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乙烯EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器腐蝕原因分析
2 檢查情況
2。1 檢修情況
E A1123稀釋蒸汽發(fā)生器管束在使用3年后于2005年5月1123C第一次出現(xiàn)腐蝕泄漏，裝置上一直監(jiān)控運(yùn)行，直至出現(xiàn)大量泄漏，才停車檢修。至2006年10月的17個月中，EA1123已發(fā)生腐蝕泄漏13次，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，泄漏的發(fā)生是由于管外壁被嚴(yán)重腐蝕穿孔。歷次檢修情況見表1。
2。2 腐蝕檢查
取EA1123C管束10＃鋼鋼管進(jìn)行宏觀觀察，發(fā)現(xiàn)鋼管外壁由于急冷油泄漏，絕大部分表面上覆蓋著或深或淺的黑色油狀物，未覆蓋的部位露出鐵銹的顏色，還有大量的腐蝕凹坑。取樣部位外觀如圖1所示。剖開后管內(nèi)壁情況如圖2所示。
剖開后的內(nèi)壁上覆蓋著厚厚的油污，去掉油污后，內(nèi)壁光滑，只有輕微的腐蝕，未觀察到腐蝕凹坑之類的嚴(yán)重腐蝕特征。
1123C管外腐蝕物和白色粉末形狀見圖3和圖4。
從圖5可見EAL123的腐蝕區(qū)域主要在換熱器下半部，即管程中液相區(qū)管束外表面腐蝕明顯。
3 腐蝕原因分析
3。1 腐蝕產(chǎn)物的能譜分析
為了進(jìn)一步分析鋼管外表面腐蝕的原因，利用掃描電鏡對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了分析（表2）。根據(jù)電鏡分析結(jié)果可以看出，管子外表面的腐蝕產(chǎn)物中含有大量的硫元素。另外，腐蝕產(chǎn)物中還含有一定量的Na元素，說明生產(chǎn)工藝中用來調(diào)節(jié)pH值而加入的堿，被蒸汽帶入并附著在了管壁上。
取EA1123C（圖3、4）塊狀腐蝕物和腐蝕物粉末進(jìn)行成分分析。樣品經(jīng)550°C煅燒后，用鹽酸消解，140℃加熱后完全溶解，溶液呈深黃色。各元素的測試結(jié)果見表3。
從表3可知，腐蝕物中含有大量的堿性物質(zhì)。
3．2 顯微組織分析
由圖6和圖7可以看出，該材料組織為鐵素體＋珠光體，組織基本正常，但是晶界已經(jīng)有碳化物析出，從高倍金相照片中可以看到珠光體中有球化現(xiàn)象。由于該管件服役時(shí)間短，服役溫度不高，出現(xiàn)碳化物析出并且珠光體發(fā)生球化，說明該材料曾經(jīng)受到過高溫的影響，導(dǎo)致材料劣化。
檢查分析結(jié)果表明，管子內(nèi)外壁均發(fā)生了腐蝕。外壁水側(cè)腐蝕較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為局部坑蝕和腐蝕穿孔。主要原因是管外工藝水中含有硫化物和堿，溫度高因加劇硫化物（酸）或堿在管外表面的局部濃縮，引起局部酸腐蝕或堿腐蝕，在沸騰狀態(tài)下管表面形成腐蝕凹坑。而腐蝕的部位大多在液相（水）部位，即換熱器的下半部，與現(xiàn)場的實(shí)際腐蝕情況相符。
3。3 工藝水分析
乙烯裝置EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器管外介質(zhì)為工藝水。是由急冷塔DA1104冷凝水等經(jīng)工藝水汽提塔DA1105凈化處理而得，由于DA1104的裂解氣中含有硫化物等腐蝕性無機(jī)雜質(zhì)溶解于急冷水中，所以工藝水是具有復(fù)雜成分的腐蝕性酸性水。
乙烯裝置EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器工藝操作要求是：汽包排污水pH值8～9，現(xiàn)調(diào)整為7～11；工藝水pH指標(biāo)為8～9，現(xiàn)調(diào)整為7～9。5。裝置自2002年～2005年工藝上都采取了加堿調(diào)節(jié)工藝水pH值；2005年10月開始，由加堿改為加有機(jī)胺來調(diào)節(jié)pH值。
排污水和工藝水的pH值的變化與設(shè)備的腐蝕有很大關(guān)系。當(dāng)pH值嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)要求的8。0～9．0之間時(shí)（2002年10月～2004年10月），這期間設(shè)備基本沒發(fā)生腐蝕事故。
對2004年10月～2008年6月的實(shí)際pH值數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)pH高于11或低于6。5的次數(shù)很多，其中EA1123汽包排污水多達(dá)130次，工藝水72次，且工藝水中pH值最低為4。1，最高為12。2；排污水pH值最低為3。5，最高為12。1。設(shè)備從2005年5月開始出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕泄漏。這與期間pH值的變化有直接關(guān)系（采樣數(shù)據(jù)略）。
pH值的異常波動，特別是pH值小于5．5時(shí)易造成碳鋼設(shè)備的酸腐蝕，在含有H2S時(shí)則形成H2S--H2O腐蝕體系。當(dāng)pH值小于12時(shí)，會形成鈍化膜起保護(hù)作用，當(dāng)pH值大于12或因蒸發(fā)濃縮形成強(qiáng)堿時(shí)，則形成過鈍化，加速碳鋼設(shè)備的堿腐蝕，即形成NaOH－H2O腐蝕體系。
所以，高酸堿性和硫化物在EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器中蒸發(fā)濃縮是產(chǎn)生稀釋蒸汽發(fā)生器碳鋼管腐蝕的主要原因。
4 結(jié)論與建議
4．1 結(jié) 論
EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器碳鋼管腐蝕的主要原因是：管外工藝水中含有大量的硫化物，加入一定量的堿（或有機(jī)胺）來調(diào)節(jié)pH值，形成NaOH－H2O和H2S H2O腐蝕體系，由于工藝上pH值不穩(wěn)定，在稀釋蒸汽發(fā)生器中，腐蝕性介質(zhì)蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生強(qiáng)酸或強(qiáng)堿而引起換熱管外壁腐蝕穿孔。
4。2 建議采取措施
（1）嚴(yán)格控制pH值為8．0～9。0。
（2）加強(qiáng)污水的排放，增加補(bǔ)充脫鹽水量，或者大量采用脫鹽水，減少或不用工藝水，避免稀釋蒸汽發(fā)生器中存在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)引起的腐蝕。這是一項(xiàng)治本的方法．或考慮工藝水的腐蝕性，設(shè)法專項(xiàng)研究針對工藝水的工藝防腐措施。
（3）目前工藝水的成分不清楚，必須對工藝水的有害成分和pH值做定期分析，如H2S（硫化物）、NaOH、Clˉ、O2、Fe2＋、NH3等。這樣有利于準(zhǔn)確地掌握和控制設(shè)備腐蝕情況。
2。1 檢修情況
E A1123稀釋蒸汽發(fā)生器管束在使用3年后于2005年5月1123C第一次出現(xiàn)腐蝕泄漏，裝置上一直監(jiān)控運(yùn)行，直至出現(xiàn)大量泄漏，才停車檢修。至2006年10月的17個月中，EA1123已發(fā)生腐蝕泄漏13次，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，泄漏的發(fā)生是由于管外壁被嚴(yán)重腐蝕穿孔。歷次檢修情況見表1。
2。2 腐蝕檢查
取EA1123C管束10＃鋼鋼管進(jìn)行宏觀觀察，發(fā)現(xiàn)鋼管外壁由于急冷油泄漏，絕大部分表面上覆蓋著或深或淺的黑色油狀物，未覆蓋的部位露出鐵銹的顏色，還有大量的腐蝕凹坑。取樣部位外觀如圖1所示。剖開后管內(nèi)壁情況如圖2所示。
剖開后的內(nèi)壁上覆蓋著厚厚的油污，去掉油污后，內(nèi)壁光滑，只有輕微的腐蝕，未觀察到腐蝕凹坑之類的嚴(yán)重腐蝕特征。
1123C管外腐蝕物和白色粉末形狀見圖3和圖4。
從圖5可見EAL123的腐蝕區(qū)域主要在換熱器下半部，即管程中液相區(qū)管束外表面腐蝕明顯。
3 腐蝕原因分析
3。1 腐蝕產(chǎn)物的能譜分析
為了進(jìn)一步分析鋼管外表面腐蝕的原因，利用掃描電鏡對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了分析（表2）。根據(jù)電鏡分析結(jié)果可以看出，管子外表面的腐蝕產(chǎn)物中含有大量的硫元素。另外，腐蝕產(chǎn)物中還含有一定量的Na元素，說明生產(chǎn)工藝中用來調(diào)節(jié)pH值而加入的堿，被蒸汽帶入并附著在了管壁上。
取EA1123C（圖3、4）塊狀腐蝕物和腐蝕物粉末進(jìn)行成分分析。樣品經(jīng)550°C煅燒后，用鹽酸消解，140℃加熱后完全溶解，溶液呈深黃色。各元素的測試結(jié)果見表3。
從表3可知，腐蝕物中含有大量的堿性物質(zhì)。
3．2 顯微組織分析
由圖6和圖7可以看出，該材料組織為鐵素體＋珠光體，組織基本正常，但是晶界已經(jīng)有碳化物析出，從高倍金相照片中可以看到珠光體中有球化現(xiàn)象。由于該管件服役時(shí)間短，服役溫度不高，出現(xiàn)碳化物析出并且珠光體發(fā)生球化，說明該材料曾經(jīng)受到過高溫的影響，導(dǎo)致材料劣化。
檢查分析結(jié)果表明，管子內(nèi)外壁均發(fā)生了腐蝕。外壁水側(cè)腐蝕較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為局部坑蝕和腐蝕穿孔。主要原因是管外工藝水中含有硫化物和堿，溫度高因加劇硫化物（酸）或堿在管外表面的局部濃縮，引起局部酸腐蝕或堿腐蝕，在沸騰狀態(tài)下管表面形成腐蝕凹坑。而腐蝕的部位大多在液相（水）部位，即換熱器的下半部，與現(xiàn)場的實(shí)際腐蝕情況相符。
3。3 工藝水分析
乙烯裝置EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器管外介質(zhì)為工藝水。是由急冷塔DA1104冷凝水等經(jīng)工藝水汽提塔DA1105凈化處理而得，由于DA1104的裂解氣中含有硫化物等腐蝕性無機(jī)雜質(zhì)溶解于急冷水中，所以工藝水是具有復(fù)雜成分的腐蝕性酸性水。
乙烯裝置EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器工藝操作要求是：汽包排污水pH值8～9，現(xiàn)調(diào)整為7～11；工藝水pH指標(biāo)為8～9，現(xiàn)調(diào)整為7～9。5。裝置自2002年～2005年工藝上都采取了加堿調(diào)節(jié)工藝水pH值；2005年10月開始，由加堿改為加有機(jī)胺來調(diào)節(jié)pH值。
排污水和工藝水的pH值的變化與設(shè)備的腐蝕有很大關(guān)系。當(dāng)pH值嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)要求的8。0～9．0之間時(shí)（2002年10月～2004年10月），這期間設(shè)備基本沒發(fā)生腐蝕事故。
對2004年10月～2008年6月的實(shí)際pH值數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)pH高于11或低于6。5的次數(shù)很多，其中EA1123汽包排污水多達(dá)130次，工藝水72次，且工藝水中pH值最低為4。1，最高為12。2；排污水pH值最低為3。5，最高為12。1。設(shè)備從2005年5月開始出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕泄漏。這與期間pH值的變化有直接關(guān)系（采樣數(shù)據(jù)略）。
pH值的異常波動，特別是pH值小于5．5時(shí)易造成碳鋼設(shè)備的酸腐蝕，在含有H2S時(shí)則形成H2S--H2O腐蝕體系。當(dāng)pH值小于12時(shí)，會形成鈍化膜起保護(hù)作用，當(dāng)pH值大于12或因蒸發(fā)濃縮形成強(qiáng)堿時(shí)，則形成過鈍化，加速碳鋼設(shè)備的堿腐蝕，即形成NaOH－H2O腐蝕體系。
所以，高酸堿性和硫化物在EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器中蒸發(fā)濃縮是產(chǎn)生稀釋蒸汽發(fā)生器碳鋼管腐蝕的主要原因。
4 結(jié)論與建議
4．1 結(jié) 論
EA1123稀釋蒸汽發(fā)生器碳鋼管腐蝕的主要原因是：管外工藝水中含有大量的硫化物，加入一定量的堿（或有機(jī)胺）來調(diào)節(jié)pH值，形成NaOH－H2O和H2S H2O腐蝕體系，由于工藝上pH值不穩(wěn)定，在稀釋蒸汽發(fā)生器中，腐蝕性介質(zhì)蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生強(qiáng)酸或強(qiáng)堿而引起換熱管外壁腐蝕穿孔。
4。2 建議采取措施
（1）嚴(yán)格控制pH值為8．0～9。0。
（2）加強(qiáng)污水的排放，增加補(bǔ)充脫鹽水量，或者大量采用脫鹽水，減少或不用工藝水，避免稀釋蒸汽發(fā)生器中存在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)引起的腐蝕。這是一項(xiàng)治本的方法．或考慮工藝水的腐蝕性，設(shè)法專項(xiàng)研究針對工藝水的工藝防腐措施。
（3）目前工藝水的成分不清楚，必須對工藝水的有害成分和pH值做定期分析，如H2S（硫化物）、NaOH、Clˉ、O2、Fe2＋、NH3等。這樣有利于準(zhǔn)確地掌握和控制設(shè)備腐蝕情況。
大連市中山區(qū)城市廣場B座805室
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