丙烷罐的防腐分析与措施

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丙烷罐的防腐分析与措施 

某公司丙烷脱沥青装置建于1994年4月,设计原 料为减压渣油(硫含量<0.381%),2000年7月对丙烷 

罐进行检查,未发现异常。由于加工原油硫含量增加, 2006年9月检修时发现该设备出现严重氢鼓泡及母材 

腐蚀。 

1、丙烷罐的基本情况 

丙烷罐的主要技术参数:设计压力3.0MPa,操作压 

力2.2MPa,设计温度50℃,操作温度40 ̄(2,介质混合丙 

烷、水,规格 2400mm×1800mm X 30mm,材质16MnlK。 

设备焊后经整体热处理,其热处理规范为610 ̄(2 x 1.5h~ 

635o(2X 1.5h。 这台设备于1994年使用,在2000年的定期检测 

中,安全状况等级被评为1级。但2006年的9月发现 

管道有鼓泡,为此决定提前检验。 

2、丙烷罐腐蚀的基本情况 

(1】丙烷罐采样数据和原料分析 丙烷罐设备运行中,随着加工原油硫含量的增加 

(见表1),丙烷罐脱水铁离子浓度也逐渐增高(见表 

2),说明其腐蚀加剧。 

表1原料中的硫含量(2004) (mg/m3) 

日期 1.29 2.16 J 3.2{4.27 J 5.24 I&28 J 8.23 j 9 13 I 10~ S含量 0 82 1.749 I 1.399 l 1.566 1 l 267 I 1.697 l 2.03 l 1.127 I l 890 

表2丙烷罐脱水铁离子浓度(2004) (rag/1) l l 1 日期I 10.8}10.10 l 10 14 10 l8 10.2l 10.24 10.31 

Fe f 2.1 f 1.21 f 7.88 l2.3 4.5 ii.I4 5 78 

(2)丙烷罐检验结果 

●外观检查。对内壁宏观检查发现:丙烷罐母材氢 

鼓泡149处,直径30rnm一165mm,鼓泡壁厚7.0mm一 

13.7mm,高度3mm~6rnm。 ●内壁裂纹检查。对丙烷罐鼓泡进行荧光MT检测 

发现19处鼓泡开裂,长度大多为2mm~3mm,最长 

40mm。对丙烷罐鼓泡所在的板材进行MT检查,抽查均 

发现有裂纹,裂纹长度大多2mm~4mm,最长15mm。在 

母材上选择裂纹较集中部位进行打磨消除,其裂纹数量 

随打磨范围增大而增加。对接焊缝100%MT检测,均未 

发现裂纹类缺陷。 

●超声检测情况。对丙烷罐外壁北侧封头和第一筒 

节上部母材进行横波斜扫查,在深度14mm~17mm范围 

均有呈草状反射讯号(说明母材内部有小裂纹反射);在 

内壁对鼓泡所在板材进行斜探头检测,在深度10mm~ 口杨欣军张燕金星宇 

14mm范围也有呈草状反射讯号,与外壁检测相似。对接 

焊缝经100%UT检测,未发现Ⅱ级以上的缺陷。 

●金相及硬度。对丙烷罐的焊缝、鼓泡壁、鼓泡所 

在母材及未发现鼓泡板材进行金相分析,金相组织均 

正常,鼓泡上及其周围母材表面裂纹尖端基本呈沿晶 

状态,属氢致开裂。对各部位所测试的丙烷罐硬度值基 

本正常。 

3、综合分析 

由于原油的硫含量高,使得炼制出来的油品及化 工半成品不能进行严格的脱硫和脱水处理,常含有超 

标的硫化氢和水分,从而形成湿硫化氢环境,导致硫化 

物应力腐蚀破裂、氢诱导裂纹和氢鼓泡等,发生与氢有 关的损伤。 

据有关资料介绍,在湿硫化氢环境下,中低强度钢 

的氢致开裂敏感性较高,而高强度钢的硫化物应力腐 

蚀开裂敏感性较高。中等强度16MnlK钢在湿硫化氢环 

境中,主要是母材发生氢诱导裂纹和氢鼓泡,从而在材 

料内部产生大量的分层缺陷,导致储罐有效壁厚减薄, 

对设备的安全运行造成危险。存在于材料中沿带状珠 

光体分布的长条形MnS是引起16MnlK钢发生腐蚀破 

坏最重要的冶金因素,因此减少含硫量可提高材料的 

抗硫化氢腐蚀性能。 

4、丙烷罐H2s腐蚀的防护措施 

(1】提高钢材的质量 

氢鼓泡(tm)、氢致开裂(HIC)部与材料中的S、P等 

杂质的含量有关。目前,国内外抗HIC钢板主要采用控 

制合金元素含量,降低S、P等杂质的含量,来控制夹杂物 

的形状,减少偏析,采用热控轧技术降低带状组织,并细 

化晶粒。制造焊接后,进行焊后热处理也是有益的。 对于轧制材料可通过下面方法提高HIC的抗力: 

采用低硫钢,应控制在0.003%以下;控制夹杂物的形 

状;减少偏析;采用控轧。 

(2)工艺防腐 

工艺防腐主要是通过脱硫的方法降低丙烷中的硫化 氢含量,常用碱液(NaOH)或乙醇胺中和丙烷中的H2s。 

丙烷罐的鼓泡、开裂是由于H s的腐蚀而引起的, 

降低材料中的Mn、S、P含量可显著改善材料的抗H2S 

腐蚀性能。此外采用工艺防腐,中和丙烷中的H2S也是 

有效的。(作者单位:盘锦一