某某煉油廠較早使用了雙(shuang)相不銹(xiu)鋼焊接構件,該廠原油中的無機鹽(NaCl、CaCl2和MgCl)和硫化物(H2S、RSH、RSR等),在煉制過程中水解和熱解作用產生了大量H2S和HCI等腐蝕性較強的物質。在該環境中CI含量一般在100mg/L,最高達2000~4000mg/L;H2S為32~65mg/L。在常減壓裝置中,碳鋼產生均勻腐蝕,20Cr13型馬氏體不銹鋼產生孔腐蝕,而06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼發生了應力腐蝕,造成設備在不發生任何形變情況下突然破裂,生產被迫中斷,遭受極大的經濟損失。事故的主要原因是Cl-引起的應力腐蝕。因此,該廠與北京鋼鐵研究院共同對022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相(xiang)不銹鋼進行了研制。
對研制022Cr19Ni5Mo3Si2鋼、碳鋼和06Cr18Ni11Ti 不銹鋼板進行了掛片均勻腐蝕的比較試驗,試驗結果見表4-30。從表中可以明顯地看出,022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼均勻腐蝕速度遠遠低于其他兩種材料。決定在已損壞的設備中的06Cr18Ni11Ti、12Cr13和碳鋼的焊接結構全部更換為雙相不銹鋼焊接結構
減壓塔頂原為水冷卻,后改為空冷器,采用ф25mm×2.5mm×4500mm管,由24片組成,其中用022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼管制成9片,其余為06Cr18Ni11Ti管。對冷凝水介質進行分析:pH=7~8.9;Cl-濃度為16.51~499mg/L,一般小于150mg/L;H2S濃度為52.7~175.93mg/L,最高達1055mg/L。
空(kong)(kong)冷(leng)器(qi)運行八年后經(jing)檢查(cha),其中第三級空(kong)(kong)冷(leng)器(qi)06Cr18Ni11Ti管束用(yong)0.6MPa壓力作水壓試驗(yan),發現空(kong)(kong)冷(leng)器(qi)上排管幾乎都發生泄(xie)漏(lou)。經(jing)檢查(cha)發現有(you)(you)(you)(you)連成直徑約5mm的腐(fu)蝕(shi)坑,有(you)(you)(you)(you)數條(tiao)裂(lie)紋起(qi)源于腐(fu)蝕(shi)坑;有(you)(you)(you)(you)的裂(lie)紋已(yi)穿(chuan)透(tou)管壁,裂(lie)紋有(you)(you)(you)(you)主裂(lie)紋和(he)樹枝狀的細小支裂(lie)紋,裂(lie)紋有(you)(you)(you)(you)穿(chuan)晶(jing)也有(you)(you)(you)(you)沿晶(jing)(屬(shu)于混合(he)型),屬(shu)于應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)特征(zheng)。
對裂紋處的腐蝕產物進行能譜分析,其成分的質量分數(%):管外表面Cl-高達7.809,S為12.657,K為1.429,Ca為3.011,Na為10.859,管內表面Cl-為0.149,S為13.08,K為0.786,Ca為0.504。從能譜分析看出,可以認為06Cr18Ni11Ti 不(bu)銹(xiu)鋼管的應力腐蝕破裂是由于Cl-而引起的。后全部改用022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼管,克服了上述缺陷。