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焦化装置设备腐蚀情况综述张印国（中国石化股份有限公司沧州分公司炼油三部）摘要：通过对焦化装置典型设备腐蚀的论述，列举出焦碳塔油气线、辐射线、软化水线、加热炉、冷换设备及阀门等，分别分析出主要腐蚀原因，并且提出了处理与防范措施。
关键词：焦炭塔、加热炉、分馏塔、冲蚀、阀门、测厚1 前言1.1中国石化股份有限公司沧州分公司50万吨/年延迟焦化装置于1999年3月底正式建成投产，采用典型“一炉两塔加工工艺”。
主要设备包括加热炉1台、塔5座、储罐75台、气压机组1套、冷换设备50台、高温管线2100多米。
1.2主要设备防腐情况，加热炉的辐射管及对流管均采用Cr5Mo材质，焦碳塔筒体采用20R，分馏塔筒体采用20R+0Cr13Al的复合钢板、塔内构件及塔盘采用不锈钢材质，冷换设备根据不同操作条件分别采用了不同的管束防腐措施，分馏底循环、辐射等高温管线1000多米采用Cr5Mo材质，后来陆续对其它高温管线进行材质升级900多米。
2焦碳塔高温油气线2.1焦碳塔顶部的高温油气线上部的支管多次发生泄漏，截止到2007年大修以前，泄漏达到20多次，主要统计如下表：2.2特点分析：泄露部位集中在高温油气的分支管道上，并且存在气相与液相介质交变经过；管道减薄都发生在工艺生产存在死区的部位；死区管道一般两边减薄，中间最严重；高温油气主管道为φ377*10，材质为20#，多次测厚没有发现明显减薄（2006年8月份测厚主管局部由10毫米减薄到8毫米），而其上面接管，直径从φ32到φ273都出现了严重减薄现象。
典型分支管道容易腐蚀部位情况如图（1）：油气主管线2.3原因分析：高温减压渣油在焦碳塔内经过裂解与缩合反应，产生焦碳与高温油气，高温油气在连续不断进入分馏塔过程中，势必对经过的管道产生腐蚀作用，而死区的管道内存有水，即使经过蒸汽试压、蒸汽预热，也不能排净其中的水，在油气预热、油气循环、换塔等过程中，管道温度逐渐从常温升到420℃的工作温度，死区内管道存水也是逐渐蒸发，并且与高温油其中的硫、硫化物反应产生酸性气，对附近管道产生极强的腐蚀作用；管道虽然材料相同，由于材料中杂质的存在，在有电解质溶液—水存在的情况下，管道本身还会发生电偶腐蚀；死区管道内水完全蒸发后，只有高温油气经过时，在死区管道又会产生涡流，反复冲刷管道内壁。
常压加热炉炉管腐蚀失效分析及对策高中科,柳建军,郑永红,陈兴虎(中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司,甘肃庆阳745115) 摘 要:通过对常压加热炉炉管腐蚀状况的调查,分析了影响加热炉炉管腐蚀的主要因素,该炉从原设计处理量提高到1.2～1.3倍处理量后,管内介质流速增加,冲刷加剧,结焦严重。
通过采取将20号钢炉管更换为Cr5Mo 钢等措施,腐蚀得到减缓,装置实现了安全运行。
关键词:炉管;圆筒炉;高温腐蚀中图分类号:TE963 文献标识码:B 文章编号:100628805(2007)0520041203 中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司1000kt/a 常压加热炉于2004年9月建成投用,加热炉为圆筒立式加热炉,热负荷12.4MW ,炉膛温度560℃。
分南、北两路进出,两路共有炉管68根,弯头34只,炉管规格为<152mm ×10mm ,其中两路出口段共18根炉管、16只弯头材质为Cr5Mo 钢,长12m 。
其余炉管和弯头材质均为20号碳钢,见图1。
图1 炉管、弯头的排列示意①炉管及急弯弯头原设计厚度10mm ;②图中所标数字单位为mm ;③出口两端各9根炉管及急弯弯头材质为Cr5Mo 钢,其余50根炉管及急弯弯头材质为20号钢。
2005年7月装置停工检修,对加热炉弯头测厚,测得壁厚为9.5～9.7mm 。
2006年3月因加热炉出口南路热电偶套管焊缝磨穿泄漏,装置紧急停工处理,并对加热炉内辐射室弯头进行测厚,结果有16个20号碳钢弯头壁厚低于9.0mm ,最薄处达到5.2mm ,而靠近加热炉出口的Cr5Mo 弯头壁厚仍为9.7mm ,见图1。
事后对加热炉内所有的炉管进行了全面测厚,从测厚结果看,有如下的规律:(1)整个减薄走向是从辐射室进口到出口逐步加重,最薄处是出口至集合管弯头,解剖厚度仅有2.2mm ,见图2。
(2)油品上行的炉管,距下部弯头4～5m 迎火面处相对减薄严重;油品下行的炉管,距上部弯头4～5m 处相对减薄严重。
焦化装置管线和设备硫腐蚀危害分析及对策玉门炼油厂延迟焦化装置，在今年7月分进行了为期1个半月的大检修，检修期间更换了大量管线。
在检修之前一年时间内我们发现管线腐蚀现象非常严重，包括加热炉注水炉管、北冷进料炉管、高温油气管线和水管线及罐壁腐蚀。
作为一名运行工程师对装置正常生产负责，随着进口含硫、高含硫原油比例的逐年增加，焦化装置面临的腐蚀环境不断恶化，设备、管道故障增加，腐蚀泄漏造成的各类事故也有上升的趋势。
我们加大巡回检查力度，及时发现及时处理，预防事故发生，但是形势十分严峻，对正常生产造成极大危害，对加工量的提升造成阻碍。
因此，解决焦化硫腐蚀问题对装置的影响尤为重要。
延迟焦化装置腐蚀主要分两种：一、硫高温腐蚀，也就是高温S-H2S-RSH(硫醇)型腐蚀主要发生在高温重油部分，如分馏塔250℃以上的侧线、循环线、从分馏塔经进料泵、加热炉至焦炭塔的高温渣油线及焦炭塔底拿油线等。
硫的分布主要集中于重质馏分和气体中，这两部分的硫腐蚀十分严重。
在2007年检修时打开瓦斯包时发现罐壁有一层非常厚的铁锈，而且第二天发生罐内自然现象，主要就是含硫瓦斯在罐内生成硫化亚铁接触空气自然。
汽油中间罐下含硫污水明放空处也腐蚀严重，有比较浓烈的气味。
这些都表明在我装置分溜系统中含有大量的硫。
高温硫腐蚀的影响因素主要有温度、硫化氢浓度、介质流速、材质及介质流动状态等。
1)温度：由于焦化经过近500℃的高温段，原料中的非活性硫化物经过充分的分解生成硫化氢，硫化氢又分解生成单质硫和硫醇．其活性硫含量剧增，腐蚀性增大，温度越高，腐蚀速率越大。
2)硫化氢浓度：硫化氢是所有活性硫化物中腐蚀性最大的，硫化氢浓度越高，腐蚀越严重．3)介质流速：流速越大，金属表面上的硫化亚铁腐蚀产物保护膜越易脱落，腐蚀也就加剧。
4)材质：碳钢腐蚀率较大。
5)介质流动状态：管线的弯头、大小头、设备的进出口接管、孔板等改变物流形态的部位．容易产生湍流、涡流及紊流，冲刷金属表面．腐蚀率增高。
79第1卷 第25期产业科技创新 2019，1（25）：79~80Industrial Technology Innovation干熄焦锅炉炉管失效原因分析宋贵喜（首钢长治钢铁有限公司，山西 长治 046000）摘要：文章分析了锅炉炉管失效的原因，给出了在相应的建议。
关键词：干熄焦；锅炉；炉管失效中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2019）25-0079-02某厂现有2*65孔6 m捣固焦炉，产焦140万吨/年，配套170 t·h-1干熄焦。
干熄焦锅炉过热器分为两级，均采用12Cr1MoVG材质，干熄焦装置运行两年后，干熄焦锅炉一次过热器首层炉管出现爆管。
取炉管样和炉管腐蚀产物进行分析。
1 微观分析1.1 腐蚀产物1.1.1 物相分析将炉管上部及下部的腐蚀产物碾成粉，进行X射线衍射分析（XRD），表1结果表明，腐蚀产物主要为铁的氧化物和硫化物，其中硫化物含量均在60%以上，说明过热器炉管存在硫腐蚀。
表1 由XRD得到的腐蚀产物组成（%）样品Fe7S8Fe3O4Ca（SO4）（H2O）0.583炉管上层腐蚀产物62.927.79.4炉管下层腐蚀产物73.314.512.21.1.2 化学成分分析对腐蚀产物进行化学成分分析，检测结果见表2（以氧化物和单质硫计）。
腐蚀产物主要成分是铁的氧化物和硫，这与XRD分析结果一致。
表2 腐蚀产物的化学成分样品Fe2O3CaO S其它炉管上层腐蚀产物74.520.5320.93 4.02炉管下层腐蚀产物70.53 2.0821.83 5.56通过对炉管外侧的腐蚀产物开展物相、化学成分等分析，结果表明：炉管外侧发生了硫腐蚀和氧化。
2 炉管2.1 金相分析2.1.1 炉管基体组织炉管基体组织见图1～图3。
未使用炉管基体组织为铁素体+珠光体，而爆管炉管的上部和下部均珠光体存在球化现象，呈现颗粒状、点状。
产生该现象一般要达到760℃以上且保持一定时间，而12Cr1MoV材质的炉管工作温度不超580℃，因此，推测存在超温现象。
最新整理炉管腐蚀的起因与对策摘要对锅炉炉管在运行中常见腐蚀形式的起因及预防措施进行了论述。
内容涉及发生在炉管内的汽水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、气体腐蚀及氢脆等，以及发生在炉管外的灰致腐蚀、还原性气氛腐蚀、露点腐蚀和应力腐蚀等。
关键词：炉管腐蚀预防措施腐蚀起因1引言炉管是锅炉的主要传热元件，与操作介质(烟气、水、蒸汽)直接接触。
在锅炉运行时炉管会因腐蚀使壁厚减薄，材料性能劣化，以致发生鼓胀变形或爆管。
炉管腐蚀是一个化学或电化学过程，炉管腐蚀可分为管内腐蚀(为方便叙述，这里特指水管锅炉，对于火管锅炉，应理解为"水"侧)和管外腐蚀(对火管锅炉应理解为"火"侧腐蚀)两大类。
管内腐蚀又可分为汽水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、气体腐蚀和氢脆等；管外腐蚀有灰致腐蚀、还原性气氛腐蚀、露点腐蚀、应力腐蚀等之分。
2管内腐蚀2.1汽水腐蚀汽水腐蚀是于金属铁被水蒸汽氧化而发生的一种化学腐蚀。
汽水腐蚀是过热器管的主要腐蚀形式，在蒸发管中当发生汽水分层或循环停滞时也会发生，其特征是均匀腐蚀。
过热蒸汽在450℃时，可直接与铁发生下列反应：3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2↑当温度为570℃以上时，其反应生成物为Fe2O3：Fe+H2O→FeO+H2↑2FeO+H2O→Fe2O3↑防止汽水腐蚀的方法有：消除倾斜角度较小的蒸发段，确保水循环正常，对于热温度较高的过热器，应采用耐热、耐腐蚀性能较好的合金钢管等。
2.2碱腐蚀碱腐蚀是通过强碱的化学作用，使管内壁面的Fe3O4保护膜遭到破坏，而后使金属基体遭到进一步氧化的一种化学腐蚀。
例如对于苛性碱(NaOH)，它通过如下反应：4NaOH+Fe3O4→2NaFeO2+Na3FeO2+2H2O使Fe3O4保护膜遭到破坏，露出的铁直接与NaOH发生如下反应，使金属表面不断腐蚀：Fe+2NaOH→Na2Fe3O4+H2↑炉水的酸碱性应添加HCL和NaOH来调节的，当pH值保持在10~11时，铁的腐蚀速率变得很小。
浅谈加热炉腐蚀及防护措施摘要：加热炉是炼油厂的重要设备，它的长周期正常运行关系到炼油厂的连续安全生产。
通过对加热炉炉管、炉体、炉内件等腐蚀失效问题的探讨和分析，提出相应的防护措施。
关键词：加热炉腐蚀随着国内原油性质的劣化，进口含硫原油的增加以及加工深度的提高，炼油装置的腐蚀问题已日益突出。
为了保证装置的长周期安全运转，加热炉作为一个工作条件比较苛刻的重要设备，其腐蚀失效问题不容小视。
1 加热炉腐蚀概况加热炉腐蚀主要包括燃料燃烧产生的烟气对炉管外壁及炉内件的氧化及炉管内被加热介质对管路系统的冲蚀、渗碳、硫化、氢损伤、烟气的露点腐蚀和开停工等不稳定工况所引起的热冲击等。
2 炉管及炉内件腐蚀及解决措施2.1 高温氧化高温氧化主要发生在加热炉辐射室内。
由于该处温度较高，在高温条件及炉内含氧气氛中不可避免地要发生氧化腐蚀。
尤其是近火焰处的炉管，氧化尤为严重。
迎火面、背火面的氧化速度不同，迎火面的氧化皮厚且疏松，层层剥落，表层有网状裂纹；而背火面的氧化皮薄且致密。
氧化皮的主要成分是FeO和Fe3O4。
炉膛温度过高、温差过大、火焰舔管、局部过热、管内结焦，都会导致正常情况下或非正常情况下的氧化。
另外，炉管温度过高也导致了金相组织发生变化，大部分珠光体球化，原来存在于珠光体内的细片状渗碳体成了球状，这些弥散的碳化物聚集长大、迁徙，并有新的碳化物从晶粒中析出。
随着温度的升高和时间的延长，这些变化更加明显。
同时晶界上的空穴和缺陷给碳化物沿晶界扩散和聚集提供了条件。
在高温下使用长时间后，原有的或新析出的弥散碳化物变成了大颗粒的碳化物，并向晶界聚集，特别是在晶界处，甚至形成多角状、链状，造成晶内形成大块状的铁素体。
由此，将削弱材料的高温强度，特别是冲击韧性值大大降低，材料变脆。
防止或减轻高温氧化应从材料的选择、运行期间的规范操作上加以考虑。
对于旧装置检修中需要更换的炉管，从减少投资的角度考虑，可以对一些稍低等级的材料加以表面合金化处理，但必须控制好处理的质量。
最新整理焦化加热炉辐射炉管腐蚀失效分析
应用扫描电子显微镜、能谱分折以及X射线衍射仪对焦化加热炉辐射炉管的高温腐蚀产物外貌特征，腐蚀物成分以及物相进行了分析，结果表明，于炉膛操作温度过高，且燃料中含硫，Cr5Mo炉管不但发生高温氧化腐蚀，还发生高温硫腐蚀，使加热炉辐射炉管破坏加巨，最终导致炉管失效，同时提出了预防措施。
Cr5Mo钢具有良好的抗腐蚀性能和适中的高温机械性能，是石油化工设备常用的金属材料。
玉门油田炼化总厂焦化车间使用这种材料制成的焦化加热炉辐射炉管投入后，20xx年至20xx年在短短3年中却发生了严重的腐蚀，其中20xx 年大检修针对辐射炉管腐蚀严重的15根炉管进行更换，20xx年大检修炉管腐蚀严重的12根炉管进行更换，表面腐蚀产物一层层剥落。
有些部位严重减薄。
本研究工作针对这一现象，对辐射炉管使用环境及其腐蚀产物的形貌、成分、物相进行分析，旨在找出腐蚀失效的原因及改进措施。
腐蚀产物检测
高温腐蚀产物外貌特征宏观可见，腐蚀产物极易呈片状剥落，片状物大小不一，新剥落的腐蚀片，外表呈暗红色凹凸不平，内表面呈光滑沥青状，观察腐蚀片的截面，有层状结构。
扫描电子显微镜形貌观察，用扫描电子显微镜观察片状腐蚀产物的截面。
上部为腐蚀片的外层，此部位的腐蚀物组织疏松不连续；下部是腐蚀片的内层，即靠近基体的部位，此处的组织相对细密；内外层之间有一中间层，此层组织的紧密程度介于内外层之间，在外层与中间层交界处，中间层与内层交界处，分别观察到断断续续的裂纹。
利用扫描电子显微镜分析可以更宏观
判断焦化加热炉辐射炉管腐蚀产物组织结构，焦化加热炉辐射炉管外壁温度为742℃左右，超过了Cr5Mo钢的适宜温度，故发生高温氧化腐蚀。
长期超温运行所造成损伤的程度依次为氧化、渗碳及组织变化；壁厚减薄程度是评价管能否继续使用的首要依据。
能谱分析，对剥落片截面进行扫描电镜的能谱分析，在截面的不同部位均可检测出Fe、S、Na、Cr、Si、Mg等元素．不同部位其元素的相对质量不相同。
从外层到内层，硫化物的含量逐渐依次递减，S含量 33.34％下降到9％再减为2.5％。
在内表面呈光滑沥青状的部位测定Fe、C、S3种元素的质量百分含量分别是32.13％、0.16％和1.60％。
于燃烧高压瓦斯气，燃烧产物使炉内硫化氢分压变高，还发硫化氯腐蚀，且硫化速度比氧化速度要大几数量级，所以Cr5Mo 辐射炉管在短时间内出现严重腐蚀，随着腐蚀进行，辐射蚀产物变厚，腐蚀膜的内应增大，特别是硫化物生长产生的应力比氧化物生长产生的应力大许多，在应力作用下，腐蚀呈层状剥落的形式。
X射线衍射物相分析。
剥落片的X射线衍射物相分析表明，片的主要物相是Fe304、Fe203、FeS2。
从X射线衍射物相分析表明：降低燃料气中的硫化物是提高加热炉炉管使用寿命的关键因素。
腐蚀类型及原因分析
对焦化加热炉工作条件进行测定，管内的渣油入口温度370℃，出口温度变为491±1℃，炉膛温度约742℃。
炉膛燃烧的高压瓦斯，高压瓦斯内含多种形式的硫化物。
综合以上检测结果，可以知道剥落的片状物，包括内表面呈光滑沥青状的部位都炉管腐蚀的产物，而不是燃烧的垢物，腐蚀物的物相基本是氯化物和硫化物，炉管发生了高温氧腐蚀和硫腐蚀。
炉管发生腐蚀的原因有二：一是操作温度过高。
根据现场测定，炉膛温度达到了700℃以上甚至有的部位达到800℃．而Cr5Mo钢适宜温度为650℃以下。
材料在高温工作中造成严重的氧腐蚀。
二是燃料高压瓦斯气含硫、硫醇、硫化物、硫化氢等物质，各种硫化物特别是硫化氢对钢村的腐蚀性比氧的腐蚀性更强。
如下表1为焦化加热炉烟气含量表：
焦化加热炉主要烟气成分含量表
烟气成分
O2
CO
NO
NO2
NOx
SO2
H2S
CO2
含量mg/kg
8.09
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4。
