宜采用”u”型管式，最好采用单管程空冷器，以减少冲蚀。

ⅱ.温度高于250℃，加工含环烷酸原油的设备和管线，在制造时应避免内壁出现突起和凹陷，以防止出现涡流而加速腐蚀。

ⅲ.常压塔顶空冷器“露点”部位加保护套 一般空冷器“露点”位于距入口端约200nm处。此处冲蚀员为严重，因此宜采用耐蚀耐磨材质的管束，通常采用在空冷器入口端插入厚0.7nm的翻边钛套管。为防止缝隙腐蚀，应刷涂胶粘剂(耐腐蚀、耐温)。

ⅳ.采用双相不锈钢整体制造空冷器，实践证明效果较好，目前已经在许多炼厂安全运行。目前用于制造空冷器的双相不锈钢多为00Crl8Ni5Mo5、00Cr18Ni5Mo3Si，在冲蚀严重的情况下也可以用00Cr25Ni7Mo3及00Cr25Ni6Mo3CuN等钢种。

ⅳ.加强塔顶工艺防腐 “一脱四注”工艺防腐也是控制常顶空冷器腐蚀的有效手段。“—脱四注”系指原油深度脱盐、脱后原油注碱、塔顶馏出线注氨(或胺)、注缓蚀剂、注水。该防腐措施的原理是尽可能降低原油小盐含量，抑制氯化氢的发生，中和已生成的酸性腐蚀介质，改变腐蚀环境和在设备表面形成防护屏障。空冷器的腐蚀环境主要为低温HCl一H2S—H2O，由于常压塔顶空冷介质中的HCl大部分来源于原油中的盐类水解，因此在生产中必须严格控制原油脱盐后的盐含量在3mg(NaCl)/L以下，以降低塔顶油气中的HCl含量；同时在常压塔顶挥发线上注入3%--5%的氨水，将冷凝水的PH值控制在7.5—8.5之间，但应注意氨水的浓度及注氨量，若pH值过低达不到防护效果，pH值过高则易发生结盐；塔顶挥发线注中和剂也是重要的工艺防腐环节。

ⅴ.采用Ni—P化学镀技术 在常顶冷管内壁采用Ni—P化学镀，在碳钢表面形成致密的非晶态镀层，这种镀层有优良的耐蚀性，可用来防止常压塔顶空冷器的腐蚀。

腐蚀监测

超声检测

超声检测是利用超声波公在金属中的响应关系来检测设备的孔蚀、裂纹、金属厚度的方法。分为超声脉冲回波法(反射法)和共振法。

超声脉冲回波法就是通过传感器把压电晶体发出的声脉冲向待测材料发射，声脉冲会受到材料前面和背面的反射，还会受到两个面之间缺陷的反射。其反射波被压电晶体接受，经过信号放大后在示波器显示或由记录仪记录相关信号。材料厚度以及缺陷位置在信号图形的时间坐标轴上确定，缺陷的尺寸可由缺陷信号的波幅得到。

超声检测已广泛用于检测设备的缺陷、腐蚀磨蚀、测量设备及管道的壁厚。使用该技术的优点是可以在设备的一侧进行检查，基本不受设备形状限制，检测速度快。对缺陷的检测能力较强，操作方便安全。但是对操作人员的技术和经验要求较高，检测结果住往带有受操作人员主观因素的影响，现场检测厚度的结果常常带有统计性质。

参考文献

闫康平 过程装备腐蚀与防护 化学工业出版社 P236~P237