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差異金屬-非金屬對石化設備造成的各類影響形式及分析
石油化工設備選材、設計、制作、投用、停用、維修等過程中，不能忽視環(huán)境（介質的組成與雜質、氧及氧化劑、壓力、流速）、材質（合金組分、組織）、設備結構、加工制作與操作等各種差異對設備腐蝕造成的影響，有的甚至會引發(fā)惡性事故。必須認識和理順在全面腐蝕控制中的各種差異，以便解決矛盾，趨利避害，平衡協(xié)調，免蹈覆轍，防患于未然。根據(jù)四十余年來在石油化工裝置設備腐蝕調研、襝測與失效分析中所發(fā)現(xiàn)的較多例證，從中領悟出的一些經(jīng)驗，歸納整理分述如下。
1氧及氧化劑差異
化工設備在各種生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)生的全面腐蝕與局部腐蝕，氧及氧化劑起了決定性作用。氧及氧化劑作為陰極反應的載體，控制了陽極反應進行。如不銹鋼在電介質中，氧及氧化劑會促使金屬成鈍態(tài)，但當溶液中氧濃度不均一，常常成為局部腐蝕的起因。如聚乙烯醇裝置較多316鋼設備的法蘭密封面發(fā)生縫隙腐蝕，睛綸廠硫氰酸鈉316L鋼儲罐發(fā)生水線腐蝕，PTA裝置一些不銹鋼設備發(fā)生點腐蝕與應力腐蝕破裂等均由于氧濃差電池引起的。碳鋼水冷器發(fā)生垢下腐蝕，也是由于垢下與垢外氧濃差引起的。介質中局部處高合量的氧化劑（Fe3＋、Cu2＋）會加大腐蝕，不管碳鋼還是不銹鋼會產(chǎn)生點腐蝕或全面腐蝕。如碳鋼設備化學清洗時，F(xiàn)e3＋的增加，可能造成點蝕穿孔，不銹鋼檢驗抗點蝕性能，常采用6%FeCl3作試劑，均可佐證。又氧與氧化劑對銅及銅合金耐蝕性是有害的，如聚乙烯醇裝置的醋酸提濃塔，原用脫氧銅制作，操作要求氮氣保護，當開停車混入空氣，總有一些藍色屑粒從塔體帶出，說明氧促進了腐蝕。在某種程度上，除氧與除氧化劑也是一種防腐措施。
⒉溫度差異
電化學腐蝕速度一般隨溫度升高而增加，因為溫度升高，使陽極與陰極過程強化，擴散速度增加。但對不同介質不同材質隨溫度升高，其腐蝕速度變化有所不同。有呈線性也有呈非線性增加。對含水的電介質，一般隨溫度增加，腐蝕速度先增大，至接近沸騰溫度時，由于介質中溶解氧迅速減少，因此，受氧向陰極擴散控制的腐蝕反應速度降低。而對高溫的化學腐蝕，如原油加工中硫化物，隨溫度升高，表現(xiàn)不一，在240℃以下，硫化物不分解對設備不腐蝕，大于340℃硫化合物分解生成H2S，隨溫度升高腐蝕逐漸加重，至430℃硫腐蝕最嚴重，大于480℃，H2S完全分解，腐蝕速率下降。這是對總體情況而言，而對設備局部的溫度差異，則另當別論。如再沸器、蒸發(fā)器的加熱管表面與結垢的絕熱表面，襯里層或耐火層的設備外保溫層局部破損，形成冷點，將會造成溫差腐蝕電池，發(fā)生點腐蝕，垢下腐蝕、露點腐蝕甚至應力腐蝕破裂。如在催化裂化的再生器，曾發(fā)生結露造成硝脆。醋酸濃縮塔中部可能發(fā)生鹽酸或甲酸共沸區(qū)，會造成嚴重腐蝕。對露點腐蝕，如高于結露溫度，則不發(fā)盤腐蝕。而對點腐蝕及縫隙腐蝕，如低于其臨界溫度，則不發(fā)生。此外，還應考慮設備材料的耐用溫度問題，材料的耐用溫度與其強度、脆性與耐腐蝕等有關，如鐵素體與雙相不銹鋼由于475℃脆性，耐用溫度為350℃，純鈦的耐用溫度為200℃，環(huán)氧涂層的耐用溫度為100℃等，若由子某種原因局部處超溫，則有可能造成某一局部處損傷。又如爐管的向火面與背火面受熱溫度相差很大，向火面的氧化、硫化及滲碳較為嚴重。
3介質組分及雜質差異
石油化工生產(chǎn)介質組分及雜質差異對設備腐蝕影響很大。如煉制原油根據(jù)產(chǎn)地不同，就有大慶的低酸低硫；勝利的低酸高硫；魯寧管輸?shù)母咚岣吡?、遼河的高酸低硫，進口的中東原油多為高硫低酸等。其中高硫高酸原油腐蝕最為嚴重。而且原油中硫形態(tài)，有活性硫與非活性硫之分，元素硫、硫化氫、硫醇為活性硫，硫醚、二硫化物、噻酚為非活性硫?；钚粤驎a(chǎn)生腐蝕，非括性硫低溫不腐蝕，但其中如硫醚、二硫化物高溫會分解出括性硫而產(chǎn)生腐蝕，而噻酚高溫不會分解。此外，經(jīng)煉制后，油品餾份越輕，含硫量越少，但腐蝕性強的活性硫越多。如汽油中的硫化物多為硫醇，煤油、柴油的硫化物中硫醇堿少而硫醚、噻酚類較多，重餾份油中的硫化合物主要是噻酚類。這可說明為什么輕油儲罐比重油儲罐腐蝕嚴重。煉制原油還與環(huán)烷酸有關，尤其在高溫時同時存在硫與環(huán)烷酸，會產(chǎn)生強烈的協(xié)同腐蝕作用，因環(huán)烷酸可與FeS發(fā)生作用破壞保護膜，裸露出新鮮表面，使H2S又和金屬發(fā)生腐蝕反應， 促使腐蝕進一步加快。尤其在流速較高的部位，如加熱爐出口轉油錢，腐蝕較嚴重，并隨酸值和溫度增大，腐蝕也增大。此外，煉制原油存在氯化物，有無機氯與有機氯之分，NaC1、MgCl2、CaCl2可通過深度電脫鹽除去，而為采油脫蠟加入的有機氯卻無法脫除，在后續(xù)高溫加工時分解，在低溫部位冷凝生成鹽酸而腐蝕設備。原油中氦化物催化裂化后以HCN形態(tài)存在，它對濕硫化氫環(huán)境腐蝕起促進作用，因為HCN能溶解FeS保護膜，加速硫化氫的腐蝕，而且產(chǎn)生有利于氫原子向鋼中滲透，增加氫鼓泡、硫化物應力腐蝕破裂與氫致開裂等。另外，醋酸裝置有關不銹鋼設備中含甲酸、酷酐的部位腐蝕較為嚴重，當然醋酸中含有Cl、Br、I-鹵素離子，會局部破壞鋼的鈍化膜，促進點腐蝕的發(fā)生。如有殘余應力協(xié)同下，這些鹵蓁離子也可能造成應力腐蝕破裂。
4流速差異
石油化工設備與管道由于介質流向改變，使層流變湍流，會造成沖蝕或磨蝕。如彎頭、U型管、三通、大小頭、換熱器、閥、葉輪、離心機、帶攪拌的容器、正對入口管的器壁等均是易沖蝕的部位。沖蝕是腐蝕電化學與沖刷力學因素相互促進產(chǎn)生協(xié)同作用的結杲。沖蝕時，湍流加速了腐蝕劑的供應和腐蝕產(chǎn)物的迂移，沖刷并剝離保護膜，當含有固體顆粒時，金屬表面還受到研磨作用。尤其是環(huán)烷酸對沖蝕特別敏感，流速增大，腐蝕就增大。在湍流程度大及氣液相變部位，環(huán)烷酸腐蝕最厲害，呈現(xiàn)溝槽狀孔洞，以選用316不銹鋼為宜。催化裂化裝置中，隨反應油氣和再生煙氣流動的催化劑，不斷沖刷構件表面，使構件大面積堿簿，甚至局部穿孔。近年使用的催化劑，再生溫度不斷提高，流速也不斷加快，致使催化劑的磨蝕和沖蝕更加劇烈。尤其是提升管蒸汽噴嘴、原料油噴嘴，介質以較高的流速通過，造成一定的壓力降，會在其出口處形成負壓區(qū)，產(chǎn)生渦流，催化劑被吸進負壓區(qū)，使該區(qū)的金屬嚴重磨耗腐蝕。旋風分離器及料腿、翼閥均會受到高速催化劑的磨蝕甚至穿孔，為了防護，可堆焊硬質合金或安置耐磨陶瓷等。又如常壓塔頂空冷器及加氫反應流出物空冷器管端入口處常發(fā)生渦流沖蝕，現(xiàn)今常采用316鋼或鈦窖管鑲襯在入口管端，以減輕沖蝕，延長使用壽命。焦炭塔的內壁泡沫段，由于液層波動沖刷，不易結焦，會遭受腐蝕，為清焦用高壓水也造成塔內壁沖刷腐蝕。焦炭塔頂出來的流速高的大油氣碳鋼管道，尤其是三通、大小頭、分支管及彎頭，由于油氣中還帶有焦炭小顆粒，故經(jīng)常沖蝕穿孔冒火，建議改用Cr5Mo鋼較好。丙烯腈裝置蒸汽管道腐蝕穿透，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該管道存在氣液兩相沖刷腐蝕。
5相變差異
石油化工設備與管道在工藝介質氣相、液相與固相轉變過程中對腐蝕有較大的影響。主要在干濕交替，氣液交界，酸氣冷凝或閃蒸等部位腐蝕尤為嚴重。如在初餾塔、常壓塔和減壓塔塔頂系統(tǒng)中隨著溫度降到露點，系統(tǒng)中水蒸氣冷凝與HCl凝析溶解成鹽酸，對塔頂空冷器、水冷器造成嚴重腐蝕。另外，為了中和系統(tǒng)中HCl進行注氨， 不僅會形成NH4Cl，而且也會與H2S形成硫氫化銨和硫化銨固體造成結垢與堵塞，其水解同樣造成腐蝕。加氫精制裝置流出物換熱器同樣存在氨和HCl與H2S分別生成氯化銨與硫氫化銨沉積物，可使換熱器和管線堵塞，引起垢下腐蝕。制氫裝置重沸器管束外壁接觸的液體急劇沸騰汽化形成氣泡和炸裂，造成爆沸腐蝕。PTA裝置E304L及2205雙相鋼制母液罐汽液交替部位先后發(fā)生過應力腐蝕破裂。一般對不銹鋼液—汽相的容器內，由于干濕交替，在汽相部位，因氧含量高，如氯化物含量也高，則易于發(fā)生開裂。PTA加氫反應器氣液相交界面，由于氣液翻騰鼓泡，使304L鋼復合層的環(huán)形器壁產(chǎn)生粗糙的腐蝕表面。另外，油罐，尤其輕油罐的氣液交界面及罐頂汽相部位腐蝕較重，如不采用防腐涂層保護，則將腐蝕穿孔。
6壓力差異
石油化工設備中壓力差異及壓力驟降，會對腐蝕造成較大影響。如PTA裝置加氫反應器到第一結晶器的管道，因壓力從反應器的6.72MPa減壓到結晶器的1．14MPa，又加高溫及流量較大，沖刷腐蝕嚴重，導致304鋼管道壁厚減量過大，22mm的壁厚使用2年有的僅只只剩12.7mm。PTA裝置氧化反應器頂部出來的醋酸廢氣，經(jīng)多臺冷卻器后，從高壓降到減壓，在閃蒸醋酸冷凝器形成醋酸，又加上合Br較高，流量大，流速高，故對316鋼管道造成劇烈腐蝕。該裝置的干燥機的傳熱管系316L制造，管內走180℃、0.47MPa的熬汽，管外走0.01MPa的TA物料。由于管外物料結垢，造成垢下Cl-、Br-濃縮，產(chǎn)生點蝕，以及全面腐蝕，因壁厚減薄及局部蝕坑及管內外壓差，引起強度下降而發(fā)生開裂。醋酸裝置的回收塔，采用904L鋼制造，中部處干120℃、40％～45％醋酸、25％～40％甲酸及含5×10ˉ6～120×10-6Cl，壓力為常壓，在焊縫腐蝕、點蝕與沖蝕同時存在下，腐蝕率達0．5～1mm/a，每5年就得更新或修補，為此廠方被迫降低壓力至負壓，使操作溫度下降，達到了減輕腐蝕的目的。
7合金組成及組織差異
石油化工設備由不同的材質制成，材料的組成及組織差異對腐蝕有很大影響。如以18-8不銹鋼為例，以含碳量區(qū)分，有l(wèi)Cr18Ni9（302）、0Cr18Ni9（304）、00Cr18Ni9（304L）。合碳量高會造成由焊接熱影響敏化而生成碳化鉻引起晶界貧鉻，最終產(chǎn)生晶間腐蝕。由子AOD、VOD冶煉工藝普遍采用，現(xiàn)今石化設備多采用含碳量≤0.03的304L，302已淘汰。為防晶間腐蝕，除采用L級超低碳外，還采用力口少量鈦鈮，以穩(wěn)定碳。早年國內化工設備多采用1Cr18Ni9Ti，因焊接會造成晶間腐蝕，現(xiàn)多采用0Cr18Ni9Ti（321）或00Cr18Ni9（304L）。近年引進的某些設備采用了304L（礬），即是在超低碳的18—8鋼基礎上再加入少量鈦（＞5×C%），這樣采用雙保險來防止晶間腐蝕。但這些鋼含碳量低，高溫強度低，不適用于耐熱場合，為了滿足高溫強度，現(xiàn)美國提出304H牌號，其含碳量保持在0．04％～0.10％。含鉬的18—8不銹鋼，常用00Cr18Ni12Mo2（316L〉，主要適用于還原性介質，醋酸、對苯二甲酸、環(huán)烷酸、硫氰酸鈉、尿奏等，以及抗氯離子點腐蝕。但18－8型的奧氏體不銹鋼在含氯化物等介質中有發(fā)生應力腐蝕破裂危險，為此開發(fā)了雙相不銹鋼，早期采用3RE60（00Cr18Ni5Mo3Si），但曾出現(xiàn)晶間腐蝕問題，現(xiàn)多用2205（00Cr22Ni5Mo3N）。加少量氮（0．17％〉，不僅能提高強度，而且能提高抗點蝕與縫隙腐蝕性能，還能延遲金屬間相析出。但2205雙相鋼如焊接施工工藝失控，可能造成焊縫金屬鐵素體與奧氏體兩相不平衡，也會發(fā)生應力腐蝕破裂，如上海石化常壓塔內襯2205鋼板，經(jīng)1年使用檢修就發(fā)現(xiàn)焊縫熱影響區(qū)甚至母材大面積點蝕與開裂，擬以復合鋼板作塔體為好。另外，雙相不銹鋼由于其中鐵素體富Mo，而奧氏體貧Mo，容易發(fā)生選擇性腐蝕，這在某廠醋酸塔塔體曾發(fā)生過。不銹鋼的點腐蝕與其表面非金屬夾雜物（如MnS及包著A12O3等氧化物）與金相組織不均一部位（如貧鉻貧鉬的晶界、位錯與形變馬氏體）有關，這些部位往往是Cl Br最容易侵入的部位。此外，合金中如產(chǎn)生的第二相或中間相，其比容若較基體大，則容易開裂，如不銹鋼中形變馬氏體、σ相、鈦中氫化物（TiH2），Ni，P合金中Ni3P等。設備選材應當因地置宜，如國外某些煉廠在常頂碳鋼塔體襯蒙乃爾合金及作塔盤，但該合金與氨或胺接觸會加快腐蝕，甚至產(chǎn)生應力腐蝕開裂。含氧或存在Fe3+等氧化劑，也會使其耐蝕性下降，再加價格較高，對國內煉廠并不適用，通常采用碳鋼＋0Cr13Al復合。
8加工及表面狀態(tài)差異
石化設備均經(jīng)冷熱加工制作而成，加工工藝及處理方法的差異對設備的腐蝕影響相當大。如以不銹鋼為例，焊接對其耐腐蝕性影響最大。如選用手工電弧焊，對超低碳不銹鋼可能會增碳，采用惰性氣體保護焊較好，既可避免表面氧化，又可防止增碳。焊接工藝處理不當，往往產(chǎn)生氣孔、焊瘤、咬肉、夾渣、飛濺、凹陷、未焊透、未熔合等缺陷。這些缺陷會造成點蝕與縫隙腐蝕的危險。焊接會對設備產(chǎn)生殘余應力，易在氯化物或硫化物介質中發(fā)生應力腐蝕破裂，為防止應力腐蝕破裂，可進行消除應力熱處理，但必須避開碳化物或金屬間相沉淀的溫度范圍。為防止晶間腐蝕，應進行固溶處理與穩(wěn)定化處理。對超低碳鋼可只進行固溶處理，但對鈦鈮穩(wěn)定化鋼，應先采用固溶處理（1100℃~1150℃〉，再進行穩(wěn)定化處理（880℃）。固溶處理最好水冷，快速冷卻，避免碳化鉻與金屬間相（如σ）析出。此外，經(jīng)熱處理后，如焊縫表面形成氧化鱗皮和回火色，則在其下底會形成貧鉻層，增加了晶間腐蝕的敏感性。為此，最有效的清理方法是機械清理之后進行化學清理如硝酸／氫氟酸酸洗，再經(jīng)中和并鈍化。酸洗常用10％HNO3＋2%HF，鈍化采用20%~45%HNO3。設備制作或維修后，某些部位常用砂輪打磨，表面粗糙，且有殘余應力，宜再酸洗鈍化，以提高耐蝕性。某些重要設備與部件需經(jīng)拋光，表面光滑，不易結垢，能提高抗點腐蝕性能。此外，對不銹鋼軋制的塔板與鍛造車制的螺栓螺母在醋酸塔內腐蝕形態(tài)各異，前者表面光亮而端面發(fā)現(xiàn)端晶腐蝕，后者發(fā)生縫隙腐蝕。因此，對設備與部件材料加工與表面狀態(tài)差異應有足夠的認識，以便采取必要的防護措施。
9 設備結構差異
石化設備所設計的結構差異對腐蝕有較大影響。以換熱器為例，對常減壓裝置塔頂冷凝冷卻器不宜采用U型管式冷凝器，因為其彎頭處易沖蝕穿孔，應采用單程管箱式冷卻器。對加氫裂化、催化重整等裝置的空冷器也不能采用U型管式，否則會產(chǎn)生渦流而造成沖蝕，應采用管箱式結構。對換熱器管子／管板連結結構，純脹接與純焊接均對冷卻器耐腐蝕性能與安全運行不利。純脹接存在縫隙腐蝕、應力腐蝕與疲勞問題，使用溫度較高時接頭會松弛造成泄漏；而純焊接存在焊點應力腐蝕，也不能完全避免縫隙腐蝕（如存在焊接缺陷〉。推薦采用脹焊并用，主要為防縫隙腐蝕。如對管程腐蝕較強場合，宜用密封焊丬雖度脹；對亮程有一定腐蝕場合，宜用強度焊＋貼脹；而對較強振動且腐蝕性不大場合，可用強度焊＋強度脹等方式。對于集合管，應充分考慮介質的均勻分布，否則會引起一些部位局部腐蝕加劇。對減壓塔等容器的進料，最好把切向進料改為徑向進料，可以減緩對進料區(qū)塔壁的沖蝕。對延遲焦化裝置的焦碳塔裙座與下封頭的連接結枸不合理，會造成此處焊縫頻繁開裂，影響塔的正常運行，為此，裙座與筒體的連接應采用對接結構饣并采用簿壁裙座，以增加塔裙撓度，減少應力集中，提高疲勞壽命。此外，對為防沖蝕設置的擋板，其支撐結構的強度與剛度應足夠，否則擋板沖刷掉下，會造成突發(fā)事故，如PTA裝置的漿料罐系鈦復合結構，曾發(fā)生過擋板沖刷掉下，在攪拌槳帶動下破壞了罐底部凸起的鈦焊縫，含Br醋酸的漿料侵人碳鋼殼體而腐蝕穿孔，造成幾噸漿料泄漏。另外，儲油罐底部常常沉積水分與雜質而引起腐蝕，為此可參考國外采用錐形罐底，以利排放，且可減少底板拉伸和扭曲變形。油罐底部常常會發(fā)生腐蝕，其邊緣板和罐基礎外圈可采用彈性聚氨酯貼玻璃布防護與密封。
10應力差異
石化設備在運行中可能會發(fā)生氯脆、硫脆、堿脆、硝脆、碳脆、氰脆等應力腐蝕破裂，這種破裂與設備承受的各種應力有關。這些應力包括工作應力、熱應力、結構應力和殘余應力。其中最重要的是殘余應力。殘余應力由設備加工制作和維修后存在的。主要是焊接、脹接、冷彎、冷作、擴口、壓扁、矯直、打磨、鉆孔、切削、剪切、卷板等產(chǎn)生的。尤其在設備與內件變形部位，如封頭折邊、塔盤、泡罩、浮閥、U形管、彎頭；鋼管與管板的貼脹連接、焊脹連接；容器的T焊縫、角焊縫、接管焊縫等，逮些部位往往是應力較集中地方。因為焊后或冷成型后的部件殘余應力可能非常接近屈服強度，尤其是強力組裝再焊接產(chǎn)生殘余應力較為嚴重。另外，－還應考慮工作應力，如內壓力、靜負荷、熱膨脹、熱循環(huán)、劇熱、劇冷、振動等。如催化裂化裝置再生器由NOx－H2S—H2O引起的稍脆；高溫煙氣管道的膨脹節(jié)上波紋管由連多硫酸引起的硫脆；加氫裝置冷卻器內浮頭螺栓由H2S－H2O引起的硫脆；乙二醇裝置蒸發(fā)器發(fā)生過氯脆；PTA裝置的離心機、母液糟、干燥機、結晶器攪拌槳等的氯脆；PTA加氫反應器為延長鈀碳催化劑的活性而進行不停車高溫堿洗造成堿脆；制氫裝置石腦油蒸發(fā)器由碳酸鹽引起的碳脆等事例足以佐證，設備或部件殘余應力集中處，最容易發(fā)生應力腐蝕破裂。為防止應力腐蝕破裂，通常進行消除應力退火，如對奧氏體不銹鋼可在315～425℃作低溫退火處理，僅消除峰值應力，不會形成有害的碳化鉻析出；如為了把應力降低到所需水平，則應在425～925℃范圍進行退火處理，但對304、316鋼晶界上有碳化鉻析出會造成晶間腐蝕，而對超低碳或穩(wěn)定化鋼問題不大。
11異金屬連接
石化設備常采用異金屬機械連接或焊接結構，如不銹鋼/碳鋼、鈦/碳鋼＇不銹鋼/鈦＇銅/鐵素體不銹鋼／雙相不銹鋼／奧氏體不銹鋼、低CrNiMo鋼/高CrNiMo鋼等，這樣容易發(fā)生電偶腐蝕。一般當兩種金屬的電位差在0.25Ⅴ以上將可能發(fā)生電偶腐蝕，如存在大陰極與小陽極，則腐蝕更為嚴重。這方面以換熱器較多。如上海石化熱電廠海水冷卻的復水器，曾采用鈦管脹接在黃銅管板上，經(jīng)2年使用后發(fā)現(xiàn)沿鈦管外緣銅管板形成了3~5mm深的腐蝕溝槽。上海石化常頂油氣換熱器采用08Cr2AlMo鋼作管束，為防沖蝕，在人口管端鑲襯鈦管套，經(jīng)1年使用后發(fā)現(xiàn)在鈦管套鑲襯鋼管的內壁連接部發(fā)生蝕穿，除了湍流沖蝕外，電偶腐蝕也是一個因素。
同樣，揚子石化加氫裝置高壓空冷器，基管為10號鋼，管端襯600mm長的鈦管套，進行輕脹，從而造成電偶腐蝕與縫隙腐蝕，以至鈦吸氫開裂粉化。川維甲醇裝置有4臺大型U型管式水冷卻器，由于管束采用不銹鋼制作，而折流擋板為碳鋼，這樣在擋板管孔與不銹鋼管子接觸處由子電位差引起碳鋼加速腐蝕，因管孔變大，造成振動磨蝕。同樣，日本某煉油廠酸性水汽提塔頂冷凝器Ti－Pd合金管子與405鋼（0Cr13Al）支承板結合部Ti－Pd合金管子發(fā)生氫脆，是由于在H2S－NH3—H2O環(huán)境下405鋼發(fā)生電偶腐蝕產(chǎn)生活性氫，又支承板管孔變大，鈦管振動膜破損的結果。另外，應注意異種鋼焊接與焊條選用，如在催化裝置HCN—H2S－H2O系統(tǒng)部位用奧氏體不銹鋼焊條焊接碳鋼或CrMo鋼極易發(fā)生硫化物應力腐蝕破裂。在加氫裝置中避免CrMo鋼與奧氏體不銹鋼焊接及CrMo鋼之間焊接應采用珠光體焊條，不用奧氏體不銹鋼焊條，否則對抗氫脆不利。
12操作狀態(tài)差異
石化設備腐蝕有時與操作狀態(tài)有較大關系，如開停車與正常運行有差異，尤其對開停車更要小心謹慎。如加氫裂化與加氫精制裝置的反應器在設計溫度≤450℃、設計壓力8～12MPa、H2＋H2S環(huán)境中工作，殼體采用2.25Cr1Mo鋼＋6．5mm（Tp309＋347）堆焊層。由于高溫操作后急冷會造成母材與堆焊層剝離以及產(chǎn)生氫致裂紋，故必須嚴格遵守工藝操作規(guī)程，盡最大可能避免異常升溫和緊急停工，在正常停工時應采取使氫較徹底釋放的方案，即停工時應緩慢降溫冷卻?？傊畬﹂_停工要求為：開工時先升溫再升壓，停工時先降壓再降溫。為避免CrMo鋼回火脆性，停工降壓應不超過其回火脆性確定的最大允許壓力。對加氫裝置停工時，為防連多硫酸應力腐蝕破裂，應按NACE PR01－75規(guī)范進行，即應堿洗和充氮。又如對尿素裝置合成塔，為了避兔316L鋼襯里與殼體、襯里內表面產(chǎn)生過大的溫差應力和機械應力，不使襯里過大變形與表面鈍化膜破壞，一般在開停車時應盡量使升降溫速度均勻緩慢平穩(wěn)。卸壓時速度不宜太快，以免局部形成負壓，使襯里層鼓泡。并且在實際操作時更應杜絕超溫超壓與缺氧。又如芳烴裝置某臺水冷器的氨基環(huán)氧涂層經(jīng)1年使用后發(fā)現(xiàn)焦化脫層，而鄰近的多臺水冷器同樣除層卻較妤，究其原因是在停車時先關進水閥，后關進料閥，超過了氨基環(huán)氧涂層的耐用溫度。因此，加強設備運行管理與維修管理十分重要。
13結語
石油化工行業(yè)具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、連續(xù)作業(yè)等特點，并且其裝置正向大型化發(fā)展。因而在役設備操作條件苛刻，事故發(fā)生率高，其中由腐蝕造成的失效占有很大部分。因此，安全生產(chǎn)與防護技術是石油化工企業(yè)永恒的主題。但在材料設計、工藝設計、結構設計、加工制造、操作管理、維護維修等方面可能存在欠缺與不足，會有各種差異，正是這些差異是造成石化設備腐蝕的根本原因。在各種差異中應找出主要矛盾或關鍵所在，是材料因素、工藝因素，還是制造因素或操作因素，應進行比較、論證和分析，當然其它的次要矛盾，也不能忽視，大多有協(xié)同作用，相互促進，加速腐蝕，也可能起制約作用。具體問題要具體分析。根據(jù)全面腐蝕控制的理念，選用針對性的防腐措施。主要是：
（1） 工藝設計盡可能滿足防腐蝕要求，如煉油加工中“一脫三注”、混煉；
（2） 材料選用必須滿足使用要求，如按中國石化“加工高硫原油重點裝置主要設備設計選材導則”及“加工高合硫原油部分裝置在用設備及管道選材指導意見”進行選用；
（3） 設備結構設計應合理耐用，避免開裂與腐蝕；
（4） 設備制造嚴格按規(guī)范要求，加強設備監(jiān)檢；
（5） 加強操作管理力度，消除腐蝕與安全隱患；
（6） 停工檢修必須遵循相關規(guī)定，壓力容器及重要設備應定期檢驗與風險評估。
1氧及氧化劑差異
化工設備在各種生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)生的全面腐蝕與局部腐蝕，氧及氧化劑起了決定性作用。氧及氧化劑作為陰極反應的載體，控制了陽極反應進行。如不銹鋼在電介質中，氧及氧化劑會促使金屬成鈍態(tài)，但當溶液中氧濃度不均一，常常成為局部腐蝕的起因。如聚乙烯醇裝置較多316鋼設備的法蘭密封面發(fā)生縫隙腐蝕，睛綸廠硫氰酸鈉316L鋼儲罐發(fā)生水線腐蝕，PTA裝置一些不銹鋼設備發(fā)生點腐蝕與應力腐蝕破裂等均由于氧濃差電池引起的。碳鋼水冷器發(fā)生垢下腐蝕，也是由于垢下與垢外氧濃差引起的。介質中局部處高合量的氧化劑（Fe3＋、Cu2＋）會加大腐蝕，不管碳鋼還是不銹鋼會產(chǎn)生點腐蝕或全面腐蝕。如碳鋼設備化學清洗時，F(xiàn)e3＋的增加，可能造成點蝕穿孔，不銹鋼檢驗抗點蝕性能，常采用6%FeCl3作試劑，均可佐證。又氧與氧化劑對銅及銅合金耐蝕性是有害的，如聚乙烯醇裝置的醋酸提濃塔，原用脫氧銅制作，操作要求氮氣保護，當開停車混入空氣，總有一些藍色屑粒從塔體帶出，說明氧促進了腐蝕。在某種程度上，除氧與除氧化劑也是一種防腐措施。
⒉溫度差異
電化學腐蝕速度一般隨溫度升高而增加，因為溫度升高，使陽極與陰極過程強化，擴散速度增加。但對不同介質不同材質隨溫度升高，其腐蝕速度變化有所不同。有呈線性也有呈非線性增加。對含水的電介質，一般隨溫度增加，腐蝕速度先增大，至接近沸騰溫度時，由于介質中溶解氧迅速減少，因此，受氧向陰極擴散控制的腐蝕反應速度降低。而對高溫的化學腐蝕，如原油加工中硫化物，隨溫度升高，表現(xiàn)不一，在240℃以下，硫化物不分解對設備不腐蝕，大于340℃硫化合物分解生成H2S，隨溫度升高腐蝕逐漸加重，至430℃硫腐蝕最嚴重，大于480℃，H2S完全分解，腐蝕速率下降。這是對總體情況而言，而對設備局部的溫度差異，則另當別論。如再沸器、蒸發(fā)器的加熱管表面與結垢的絕熱表面，襯里層或耐火層的設備外保溫層局部破損，形成冷點，將會造成溫差腐蝕電池，發(fā)生點腐蝕，垢下腐蝕、露點腐蝕甚至應力腐蝕破裂。如在催化裂化的再生器，曾發(fā)生結露造成硝脆。醋酸濃縮塔中部可能發(fā)生鹽酸或甲酸共沸區(qū)，會造成嚴重腐蝕。對露點腐蝕，如高于結露溫度，則不發(fā)盤腐蝕。而對點腐蝕及縫隙腐蝕，如低于其臨界溫度，則不發(fā)生。此外，還應考慮設備材料的耐用溫度問題，材料的耐用溫度與其強度、脆性與耐腐蝕等有關，如鐵素體與雙相不銹鋼由于475℃脆性，耐用溫度為350℃，純鈦的耐用溫度為200℃，環(huán)氧涂層的耐用溫度為100℃等，若由子某種原因局部處超溫，則有可能造成某一局部處損傷。又如爐管的向火面與背火面受熱溫度相差很大，向火面的氧化、硫化及滲碳較為嚴重。
3介質組分及雜質差異
石油化工生產(chǎn)介質組分及雜質差異對設備腐蝕影響很大。如煉制原油根據(jù)產(chǎn)地不同，就有大慶的低酸低硫；勝利的低酸高硫；魯寧管輸?shù)母咚岣吡?、遼河的高酸低硫，進口的中東原油多為高硫低酸等。其中高硫高酸原油腐蝕最為嚴重。而且原油中硫形態(tài)，有活性硫與非活性硫之分，元素硫、硫化氫、硫醇為活性硫，硫醚、二硫化物、噻酚為非活性硫?；钚粤驎a(chǎn)生腐蝕，非括性硫低溫不腐蝕，但其中如硫醚、二硫化物高溫會分解出括性硫而產(chǎn)生腐蝕，而噻酚高溫不會分解。此外，經(jīng)煉制后，油品餾份越輕，含硫量越少，但腐蝕性強的活性硫越多。如汽油中的硫化物多為硫醇，煤油、柴油的硫化物中硫醇堿少而硫醚、噻酚類較多，重餾份油中的硫化合物主要是噻酚類。這可說明為什么輕油儲罐比重油儲罐腐蝕嚴重。煉制原油還與環(huán)烷酸有關，尤其在高溫時同時存在硫與環(huán)烷酸，會產(chǎn)生強烈的協(xié)同腐蝕作用，因環(huán)烷酸可與FeS發(fā)生作用破壞保護膜，裸露出新鮮表面，使H2S又和金屬發(fā)生腐蝕反應， 促使腐蝕進一步加快。尤其在流速較高的部位，如加熱爐出口轉油錢，腐蝕較嚴重，并隨酸值和溫度增大，腐蝕也增大。此外，煉制原油存在氯化物，有無機氯與有機氯之分，NaC1、MgCl2、CaCl2可通過深度電脫鹽除去，而為采油脫蠟加入的有機氯卻無法脫除，在后續(xù)高溫加工時分解，在低溫部位冷凝生成鹽酸而腐蝕設備。原油中氦化物催化裂化后以HCN形態(tài)存在，它對濕硫化氫環(huán)境腐蝕起促進作用，因為HCN能溶解FeS保護膜，加速硫化氫的腐蝕，而且產(chǎn)生有利于氫原子向鋼中滲透，增加氫鼓泡、硫化物應力腐蝕破裂與氫致開裂等。另外，醋酸裝置有關不銹鋼設備中含甲酸、酷酐的部位腐蝕較為嚴重，當然醋酸中含有Cl、Br、I-鹵素離子，會局部破壞鋼的鈍化膜，促進點腐蝕的發(fā)生。如有殘余應力協(xié)同下，這些鹵蓁離子也可能造成應力腐蝕破裂。
4流速差異
石油化工設備與管道由于介質流向改變，使層流變湍流，會造成沖蝕或磨蝕。如彎頭、U型管、三通、大小頭、換熱器、閥、葉輪、離心機、帶攪拌的容器、正對入口管的器壁等均是易沖蝕的部位。沖蝕是腐蝕電化學與沖刷力學因素相互促進產(chǎn)生協(xié)同作用的結杲。沖蝕時，湍流加速了腐蝕劑的供應和腐蝕產(chǎn)物的迂移，沖刷并剝離保護膜，當含有固體顆粒時，金屬表面還受到研磨作用。尤其是環(huán)烷酸對沖蝕特別敏感，流速增大，腐蝕就增大。在湍流程度大及氣液相變部位，環(huán)烷酸腐蝕最厲害，呈現(xiàn)溝槽狀孔洞，以選用316不銹鋼為宜。催化裂化裝置中，隨反應油氣和再生煙氣流動的催化劑，不斷沖刷構件表面，使構件大面積堿簿，甚至局部穿孔。近年使用的催化劑，再生溫度不斷提高，流速也不斷加快，致使催化劑的磨蝕和沖蝕更加劇烈。尤其是提升管蒸汽噴嘴、原料油噴嘴，介質以較高的流速通過，造成一定的壓力降，會在其出口處形成負壓區(qū)，產(chǎn)生渦流，催化劑被吸進負壓區(qū)，使該區(qū)的金屬嚴重磨耗腐蝕。旋風分離器及料腿、翼閥均會受到高速催化劑的磨蝕甚至穿孔，為了防護，可堆焊硬質合金或安置耐磨陶瓷等。又如常壓塔頂空冷器及加氫反應流出物空冷器管端入口處常發(fā)生渦流沖蝕，現(xiàn)今常采用316鋼或鈦窖管鑲襯在入口管端，以減輕沖蝕，延長使用壽命。焦炭塔的內壁泡沫段，由于液層波動沖刷，不易結焦，會遭受腐蝕，為清焦用高壓水也造成塔內壁沖刷腐蝕。焦炭塔頂出來的流速高的大油氣碳鋼管道，尤其是三通、大小頭、分支管及彎頭，由于油氣中還帶有焦炭小顆粒，故經(jīng)常沖蝕穿孔冒火，建議改用Cr5Mo鋼較好。丙烯腈裝置蒸汽管道腐蝕穿透，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該管道存在氣液兩相沖刷腐蝕。
5相變差異
石油化工設備與管道在工藝介質氣相、液相與固相轉變過程中對腐蝕有較大的影響。主要在干濕交替，氣液交界，酸氣冷凝或閃蒸等部位腐蝕尤為嚴重。如在初餾塔、常壓塔和減壓塔塔頂系統(tǒng)中隨著溫度降到露點，系統(tǒng)中水蒸氣冷凝與HCl凝析溶解成鹽酸，對塔頂空冷器、水冷器造成嚴重腐蝕。另外，為了中和系統(tǒng)中HCl進行注氨， 不僅會形成NH4Cl，而且也會與H2S形成硫氫化銨和硫化銨固體造成結垢與堵塞，其水解同樣造成腐蝕。加氫精制裝置流出物換熱器同樣存在氨和HCl與H2S分別生成氯化銨與硫氫化銨沉積物，可使換熱器和管線堵塞，引起垢下腐蝕。制氫裝置重沸器管束外壁接觸的液體急劇沸騰汽化形成氣泡和炸裂，造成爆沸腐蝕。PTA裝置E304L及2205雙相鋼制母液罐汽液交替部位先后發(fā)生過應力腐蝕破裂。一般對不銹鋼液—汽相的容器內，由于干濕交替，在汽相部位，因氧含量高，如氯化物含量也高，則易于發(fā)生開裂。PTA加氫反應器氣液相交界面，由于氣液翻騰鼓泡，使304L鋼復合層的環(huán)形器壁產(chǎn)生粗糙的腐蝕表面。另外，油罐，尤其輕油罐的氣液交界面及罐頂汽相部位腐蝕較重，如不采用防腐涂層保護，則將腐蝕穿孔。
6壓力差異
石油化工設備中壓力差異及壓力驟降，會對腐蝕造成較大影響。如PTA裝置加氫反應器到第一結晶器的管道，因壓力從反應器的6.72MPa減壓到結晶器的1．14MPa，又加高溫及流量較大，沖刷腐蝕嚴重，導致304鋼管道壁厚減量過大，22mm的壁厚使用2年有的僅只只剩12.7mm。PTA裝置氧化反應器頂部出來的醋酸廢氣，經(jīng)多臺冷卻器后，從高壓降到減壓，在閃蒸醋酸冷凝器形成醋酸，又加上合Br較高，流量大，流速高，故對316鋼管道造成劇烈腐蝕。該裝置的干燥機的傳熱管系316L制造，管內走180℃、0.47MPa的熬汽，管外走0.01MPa的TA物料。由于管外物料結垢，造成垢下Cl-、Br-濃縮，產(chǎn)生點蝕，以及全面腐蝕，因壁厚減薄及局部蝕坑及管內外壓差，引起強度下降而發(fā)生開裂。醋酸裝置的回收塔，采用904L鋼制造，中部處干120℃、40％～45％醋酸、25％～40％甲酸及含5×10ˉ6～120×10-6Cl，壓力為常壓，在焊縫腐蝕、點蝕與沖蝕同時存在下，腐蝕率達0．5～1mm/a，每5年就得更新或修補，為此廠方被迫降低壓力至負壓，使操作溫度下降，達到了減輕腐蝕的目的。
7合金組成及組織差異
石油化工設備由不同的材質制成，材料的組成及組織差異對腐蝕有很大影響。如以18-8不銹鋼為例，以含碳量區(qū)分，有l(wèi)Cr18Ni9（302）、0Cr18Ni9（304）、00Cr18Ni9（304L）。合碳量高會造成由焊接熱影響敏化而生成碳化鉻引起晶界貧鉻，最終產(chǎn)生晶間腐蝕。由子AOD、VOD冶煉工藝普遍采用，現(xiàn)今石化設備多采用含碳量≤0.03的304L，302已淘汰。為防晶間腐蝕，除采用L級超低碳外，還采用力口少量鈦鈮，以穩(wěn)定碳。早年國內化工設備多采用1Cr18Ni9Ti，因焊接會造成晶間腐蝕，現(xiàn)多采用0Cr18Ni9Ti（321）或00Cr18Ni9（304L）。近年引進的某些設備采用了304L（礬），即是在超低碳的18—8鋼基礎上再加入少量鈦（＞5×C%），這樣采用雙保險來防止晶間腐蝕。但這些鋼含碳量低，高溫強度低，不適用于耐熱場合，為了滿足高溫強度，現(xiàn)美國提出304H牌號，其含碳量保持在0．04％～0.10％。含鉬的18—8不銹鋼，常用00Cr18Ni12Mo2（316L〉，主要適用于還原性介質，醋酸、對苯二甲酸、環(huán)烷酸、硫氰酸鈉、尿奏等，以及抗氯離子點腐蝕。但18－8型的奧氏體不銹鋼在含氯化物等介質中有發(fā)生應力腐蝕破裂危險，為此開發(fā)了雙相不銹鋼，早期采用3RE60（00Cr18Ni5Mo3Si），但曾出現(xiàn)晶間腐蝕問題，現(xiàn)多用2205（00Cr22Ni5Mo3N）。加少量氮（0．17％〉，不僅能提高強度，而且能提高抗點蝕與縫隙腐蝕性能，還能延遲金屬間相析出。但2205雙相鋼如焊接施工工藝失控，可能造成焊縫金屬鐵素體與奧氏體兩相不平衡，也會發(fā)生應力腐蝕破裂，如上海石化常壓塔內襯2205鋼板，經(jīng)1年使用檢修就發(fā)現(xiàn)焊縫熱影響區(qū)甚至母材大面積點蝕與開裂，擬以復合鋼板作塔體為好。另外，雙相不銹鋼由于其中鐵素體富Mo，而奧氏體貧Mo，容易發(fā)生選擇性腐蝕，這在某廠醋酸塔塔體曾發(fā)生過。不銹鋼的點腐蝕與其表面非金屬夾雜物（如MnS及包著A12O3等氧化物）與金相組織不均一部位（如貧鉻貧鉬的晶界、位錯與形變馬氏體）有關，這些部位往往是Cl Br最容易侵入的部位。此外，合金中如產(chǎn)生的第二相或中間相，其比容若較基體大，則容易開裂，如不銹鋼中形變馬氏體、σ相、鈦中氫化物（TiH2），Ni，P合金中Ni3P等。設備選材應當因地置宜，如國外某些煉廠在常頂碳鋼塔體襯蒙乃爾合金及作塔盤，但該合金與氨或胺接觸會加快腐蝕，甚至產(chǎn)生應力腐蝕開裂。含氧或存在Fe3+等氧化劑，也會使其耐蝕性下降，再加價格較高，對國內煉廠并不適用，通常采用碳鋼＋0Cr13Al復合。
8加工及表面狀態(tài)差異
石化設備均經(jīng)冷熱加工制作而成，加工工藝及處理方法的差異對設備的腐蝕影響相當大。如以不銹鋼為例，焊接對其耐腐蝕性影響最大。如選用手工電弧焊，對超低碳不銹鋼可能會增碳，采用惰性氣體保護焊較好，既可避免表面氧化，又可防止增碳。焊接工藝處理不當，往往產(chǎn)生氣孔、焊瘤、咬肉、夾渣、飛濺、凹陷、未焊透、未熔合等缺陷。這些缺陷會造成點蝕與縫隙腐蝕的危險。焊接會對設備產(chǎn)生殘余應力，易在氯化物或硫化物介質中發(fā)生應力腐蝕破裂，為防止應力腐蝕破裂，可進行消除應力熱處理，但必須避開碳化物或金屬間相沉淀的溫度范圍。為防止晶間腐蝕，應進行固溶處理與穩(wěn)定化處理。對超低碳鋼可只進行固溶處理，但對鈦鈮穩(wěn)定化鋼，應先采用固溶處理（1100℃~1150℃〉，再進行穩(wěn)定化處理（880℃）。固溶處理最好水冷，快速冷卻，避免碳化鉻與金屬間相（如σ）析出。此外，經(jīng)熱處理后，如焊縫表面形成氧化鱗皮和回火色，則在其下底會形成貧鉻層，增加了晶間腐蝕的敏感性。為此，最有效的清理方法是機械清理之后進行化學清理如硝酸／氫氟酸酸洗，再經(jīng)中和并鈍化。酸洗常用10％HNO3＋2%HF，鈍化采用20%~45%HNO3。設備制作或維修后，某些部位常用砂輪打磨，表面粗糙，且有殘余應力，宜再酸洗鈍化，以提高耐蝕性。某些重要設備與部件需經(jīng)拋光，表面光滑，不易結垢，能提高抗點腐蝕性能。此外，對不銹鋼軋制的塔板與鍛造車制的螺栓螺母在醋酸塔內腐蝕形態(tài)各異，前者表面光亮而端面發(fā)現(xiàn)端晶腐蝕，后者發(fā)生縫隙腐蝕。因此，對設備與部件材料加工與表面狀態(tài)差異應有足夠的認識，以便采取必要的防護措施。
9 設備結構差異
石化設備所設計的結構差異對腐蝕有較大影響。以換熱器為例，對常減壓裝置塔頂冷凝冷卻器不宜采用U型管式冷凝器，因為其彎頭處易沖蝕穿孔，應采用單程管箱式冷卻器。對加氫裂化、催化重整等裝置的空冷器也不能采用U型管式，否則會產(chǎn)生渦流而造成沖蝕，應采用管箱式結構。對換熱器管子／管板連結結構，純脹接與純焊接均對冷卻器耐腐蝕性能與安全運行不利。純脹接存在縫隙腐蝕、應力腐蝕與疲勞問題，使用溫度較高時接頭會松弛造成泄漏；而純焊接存在焊點應力腐蝕，也不能完全避免縫隙腐蝕（如存在焊接缺陷〉。推薦采用脹焊并用，主要為防縫隙腐蝕。如對管程腐蝕較強場合，宜用密封焊丬雖度脹；對亮程有一定腐蝕場合，宜用強度焊＋貼脹；而對較強振動且腐蝕性不大場合，可用強度焊＋強度脹等方式。對于集合管，應充分考慮介質的均勻分布，否則會引起一些部位局部腐蝕加劇。對減壓塔等容器的進料，最好把切向進料改為徑向進料，可以減緩對進料區(qū)塔壁的沖蝕。對延遲焦化裝置的焦碳塔裙座與下封頭的連接結枸不合理，會造成此處焊縫頻繁開裂，影響塔的正常運行，為此，裙座與筒體的連接應采用對接結構饣并采用簿壁裙座，以增加塔裙撓度，減少應力集中，提高疲勞壽命。此外，對為防沖蝕設置的擋板，其支撐結構的強度與剛度應足夠，否則擋板沖刷掉下，會造成突發(fā)事故，如PTA裝置的漿料罐系鈦復合結構，曾發(fā)生過擋板沖刷掉下，在攪拌槳帶動下破壞了罐底部凸起的鈦焊縫，含Br醋酸的漿料侵人碳鋼殼體而腐蝕穿孔，造成幾噸漿料泄漏。另外，儲油罐底部常常沉積水分與雜質而引起腐蝕，為此可參考國外采用錐形罐底，以利排放，且可減少底板拉伸和扭曲變形。油罐底部常常會發(fā)生腐蝕，其邊緣板和罐基礎外圈可采用彈性聚氨酯貼玻璃布防護與密封。
10應力差異
石化設備在運行中可能會發(fā)生氯脆、硫脆、堿脆、硝脆、碳脆、氰脆等應力腐蝕破裂，這種破裂與設備承受的各種應力有關。這些應力包括工作應力、熱應力、結構應力和殘余應力。其中最重要的是殘余應力。殘余應力由設備加工制作和維修后存在的。主要是焊接、脹接、冷彎、冷作、擴口、壓扁、矯直、打磨、鉆孔、切削、剪切、卷板等產(chǎn)生的。尤其在設備與內件變形部位，如封頭折邊、塔盤、泡罩、浮閥、U形管、彎頭；鋼管與管板的貼脹連接、焊脹連接；容器的T焊縫、角焊縫、接管焊縫等，逮些部位往往是應力較集中地方。因為焊后或冷成型后的部件殘余應力可能非常接近屈服強度，尤其是強力組裝再焊接產(chǎn)生殘余應力較為嚴重。另外，－還應考慮工作應力，如內壓力、靜負荷、熱膨脹、熱循環(huán)、劇熱、劇冷、振動等。如催化裂化裝置再生器由NOx－H2S—H2O引起的稍脆；高溫煙氣管道的膨脹節(jié)上波紋管由連多硫酸引起的硫脆；加氫裝置冷卻器內浮頭螺栓由H2S－H2O引起的硫脆；乙二醇裝置蒸發(fā)器發(fā)生過氯脆；PTA裝置的離心機、母液糟、干燥機、結晶器攪拌槳等的氯脆；PTA加氫反應器為延長鈀碳催化劑的活性而進行不停車高溫堿洗造成堿脆；制氫裝置石腦油蒸發(fā)器由碳酸鹽引起的碳脆等事例足以佐證，設備或部件殘余應力集中處，最容易發(fā)生應力腐蝕破裂。為防止應力腐蝕破裂，通常進行消除應力退火，如對奧氏體不銹鋼可在315～425℃作低溫退火處理，僅消除峰值應力，不會形成有害的碳化鉻析出；如為了把應力降低到所需水平，則應在425～925℃范圍進行退火處理，但對304、316鋼晶界上有碳化鉻析出會造成晶間腐蝕，而對超低碳或穩(wěn)定化鋼問題不大。
11異金屬連接
石化設備常采用異金屬機械連接或焊接結構，如不銹鋼/碳鋼、鈦/碳鋼＇不銹鋼/鈦＇銅/鐵素體不銹鋼／雙相不銹鋼／奧氏體不銹鋼、低CrNiMo鋼/高CrNiMo鋼等，這樣容易發(fā)生電偶腐蝕。一般當兩種金屬的電位差在0.25Ⅴ以上將可能發(fā)生電偶腐蝕，如存在大陰極與小陽極，則腐蝕更為嚴重。這方面以換熱器較多。如上海石化熱電廠海水冷卻的復水器，曾采用鈦管脹接在黃銅管板上，經(jīng)2年使用后發(fā)現(xiàn)沿鈦管外緣銅管板形成了3~5mm深的腐蝕溝槽。上海石化常頂油氣換熱器采用08Cr2AlMo鋼作管束，為防沖蝕，在人口管端鑲襯鈦管套，經(jīng)1年使用后發(fā)現(xiàn)在鈦管套鑲襯鋼管的內壁連接部發(fā)生蝕穿，除了湍流沖蝕外，電偶腐蝕也是一個因素。
同樣，揚子石化加氫裝置高壓空冷器，基管為10號鋼，管端襯600mm長的鈦管套，進行輕脹，從而造成電偶腐蝕與縫隙腐蝕，以至鈦吸氫開裂粉化。川維甲醇裝置有4臺大型U型管式水冷卻器，由于管束采用不銹鋼制作，而折流擋板為碳鋼，這樣在擋板管孔與不銹鋼管子接觸處由子電位差引起碳鋼加速腐蝕，因管孔變大，造成振動磨蝕。同樣，日本某煉油廠酸性水汽提塔頂冷凝器Ti－Pd合金管子與405鋼（0Cr13Al）支承板結合部Ti－Pd合金管子發(fā)生氫脆，是由于在H2S－NH3—H2O環(huán)境下405鋼發(fā)生電偶腐蝕產(chǎn)生活性氫，又支承板管孔變大，鈦管振動膜破損的結果。另外，應注意異種鋼焊接與焊條選用，如在催化裝置HCN—H2S－H2O系統(tǒng)部位用奧氏體不銹鋼焊條焊接碳鋼或CrMo鋼極易發(fā)生硫化物應力腐蝕破裂。在加氫裝置中避免CrMo鋼與奧氏體不銹鋼焊接及CrMo鋼之間焊接應采用珠光體焊條，不用奧氏體不銹鋼焊條，否則對抗氫脆不利。
12操作狀態(tài)差異
石化設備腐蝕有時與操作狀態(tài)有較大關系，如開停車與正常運行有差異，尤其對開停車更要小心謹慎。如加氫裂化與加氫精制裝置的反應器在設計溫度≤450℃、設計壓力8～12MPa、H2＋H2S環(huán)境中工作，殼體采用2.25Cr1Mo鋼＋6．5mm（Tp309＋347）堆焊層。由于高溫操作后急冷會造成母材與堆焊層剝離以及產(chǎn)生氫致裂紋，故必須嚴格遵守工藝操作規(guī)程，盡最大可能避免異常升溫和緊急停工，在正常停工時應采取使氫較徹底釋放的方案，即停工時應緩慢降溫冷卻?？傊畬﹂_停工要求為：開工時先升溫再升壓，停工時先降壓再降溫。為避免CrMo鋼回火脆性，停工降壓應不超過其回火脆性確定的最大允許壓力。對加氫裝置停工時，為防連多硫酸應力腐蝕破裂，應按NACE PR01－75規(guī)范進行，即應堿洗和充氮。又如對尿素裝置合成塔，為了避兔316L鋼襯里與殼體、襯里內表面產(chǎn)生過大的溫差應力和機械應力，不使襯里過大變形與表面鈍化膜破壞，一般在開停車時應盡量使升降溫速度均勻緩慢平穩(wěn)。卸壓時速度不宜太快，以免局部形成負壓，使襯里層鼓泡。并且在實際操作時更應杜絕超溫超壓與缺氧。又如芳烴裝置某臺水冷器的氨基環(huán)氧涂層經(jīng)1年使用后發(fā)現(xiàn)焦化脫層，而鄰近的多臺水冷器同樣除層卻較妤，究其原因是在停車時先關進水閥，后關進料閥，超過了氨基環(huán)氧涂層的耐用溫度。因此，加強設備運行管理與維修管理十分重要。
13結語
石油化工行業(yè)具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、連續(xù)作業(yè)等特點，并且其裝置正向大型化發(fā)展。因而在役設備操作條件苛刻，事故發(fā)生率高，其中由腐蝕造成的失效占有很大部分。因此，安全生產(chǎn)與防護技術是石油化工企業(yè)永恒的主題。但在材料設計、工藝設計、結構設計、加工制造、操作管理、維護維修等方面可能存在欠缺與不足，會有各種差異，正是這些差異是造成石化設備腐蝕的根本原因。在各種差異中應找出主要矛盾或關鍵所在，是材料因素、工藝因素，還是制造因素或操作因素，應進行比較、論證和分析，當然其它的次要矛盾，也不能忽視，大多有協(xié)同作用，相互促進，加速腐蝕，也可能起制約作用。具體問題要具體分析。根據(jù)全面腐蝕控制的理念，選用針對性的防腐措施。主要是：
（1） 工藝設計盡可能滿足防腐蝕要求，如煉油加工中“一脫三注”、混煉；
（2） 材料選用必須滿足使用要求，如按中國石化“加工高硫原油重點裝置主要設備設計選材導則”及“加工高合硫原油部分裝置在用設備及管道選材指導意見”進行選用；
（3） 設備結構設計應合理耐用，避免開裂與腐蝕；
（4） 設備制造嚴格按規(guī)范要求，加強設備監(jiān)檢；
（5） 加強操作管理力度，消除腐蝕與安全隱患；
（6） 停工檢修必須遵循相關規(guī)定，壓力容器及重要設備應定期檢驗與風險評估。
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