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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。
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨延迟焦化装置加热炉是延迟焦化装置中的重要设备，其作用是将原料煤在高温下进行热解反应，从而得到焦炭和其他附属产品。
在加热炉的运行过程中，由于高温、高压等因素的影响，加热炉的金属部件容易受到腐蚀的影响。
本文将重点探讨延迟焦化装置加热炉腐蚀问题的现状和对策探讨。
一、延迟焦化装置加热炉腐蚀问题的现状延迟焦化装置加热炉在工作过程中受到多种因素的影响，导致其金属部件容易受到腐蚀。
主要表现在以下几个方面：1. 高温气体腐蚀：在加热炉内部燃烧过程中，产生的高温气体中含有大量的腐蚀性物质，如二氧化硫、水蒸气、氧气等，这些物质会对加热炉的金属部件产生腐蚀作用。
3. 热应力腐蚀：由于加热炉在工作过程中需要经受高温、高压等严苛的工况，金属部件容易受到热应力的影响，从而引发腐蚀问题。
以上几个方面的腐蚀问题，严重影响了加热炉的正常运行，同时也给设备的维护和管理带来了很大的困难。
针对延迟焦化装置加热炉腐蚀问题，可以采取以下对策来加以解决：1. 选择耐腐蚀材料：加热炉的金属部件可以选择耐腐蚀材料进行制造，以提高其抗腐蚀能力。
可以选用耐高温合金钢、不锈钢等材料，这些材料具有较强的抗腐蚀性能，可以有效延长加热炉的使用寿命。
2. 表面涂层防护：对加热炉内部金属部件进行表面涂层处理，提高其表面的抗腐蚀能力。
可以采用耐腐蚀涂料、耐高温涂料等进行表面涂层，形成一层保护膜，有效阻隔腐蚀性物质对金属表面的侵蚀。
3. 加强排放气体治理：对加热炉排放的高温气体进行治理，减少其中的腐蚀性物质含量。
可以采用干法脱硫、湿法脱硫等技术对烟气中的二氧化硫进行处理，降低腐蚀性物质的排放。
4. 定期维护检查：加热炉在使用过程中，需要定期进行维护检查，及时发现并处理腐蚀问题。
对金属部件进行清洗、修复、更换等工作，保证设备的正常运行。
5. 增强炉体结构设计：在加热炉的结构设计中，可以采用一些增强措施，如增加衬里、加固设备结构等方式，提高加热炉的整体抗腐蚀能力。
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨1. 引言1.1 研究背景延迟焦化装置加热炉是石油化工行业常用的设备，用于对油料进行加热处理。
然而，该设备在长时间运行过程中容易受到腐蚀的影响，导致设备寿命缩短、安全性降低。
因此，针对延迟焦化装置加热炉的腐蚀问题进行研究具有重要意义。
在现有研究中，对于延迟焦化装置加热炉的腐蚀机理和原因已有一定了解，但对于如何有效预防腐蚀、提高设备的耐腐蚀性能还存在一定的探讨空间。
因此，本文旨在深入分析延迟焦化装置加热炉的腐蚀机理，探讨腐蚀原因，并提出有效的预防对策。
通过对不同对策的效果评估，为提高设备的耐腐蚀性能提供有益参考。
通过技术改进建议，进一步完善对策，提高设备的可靠性和安全性。
最终，对延迟焦化装置加热炉的腐蚀控制关键进行总结，展望其在工程应用中的前景，并提出未来的研究方向。
1.2 问题提出目前，延迟焦化装置加热炉在工业生产中起着至关重要的作用。
然而，随着设备运行时间的延长，加热炉出现了不同程度的腐蚀问题，严重影响了设备的正常运行和生产效率。
腐蚀问题的出现不仅会增加设备维护成本，还有可能导致设备损坏甚至生产事故的发生，给企业带来不可估量的损失。
因此，如何有效地解决延迟焦化装置加热炉的腐蚀问题成为当前亟待解决的技术难题。
需要深入分析腐蚀机理，找出腐蚀的根本原因，并提出科学可行的预防对策。
只有通过系统性的研究与探讨，才能有效地提升设备的运行稳定性和延长设备的使用寿命，从而促进工业生产的可持续发展。
1.3 研究意义延迟焦化装置加热炉是化工生产中常用的设备，其腐蚀问题一直是工程技术人员关注的焦点之一。
随着现代化工生产的发展，延迟焦化装置加热炉的腐蚀问题变得越发严重，给工程运行和设备维护带来了一定困扰。
深入研究延迟焦化装置加热炉的腐蚀机理和腐蚀对策具有重要的意义。
通过对腐蚀机理的分析可以帮助工程技术人员深入了解延迟焦化装置加热炉腐蚀的成因和发展规律，为制定有效的腐蚀控制措施提供科学依据。
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。
锅炉管道腐蚀的原因分析和建议锅炉管道腐蚀的原因、分析及建议×××（××××××××××发电有限责任公司×××××× 044602）摘要：四管爆漏是火力发电厂中常见、多发性故障，而管道的腐蚀常常中四管泄漏的重要原因。
大部分管道腐蚀的初始阶段，其泄漏量和范围都不大，对于故障的部位不好确定和判断。
一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，发展成为破坏性泄漏或爆管，严重威胁着火力发电厂的安全稳定运行，故本文对锅炉四管腐蚀的原因进行了分析并根据相应的原因提出了一些建议。
关键词：腐蚀、硫化物、氯化物0 前言腐蚀是火力发电厂中常见的故障。
腐蚀的初始阶段，没有明显的现象或其泄漏量和范围都小，对于故障的部位不好确定和判断。
一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁，造成连锁性破坏，危及到整个锅炉运行的安全。
1．腐蚀的原因广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。
狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。
1．1管内壁腐蚀：也称水汽侧腐蚀。
1．1．1溶解氧腐蚀。
1．1．2垢下腐蚀。
1．1．3碱腐蚀1．1．4氢损伤。
1．1．5铜氨化合物腐蚀。
1．2烟气侧腐蚀。
1．2．1高温腐蚀。
1．2．2低温腐蚀。
1．3应力腐蚀，也称冲蚀。
指管道受到腐蚀和拉（压）应力的综合效应。
3．设备发生腐蚀的理论原因分析3．1管内壁腐蚀3．1．1溶解氧腐蚀由于Fe与O2、CO2之间存在电位差，形成无数个微小的腐蚀电池，Fe是电池中的阳极，溶解氧起阴极去极化作用，Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。
当pH值小于4或在强碱环境中，腐蚀加重，pH值介于4~13之间，金属表面形成致密的保护膜（氢氧化物），腐蚀速度减慢。
焦化加热炉辐射炉管腐蚀失效
分析(新版)
Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.
( 安全管理 )
单位：______________________
姓名：______________________
日期：______________________
编号：AQ-SN-0919
焦化加热炉辐射炉管腐蚀失效分析(新版)
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，由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，2007年至2010年在短短3年中却发生了严重的腐蚀，其中2010年大检修针对辐射炉管腐蚀严重的15根炉管进行更换，2013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含量由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％。
由于燃烧高压瓦斯气，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Fe3
04
、Fe2
03
、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
H2
S
CO2
含量mg/kg 8.09
1752
4
19
150
100
7.2
表1
腐蚀物层状剥落的原因：随着腐蚀速度加快，腐蚀产物变厚，腐蚀膜的内应力增大，以致出现开裂，当内应力足够大时，即形成片状剥落。
当炉膛的温度高于Cr5Mo钢的适宜温度时。
辐射炉管的抗氧化性降低，若周围环境的硫化氢含量尚不很高，环境气氛将以氧分压为主，这时发生氧腐蚀为主的高温氧化，氧化过程中材料中的Cr与氧形成的氧化膜存一定的致密性，对腐蚀发展速度有一定阻挡作用，随着高压瓦斯气不断燃烧，燃烧产物之一的硫化氢浓度也不断升高，气体介质中除了氧还含硫化氢，硫化氧分压导致的腐蚀会超过由氧分压导致的腐蚀，此时辐射炉管将以硫化腐蚀为主，与氧化相比，高温硫化腐蚀与氧化腐蚀有许多类同。
但一般金属的硫化腐蚀速度比氧化腐蚀速度要大几个数量级，且硫化物生长产生的应力比氧化物生长产生的应力大许多，硫化物层容易破裂和剥落，对腐蚀发展
完全丧失阻挡作用，导致辐射炉管破坏加速。
严格按照《焦化加热炉操作规程》进行操作，尽量保证操作时温度的稳定和原料渣油流速的平稳；定期检查辐射炉变化和壁厚度，掌握积碳情况，及时继修及更换。
定期测定加热炉辐射室炉管外壁的温度，同时增加管内温度测控点，通过热电偶进温度控制。
对加热辐射炉管进行材料升级，Cr5Mo钢适宜温度为650℃以下，Cr9Mo钢适宜温度为700℃～800℃。
而焦化加热炉最高温度正好在700℃～800℃区间。
利用大检修时对焦化加热炉辐射炉管从Cr5Mo
钢升级为Cr9Mo。
这样对于焦化加热炉长期、安全生产有了保证。
XXX图文设计
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