关于提高提高管线钢抗HIC能力的措施

通常抗氢致开裂HIC（HydrogenInducedCrack）主要是针对低碳高强度结构钢制压力管线讲的(现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢)。目前国内生产的此类专用钢(抗HIC专用钢)主要材料牌号有：16MnR(HIC),20R(HIC),SA516(HIC)。该类钢的碳当量可用Ce=C+Mn6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15计算。质保书中C：0.022，Mn：1.05，Cr：18.20，Ni：8.32材料成分大致符合不锈钢00Cr19Ni10(GBT1220—1992)主要元素成分要求。提供的是00Cr19Ni10或类似材质，应该没有太大问题。参考资料：关于提高提高管线钢抗HIC能力的措施提高管线钢抗HIC能力的措施有成份设计、冶炼控制、连铸工艺、控轧控冷等四个方面。展开来说，主要有三点：提高钢的线纯净度。采用精料及高效铁水预处理（三脱）及复合炉外精炼，达到S≤0.001%，P≤0.010%，[O]≤20ppm，[H]≤1.3ppm。同时采用Ca处理。②晶粒细化。主要通过微合金化和控轧工艺使晶粒充分细化，提高成分和组织的均匀性。为此，钢水和连铸过程要电磁搅拌；连铸过程采用轻压下技术；多阶段控制轧制及强制加速冷却工艺；Tio处理，使得钢获得优良的显微组织和超细晶粒，最终组织状态是没有带状珠光体的针状铁素体或贝氏体。③昼降低含C量（C≤0.06%），控制Mn含量，并添加Cu和Ni。从炼钢来看，宝钢、武钢、鞍钢、攀钢、太钢等企业能生产不同等级的管线钢种，目前国内能生产X42、X52、X60、X65、X70等，X70目前在试用。管线钢国产化程度大幅度提高，产品质量有了显著的改进，产品的成份控制、强度、韧性、晶粒度、焊接性能等均已接近或达到国外同类产品的水平。高S原油加工过程中硫腐蚀及防护选材准则httpbbs.hcbbs.comthread-4029-1-1.html（作者前言）：2001年1月，中国石化科技开发部邀请英国壳牌石油公司材料专家霍普金申（音译）在南京就“高S原油加工过程中硫腐蚀及防护选材准则”做了讲座。由于国情不同和国外专家有所保留，这篇资料的有些内容不太全面。我将在写完全文以后把我自己的看法拿出来，请大家指点。注：问----中石化各公司代表提问答----霍普金申问1：精馏塔顶腐蚀的解决方法？答：1.塔顶选用耐腐蚀材料。2.为了防止原油中的氯离子腐蚀，在原油中加NaOH中和；3.塔顶注入缓蚀剂。问2：关于茂名石化精馏塔塔盘选用Monel（蒙耐尔）材料，你有什么看法？答：日本解决的方法是用钛材，价格太高。蒙耐尔[便宜一些。另外可采用脱S的办法。原油中S含量要达到20磅千桶需要脱S。在原油中加碱，要考虑成本。氯离子腐蚀在塔顶加合成胺，有机胺太贵。低温下主要是氯离子副食，S腐蚀反而次要。问3：谈谈蒸馏塔的腐蚀。答：塔处于高S高Cl状态，250℃以上Cr5Mo管子有轻度腐蚀，塔顶露点腐蚀严重，321材质发生点腐蚀和开裂，要用Monel400。问4：焦化装置顶部Cr5Mo管线腐蚀，340度时更严重，如何防腐？答：炼制委内瑞拉油就用碳钢，炼制墨西哥油就不可以。委内瑞拉原油含S高，但为非活性S，可用CS（cardonsteel即碳钢）。中东油含S也高，而且为活性S，用Cr9Mo。问5：谈谈S腐蚀答：二硫醚在高温下腐蚀最厉害，中东油含各种形式的S，包括噻吩、硫化氢、R-S-R等，油对CS腐蚀除与S含量有关外，还应了解S是以何种形式存在的，因为各种形式的S腐蚀性不同。问6：噻吩高温会不会分解？答：不会。问7：谈谈减压塔的腐蚀答：塔底会有S腐蚀，特别是对于含活性S高的中东油，解决炼制中东油的一个办法是用Cr9Mo.有机胺可以形成黏着力很强的膜，起到缓蚀作用，通常的方法是每天测量排气中的硫化氢，每天调节注入胺量。总的讲，加入缓蚀剂只能减缓腐蚀，最好使用合金钢，对于长期加入缓蚀剂，也是很贵的。问8：储罐、半成品罐等会发生FeS自燃，如何防止？答：侧壁涂有机锌涂料，可耐温700°F，底部涂聚脂形非导电涂料，可耐温200°F。涂料寿命10年更换1次。问9：LPG罐如何防腐？答：无特殊的措施，定期检查裂纹，有硫化氢腐蚀开裂，用涂料没用。问10：谈谈原油储罐底部的防腐答：底部有盐腐蚀、沉积物腐蚀及且凸凹不平，采用涂水泥的方法，一般可用8-10年问11：如何处理油罐底部的沉积物、渣？答：掩埋问12：罐底涂料耐温200°F，如何清扫？答：不用蒸汽，是用水洗。问13：储罐底部如何防腐？答：弧形顶部不用防腐，内浮顶罐内浮顶用镀铝。问14：谈谈加氢裂化反映器的堆焊层裂纹，如何保证奥氏体不锈钢在停工清洗时候的堆焊层免遭腐蚀？答：硫化铁及连多硫酸对材料有腐蚀，处理不好有腐蚀发生，推荐用2%苏打水来清洗，碱洗时会造成不锈钢腐蚀。清洗时应从顶部到底部清洗，但目前仍无法避免腐蚀。催化剂取出后，用2%苏打水充满反映器，可以开始用2%溶液然后慢慢加到5%，处理后发现残余水的氯离子浓度仍有300ppm,控制清洗过程PH为9可有效防止腐蚀，同时要保证清洗后的溶液PH在7，小于7到4肯定有腐蚀。问15谈谈蒸馏、常减压塔的塔盘腐蚀答首先炼制各种油用410均可。上面三层用Monel比较好。用CS炼制中东油、低硫油均不好，原宥中有环烷酸不适合用410，要用316。常压塔内用410可以炼制各种油，减压塔的闪蒸区需要在炼制环烷酸油时，将410换成316。问16：茂名石化加氢裂化空冷前换热器腐蚀，有何看法？答最好将这台空冷器换成321、合金815、800等，反应器排出物会引起空冷器失效。问17：如何防止空冷器的失效，如何检查内表面。答检查外表面用涡流探伤。将材料换成双相不锈钢，可以同时防止应力腐蚀、硫化氢腐蚀，注意焊接顶端，会用的很好，德国用双相钢2304。问18：循环氢中硫化氢大于20%腐蚀，分馏系统也存在腐蚀，能否加胺？答循环氢脱硫，管材用321。问19：循环氢脱硫一般在H2S大于多少进行？答视工艺而定，用321，H2S大于20%也没问题。问20：茂名石化装置中S由1%到了2%，目前在分馏塔和分馏炉内（CS）发生了腐蚀，谈谈你的看法，。答分馏塔内1%~2%的H2S问题不大，但是分馏炉则不行。问21：压力容器检测用荧光粉针对H2S、湿H2S环境下检查压力容器检查什么内容，周期如何？答湿荧光粉，第一次检查无裂纹可5年每次，如果发现裂纹，则需要频繁检查。问22：在H2S环境下，用CS材质，H2S浓度一般不超多少？答小于50ppm，大于则要检查。问23：低强度合金钢在H2S环境下的H2S浓度要求？答焊后处理得好，可耐浓度高些，主要是检查焊缝，但在H2S环境下不得打硬度，不得动焊缝。问24：硫回收装置（CS）中产生硫磺，停工时水分多，管子腐蚀，目前材料上没有更好的。只能在停工时尽量降低水的酸值，用N2保护效果不大，你们是怎么办的？答降温前把S烧掉。把S从管线中排除，用渗铝钢也不好。问25：硫磺装置停工用通氨保护如何？答可能行，但是用氨吹扫会在管线内生成硫化铵沉积物。问26：燃料油里含2%的S，露点腐蚀如何防止？答HUTTER用来保护烟气露点腐蚀。不停工。问27：茂名石化露点腐蚀产物在停工时受潮，开工时又发生露点腐蚀，国外如何应对？答在停工时马上用NaHCO3清洗来防止，而开车时温度高就不会发生露点腐蚀，一般腐蚀会发生在尾部最低点，省煤器的部位，唯一的办法是不停工，这是设计的问题。问28：瓦斯气柜如何防腐？答用聚脂涂料，环氧树脂。问29：制氢装置炉管如何检测寿命？答严格在设计的温度下运行，不可频繁开停工，这样可保证运行100000小时，建议用更好的管子，耐温高，转化率也高。H39W。问30：谈谈焦化装置的用材。答用214Cr-Mo钢，有的用1%Cr大部分人希望用1%Cr。进焦碳塔的管线用CS，从炉子出来的管线用Cr9Mo,茂名石化用CS出现裂纹是正常的，国外50年前就不用了。焦碳—精馏塔用Cr9Mo，防止在温度波动时热循环造成的拉应力腐蚀。精馏塔的热油管线用Cr9Mo、Cr5Mo。Cr9Mo700~800°F。冷油管线用CS，300~400°F。焦碳塔的出料腐蚀轻微，因为S以气体形式去了汽提。精馏塔的出料腐蚀严重，含S高，但是不足以产生H2S应力腐蚀，因设计温度为600~700°F。H2S应力腐蚀有一个临界温度，Cr9Mo、Cr5Mo在500~600°F以上，CS在500~600°F以下。国外设计的精馏塔材质上部用CS，下部用316，塔盘用不锈钢，不用410（有环烷酸）。Cr9Mo、Cr5Mo使用在焦碳塔—精馏塔的各段，Cr5Mo可用在低温区，而Cr9Mo可用在高温波动区，Cr9Mo的设计是保守设计。环烷酸在焦碳塔被大部分除去，塔底物去精馏塔用不锈钢。焦化系统的H2S腐蚀注入有机胺，低温处用镇静钢，用CS容易开裂。Cr9Mo、Cr5Mo的管线其相应的泵阀也应用Cr9Mo、Cr5Mo。问31：腐蚀调查检验的方法？]答API、NACE都有规范，最重要的是设备，超声测厚仪。配管检测时用超声波，一般304的管子，蒸汽、水、空气线不查，350°F的油线、冷凝水查。检查管线时对、管线要排污绘制简图，再标记T型区等需要检测的点，标出后送检测。用超声波检测厚度时弯管要做15个点。炼制含S、环烷酸原宥有经常检测的必要。一般在线用超声波检查壁厚，小管线用X射线，管道内壁点腐蚀用涡流检查，换热器用探针。问32：在高温段如何使用超声检测仪？答一般大于600°F很难用，炉子出口位置最好停工检查。温度太高时，一般不检测，如果必须检测用X射线。高温超声检测可以用到600~700°F，大于这个温度用放射性膜检测。问33：如何看待现场腐蚀挂片？答不推荐用。因为在设计时候就已经定好了材质，现场挂片只是验证。挂片是对缓蚀剂进行评价，最好的办法是测壁厚。问34：如何超声检测，温度范围如何？答油线小于350°F，不检查；大于350°F检查。对于600°F的管线不是不可检查，而是比较难。干油线小于350°F，不检查，大于则查。水管线小于350°F检查。问35：常减压蒸馏的腐蚀？答具有相同酸值不一定有相同的腐蚀速度，因为S的影响。常顶的腐蚀只与Cl-有关，与S无关。问36：谈谈高温S的起点温度？答一般是460°F，另一个是550°F。这取决于S的状态。若是噻吩可定为550°F，因为是活性S。硫醚就有腐蚀。保守的是以460°F作为界限来预防S腐蚀。问37：CS与Cr5Mo的换材温度是多少？答一般是204°F。问38，喷铝用于炉管，介绍方法及效果。答炉管一般用不锈钢管，不用Cr5Mo，一次喷177微米，用喷铝防止起鳞问39：高温S腐蚀与环烷酸腐蚀的相互关系？答S腐蚀在铁表面生成膜，可以防止环烷酸的腐蚀。含高噻吩的油，腐蚀并不如想象的厉害。原油低S时，即使环烷酸很少，腐蚀也不一定小。反之，原宥高S，高环烷酸时腐蚀也不一定小。噻吩形成的膜与二硫醚形成的膜不同。活性硫含量高腐蚀肯定大，但是酸值与总硫不是相辅相成的。FeS能溶于环烷酸，但噻吩膜却对环烷酸有防腐作用。问40：国外如何考察管线？答投资成本高，维护费用低；投资成本低，维护费用高。按不同的工艺定腐蚀余量，选材。问41：对海水冷却器，采用什么措施防腐？答1、若为清洁的冷却水，用铜合金，海军黄铜。2、海水含H2S用NaClO除去H2S。3、对于敏感的换热器用Ti材。问42：壳程有硫化氢是否会生成氢花物？答会65℃以下不会。规定热流温度不可大于350°F。问43：为什么不推荐使用双相钢？答会有Cl-腐蚀。问44：钛换热器用在减顶冷却器发生腐蚀，是否由于PH低？答可能是不同金属连接发生电偶腐蚀，钛换热器管子壁薄，应多设折流板以缩小跨距。问45：中东油钒高，如何控制？答矾都去了减压塔底，所产生的腐蚀只限于加热炉。不影响更多的流程。问46：脱钒的方法？答加MgO到炉子里和钒产生灰。问47：减压塔底渣油加工会产生的腐蚀？答不做加工，烧掉。问48：如何防高压氢腐蚀，应力腐蚀，HIC氢致开裂？答1.释放应力，热处理。2.造清洁钢或特殊钢。3.复合钢问49：同时存在硫化氢和氯离子，怎