汽提重沸器失效分析

汽提重沸器管束失效分析

运行一部张永刚目录重沸器现状简述重沸器管束腐蚀部位重沸器管束腐蚀机理重沸器管束腐蚀原因分析预防措施及改进方案结束语重沸器现状简述我装置汽提塔底重沸器为浮头式四管程换热器，利用热虹吸原理，液体从壳程底部进入，汽水混合液从壳程顶部返塔。壳程工作压力0.5Mpa，介质温度151℃，管程工作压力1.0Mpa，介质温度230℃

壳程材质是Q345R钢，管束材质是10钢。情况较轻的腐蚀泄露采用堵管处理。大面积泄露更换重沸器，平均每台使用寿命2年。

重沸器管束腐蚀部位管束上部列管第一第二层，靠近管板处。本位置是重沸器第一管程入口处。

重沸器管束腐蚀机理酸性水环境常见腐蚀机理

随着原油的不断深加工，原油中的硫化物、氮化合物也被更多的分解。因此，污水中含有大量的H2S、NH3、HCN，这些物质之间发生反应，生成的产物成为主要的腐蚀性物质。构成了H2S—NH3—HCN—H2O腐蚀环境。钢铁在H2S的水溶液中，不仅发生电化学反应生成Fes而引起的一般腐蚀，而且生成的氢原子还向钢中渗透并扩散，致使钢材分层、鼓泡、甚至开裂。在PH值大于6的环境中，钢表面被Fes覆盖，有较好的保护性能，但如果存在CN¯、CI¯等活性离子时，Fes保护层被溶解，加速了腐蚀反应的发生。含硫污水对碳钢的腐蚀特征是；厚度减薄、局部开孔，还有极易引起鼓泡、开裂、焊缝应力腐蚀开裂。重沸器管束腐蚀机理汽提重沸器主要腐蚀1、垢下腐蚀2、湿H2S环境腐蚀3、冲刷腐蚀4、缝隙腐蚀5、均匀腐蚀

重沸器管束腐蚀机理垢下腐蚀

重沸器结垢不仅使得换热效率大大降低，还会引起垢下腐蚀。垢下腐蚀是一种特殊的腐蚀形态，结垢使污水中的CI¯、CN¯离子在金属表面富集并产生电化学腐蚀反应，腐蚀形态为全面腐蚀与局部腐蚀并存，以点蚀穿孔较为突出，也可造成金属的整体减薄。重沸器管束腐蚀机理湿H2S腐蚀在同时存在水和硫化氢的环境中，易生成湿H2S腐蚀环境。

湿H2S腐蚀本质是一种电化学腐蚀，湿H2S环境除了可以造成设备的均匀腐蚀外，更重要的是引起一系列的与钢材渗氢有关的腐蚀开裂，如；氢鼓泡氢致开裂硫化物应力腐蚀重沸器管束腐蚀机理冲刷腐蚀冲刷腐蚀又称为磨损腐蚀。冲刷腐蚀是金属表面与流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是管道受冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种危害性较大的局部腐蚀。流动介质中带有固体粒子的时候，冲涮更为严重，多发生在重沸器壳程上部出口管线处，壳程内汽水混合液由湍流变为轴流，造成气液相冲刷腐蚀。在高流速的冲击下，金属表面的Fes腐蚀层不断被冲掉，形成局部腐蚀。重沸器管束腐蚀机理缝隙腐蚀由于缝隙或间隙的存在，在狭缝内或近旁发生的腐蚀。称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀也是一种电化学腐蚀，这是由于金属溶解入介质中后便放出电子，在有氧特别是有氯离子的情况下，将与电子在水溶液中形成OH¯或H﹢CI¯，使金属不断腐蚀。在污垢堵塞缝隙时，腐蚀更为严重。遭遇缝隙腐蚀的金属表面既可以表现为整体腐蚀，也可表现为点蚀。重沸器管束腐蚀机理均匀腐蚀均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。从技术层面来说，这类腐蚀在生产中危害不是很大，安全管理难度也是腐蚀当中最小的，在换热设备当中因均匀腐蚀引发泄露的几率相当小。

重沸器管束腐蚀原因分析重沸器壳程介质是含硫、氨氮的污水，但水中的H2S和氨氮含量接近于净化水指标（H2S﹤50㎎／L、氨氮＜100㎎／L）。这种环境下湿H2S环境可能不是造成管束泄露的主要原因。从腐蚀的特征来看，可以确定均匀腐蚀也不是造成管束泄露的主要原因。每年的检修，管线测厚工作是必不可少的重要一项，从测厚的数据来看，壳程介质的出口管线、弯头、无明显的减薄迹象，出口处的管束也无明显的冲刷痕迹。由此推断，冲刷腐蚀同样不是造成泄露的主要原因。管束泄露的部位是贴近管板的位置，符合缝隙腐蚀的条件。应考虑或注意。

重沸器管束腐蚀原因分析重沸器污垢主要集中在管束上半部，部分管束之间的间距全部堵死，造成局部的换热管过热严重。污垢的表面松散、里层致密。

重沸器管束腐蚀原因分析用小刀剥开腐蚀层，肉眼观察换热管表面坑洼不平，且多根换热管已经穿孔，符合点蚀特征，也存在换热管整体减薄的现象。根据管束的结垢情况及腐蚀点体貌特征可以推断，造成管束泄露的主要原因是垢下腐蚀。

重沸器管束腐蚀原因分析换热管束上半部分结垢严重，为什么只在靠近管板的几层管束腐蚀严重呢？因为此处是第一管程1.0Mpa蒸汽进管处，此时的蒸汽压力、温度最高，体积也是最大的，随着蒸汽在换热管内不断的流动换热，温度、压力、体积也不断降低，出口处的凝结水压力只有0.6Mpa，因此，此位置的管束承受的压力是最大的，同等腐蚀条件下发生泄露的几率比别的部位要大很多。一根换热管因点蚀出现一个沙眼，高压喷射出的蒸汽又对周边换热管造成冲击，在腐蚀与冲刷的双重作用下，很快就会出现大面积的泄露状况。

预防措施及改进方案

结垢原因分析有关装置因结垢问题进行过实验，分析得出；污水的表面张力约为44mN/m，造成污水表面张力小的原因是污水中含有一定量的表面活性剂物质，因原油中含有大量的环烷酸，而环烷酸氨是一种性能良好的阴离子表面活性剂，因此污水中所含的表面活性剂就是环烷酸氨。环烷酸氨的存在降低了污水的表面张力，使本来应该沉降在罐中的无机粒子稳定的乳化，分散在污水中进入汽提塔，当温度升高时，环烷酸氨分解为环烷酸和氨，使污水的的表面张力增大，导致分散在污水中的有机物、无机粒子析出引起结垢。焦化装置来的污水中含有大量的乳化油和焦粉，以及DCC装置污水中携带的催化剂粉末，如得不到有效的预处理就会带入汽提塔引起结垢。

预防措施及改进方案解决方案一、原料水进罐前加注破乳剂中和环烷酸氨，控制污水的表面张力，实验证明，污水的表面张力＞55mN/m时，系统不会结垢。二、原料水进罐前增设反冲洗过滤器，要求滤芯＜5um，尽可能过滤焦粉。三、投用原料水脱气系统，把原料水中的轻烃及水面浮油预先处理掉。四、因我装置原料水罐是单罐运行，沉降效果不好，所以尽可能保持原料水罐的高液位操作。五、协调焦化装置做好分馏塔顶回流罐的破乳剂加注工作，以及解决污水携带焦粉的问题，尽可能在源头上控制。预防措施及改进方案我装置现有往复式注碱泵一台，碱液箱一个，用DN20的管线连接到焦化来水管线放空阀改为注破乳剂。2013年检修时，焦化装置有一台弃用的反冲洗过滤器，可安装在汽提进罐流量计处，流量计处有外甩管线，先测量尺寸，配管，安装时酸性水临时进高架罐。汽提脱气罐液位控制调节阀修复，脱气罐既能投入使用。如上述方案得以实施，可杜绝或大大缓解结垢问题，现重沸器管束是新的，换热管表面有耐腐蚀涂层，涂层脱落后，腐蚀问题很快就会发生。