自1994年5月錦州石化公司80萬噸/年催化裂化裝置再生系統(tǒng)設備發(fā)生開裂以來,此系列事故是建國以來,石油石化行業(yè)最嚴重的一次腐蝕事故。造成了幾十億元的經(jīng)濟損失。
2000年4月份某石化公司140萬噸/年重油催化裂化裝置二再生器和旋風分離器發(fā)現(xiàn)有大量穿透裂紋,為了查明再生器開裂性質(zhì)及產(chǎn)生原因,對其裂紋試樣和環(huán)境介質(zhì)進行了綜合測試與實驗室試驗分析,以揭示這些大量裂紋的產(chǎn)生原因。裂紋形貌如圖1所示。
圖1 再生器燒焦罐環(huán)焊縫裂紋形貌
調(diào)查分析結(jié)果表明:裂紋為樹枝狀應力腐蝕裂紋,均從裝置內(nèi)表面開始向外表面擴展;裂紋部位金屬未見明顯塑性變形;裂紋寬度窄,部分裂紋已貫穿整個壁厚;裂紋沿晶界擴展,斷口具有典型沿晶斷裂特征。從腐蝕環(huán)境分析中可以看出,二套再生器煙氣含有較多的O2、NOx和SO3,煙氣具有較強的氧化性,pH值也相對較高,露點溫度也比較高,而相應的設備壁溫則在露點溫度以下,為催化二套再生器發(fā)生硝酸鹽應力腐蝕開裂提供了外界條件。煙氣中存在一定量的氮化物和水蒸氣,在器壁結(jié)露,形成硝酸鹽水溶液,進而在應力共同作用下造成了硝酸鹽應力腐蝕開裂事故。對NOx-SOx-COx-H2O混合煙氣體系的熱力學分析表明,在一定溫度和壓力下,混合煙氣體系露點溫度與硫酸蒸汽的分壓有關(guān),與體系的總壓有關(guān),與氮氧化物、碳氧化物等氣體的含量無直接關(guān)系。硫酸蒸汽的分壓越大,混合煙氣體系的露點溫度越高。氮氧化物、碳氧化物對露點溫度的影響是通過對體系的總壓表現(xiàn)出來的。
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