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08Cr2ALMo钢制换热器在炼厂应用点击：1766 日期：[ 2014-04-26 22:06:16 ] |
| 08Cr2ALMo钢制换热器在炼厂应用 徐军 (湛江东兴石油企业有限公司 广东 湛江 524012) 关键词：换热器 腐蚀 材料 工艺 中图分类号：TE965.04；TE965.06 文献标识码：B 1.腐蚀概况 石油和天然气中含有单质硫和多种硫化物，在炼制加工及石油化工过程中，会引起钢材的多种形式腐蚀破坏。按环境温度不同可分为90℃以下的硫化物应力腐蚀和氢脆及高温CO2、H2S一般腐蚀2类。90℃以下的硫化物应力腐蚀使钢产生氢脆和氢鼓泡。前者使钢塑性和韧性下降，脆性增加，在外力作用下产生裂纹，这种情况多发生在高强度钢上，可通过材料脱氢处理恢复性能。后者的钢结构不受外力或受力很小，在钢表面层下产生平行于表面的裂纹，它多发生在强度级别较低的钢种，而且不可恢复。高温H2S腐蚀为化学腐蚀，钢铁在高温硫化物中的腐蚀，实质上是在H2+H2S环境中的腐蚀，腐蚀产物呈脆性片状，使金属腐蚀速度加快。上述2种腐蚀同时发生在炼厂塔顶冷凝和冷却器中。 在陕西双翼石化公司高含硫(1.1%～1.7%)原油蒸馏中，常压塔顶油气温度高于140℃，其塔顶空气冷却器、冷凝器及换热器受H2S腐蚀十分严重，每4个月必须更换10#钢制管束，采用钛管制换热管束效果仍然不理想。查看更换的管束，油气入口端冲蚀严重,厚5mm的Q235钢制导流筒被冲蚀出Φ250mm窟窿后，油气直接冲刷管束致其破坏。其余换热管表面布满麻坑，整体腐蚀严重。 2 耐腐蚀方案及对策 经技术分析和论证，决定选用国内最新研制的08Cr2ALMo钢管设计制造抗H2S应力腐蚀开裂专用换热器(管束)，以解决腐蚀难题。并以H2S腐蚀最为严重的常压塔顶冷凝器及换热器为改造对象。在换热器及管束设计中采取如下措施：①为彻底防止间隙腐蚀，换热管与管板的连接用强度胀加贴胀形式，管板切槽以消除含H2S介质可能进入管端焊缝。②为增加08Cr2ALMo换热管管端(焊缝)的腐蚀裕量，在管头用08Cr2ALMo材料堆焊Φ30/Φ25×3(单位均为mm)的环状焊肉,并采用氩弧焊焊接以保证焊接质量。③在油气入口处，为抵抗高含硫介质冲蚀，导流筒采用厚5mm的0Cr19Ni9材质制造。④为保证浮头盖法兰面的密封，防止管程、壳程介质互相串漏，浮头垫片选用0Cr19Ni9材料包膨胀石墨的包覆垫片。 在换热器及管束的制造过程中，参照合肥通用机械研究所提供的08Cr2ALMo钢焊接性能试验报告制作焊接工艺试板，并由兰州石油化工机器总厂测试中心进行了理化检验评定。焊接采用手工钨极氩弧焊，焊接材料08Cr2ALMo，焊丝Φ2.5mm，钨极直径Φ2.5mm，气体流量6～7L/min，预热温度为150℃，后热处理250℃×0.5h)。试样经670℃下,3h退火处理。经过酸蚀后检查8个剖面的08Cr2ALMo钢管(Φ25mm×25)与16MnR管板(δ22)的角焊缝，未发现裂纹和未融合等焊接缺陷。 3.结语 经实践和实验室耐腐蚀试验表明，08Cr2ALMo钢制换热器(管束)在含H2S、HCl、HCN介质中使用不仅技术可靠，而且还具有很强的经济竞争力。与同型号同规格1020钢制换热器相比，造价为后者的2.0～2.2倍，而耐腐蚀寿命则比后者高9倍。 两台设备于1999年9月投用，经过1年连续运行，没有发生泄漏等问题。2000年7月停产检修，新更换的冷凝器、换热器管束无明显腐蚀，可连续安全运行。实践证明08Cr2ALMo钢制换热器在此场合的应用获得了成功。 (孙编) |
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