石化PTA装置腐蚀现状与防腐探讨-

1、 中国设备工程2009年09月石化PTA 装置腐蚀现状与防腐探讨李旺(中国石化股份公司天津分公司化工部,天津300271摘要:中国石化股份公司天津分公司PTA 装置随着运转周期的延长,其腐蚀问题越来越突出,直接影响文献标识码:B文章编号:1671-0711(200909-0032-03中国石化股份公司天津分公司PTA (精对苯二甲酸装置2000年5月正式投产运行。随着装置运行时间的延长,装置存在的腐蚀问题也越来越突出,腐蚀已经影响到部分设备装置的安全、稳定运转。一、PTA 装置腐蚀状况由于装置中存在的腐蚀点较多,以下挑选几个有代表性的设备举例说明。TE-203A/B 为TA 单元氧化反应排料罐

2、TD-203的第一和第二闪蒸冷却器,材质为SUS316L 。2008年大修时,打开TE-203A/B 换热器及相关管道后,发现管道法兰(如图1、管道、换热器端板、换热器封头焊缝(如图2等腐蚀非常严重,已经接近报废。TD-207为2005年9月改造增加的氧化尾气气液分离罐,材质SUS316复合板。在2008年5月至6月分别发现人孔及液位计附近出现漏酸,为维持装置正常生产,采用氮气减压后通入罐内的保护措施(如图3。2008年9月打开人孔检查,发现泄漏部位均为焊道,同时发现内部复合层布满蚀坑。氧化单元干燥机TM-304腐蚀在第二至第四段的螺旋板、扬料板处较为明显。而精制单元干燥机PM-404不仅第二

3、至第四段螺旋板、扬料板腐蚀明显,而且筒体焊缝出现腐蚀,蚀坑深达2mm 。PTA 装置中存在的腐蚀因素包括醋酸、四溴乙烷、碱液、氢气等各种流体。(1均匀腐蚀。蒸汽凝液系统的腐蚀、醋酸管线的腐蚀、碱液对碳钢管线的均匀腐蚀、循环水管线的内壁腐蚀等都属于全面腐蚀。均匀腐蚀的危险性较小,可以通过选材与壁厚设计加以解决。(2点蚀。不锈钢材料的腐蚀是靠氧化膜来抵抗,而局部区域发生氧化膜损坏,就会在该处发生点蚀。而如果存在卤离子(Cl -,Br -,形成的卤化物就会加速腐蚀速率。(3缝隙腐蚀。在填料、垫片、法兰紧固件的端部等液体静滞处,由于形成缝隙,此处金属离子的浓度梯度导维修与管理32 2009年09月中国

4、设备工程致了缝隙腐蚀的发生。(4电偶腐蚀。由于设备初始设计比较复杂,往往一台设备或一个部件由多种材料组成。而不同材料的腐蚀电位有差别,从而形成了一个电化学腐蚀电池。例如异种材料的焊接焊道处,干燥机在将液体蒸发为气体的区域。(5磨损腐蚀。在PTA 装置中主要表现为冲刷腐蚀。是由于PTA 粉料、浆料、蒸汽凝液对管线、弯头的冲刷所致。(6晶间腐蚀。金属和合金的微观组织是由被晶界分割开的晶粒组成的。晶间腐蚀是沿晶界或紧邻晶界的局部腐蚀,而晶粒本体基本上不受影响。一个典型的例子就是不锈钢的敏化。富铬的晶界沉淀物使紧邻这些沉淀物的部位局部贫铬,致使这些区域在某些电解质中易遭到腐蚀损坏。由于不锈钢材质中,各

5、个微量元素的作用不同,其含量的多少直接影响材料的各种性能。因此,根据具体要求,在检验时,有的成分应该卡在下限,有的成分应该卡在上限。(1含碳量的多少与钢材的性能有很大关系,降碳可以减少晶间腐蚀倾向。相比较而言,对于300级不锈钢,含碳量越低,其耐蚀性能越好。国内L 级一般控制在0.03%,而国外L 级已经达到0.01%。(2Mo 可以改善点蚀和耐缝隙腐蚀,而含量在4%6%时,耐点蚀能力才会提高。(3Ni 能够稳定奥氏体相,提高镍含量,不锈钢将具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能,同时镍是提高奥氏体不锈钢耐许多介质穿晶型应力腐蚀的唯一重要元素。(4不锈钢中Cr 含量在12%以上才能够提高电极电位

6、,在17%以上时可使Fe 产生钝化,同时Cr 必须是以固溶体形式存在,不能是化合物,才具备耐蚀作用。(1尽管奥氏体不锈钢很容易焊接,但焊缝金属和热影响区可能产生裂纹。(2锻造不锈钢加工和热加工后进行固溶处理。规范一般要求在1035进行固溶处理并迅速淬火。主要是把铬重新溶入固溶体中使其电极电位升高,获得均匀的奥氏体组织,防止晶间腐蚀。(3在425595进行消除应力处理可把变形量降至最低。但需要完全消除应力时,偶尔需要在815870进行消除应力处理。建议对频繁出现腐蚀问题部位,要从原始设计选材中提高材质等级。2.材料的选用、加工过程实行全过程监督(1在与设备制造厂家签署协议时,要将正常的设计温度、

7、压力、接触介质,介质的腐蚀状况及选用材质等详细注明。(2对于特殊材质,要注明各个元素的含量,不仅要有产地、产品合格证,而且要加强第三方的检验。(3在技术协议中注明加工工艺、焊接工艺、热处理工艺等。(4在设备制造过程中要求第三方监造,加大对隐蔽工程、中间质量验收的治理。3.通过设备更新、维修进行材料升级(1将不锈钢复合板设备改为整体不锈钢设备。关键且危险的装置尽可能采用整体不锈钢设备。(2将输送四溴乙烷等的管道、备件、设备材料由SUS316L 或SUS317L 升级为Ti 材。(3将部分低温不锈钢管线改为衬塑管线。(4将部分腐蚀部位的管线用双向钢代替SUS316L 不锈钢。(5应选择高一个等级的

8、不锈钢焊条。由于焊缝部位容易造成成分偏析,因此焊条选择要比母材高一个等级。而生产中常用的SUS316L 设备,一般焊条需用SUS317L 焊条或哈式合金焊条。(1降低溶剂中Br -浓度。通过合理控制四溴乙烷及流程下游的催化剂浓度来减轻Br -对装置的腐蚀作用。(2降低废气中的酸含量。采取加大喷淋洗涤塔的喷淋量来实现,从而减轻对废气系统及其用户的腐蚀。(3减少工艺碱洗次数。减少碱液中的Cl -残留造成的设备腐蚀。(4减少不锈钢设备的高温碱洗次数。尤其钯碳催化剂高温碱洗,一定要控制碱洗频率、碱洗温度及碱液浓度。(5在日常生产中杜绝“跑、冒、滴、漏”现象的发生,减轻酸性液体、气体对平台、楼板、地沟、

9、护栏等的腐蚀。(1对已被腐蚀的设备要定期检查,及时掌握设备腐蚀状态,指定专业厂家制定详细的检修方案,为下一步检修做准备。(2对检修频率高、检修费用高、因腐蚀造成能耗高的设备,加大日常的维护管理,进行技术改造攻关,对部分部件作为易损件进行储备,设备实行计划检修,备件定期更换,同时考虑材质升级和设备更新。维修与管理33 中国设备工程2009年09月(1安装腐蚀检测探针。在腐蚀突出部位安装腐蚀监测探针,随时了解设备的腐蚀速率,通过测厚等手段,推测设备的使用寿命。(2法兰面的阳极化处理。垫片部位容易在法兰面局部形成液体聚集,聚集的腐蚀性介质加大了对该部位的腐蚀。而法兰面通过阳极保护处理,可以在金属面表

10、面形成一层保护膜,大大降低腐蚀速率。(3不锈钢表面镀钯技术。钯是一种贵金属,自身热力学稳定性很高。在不锈钢表面镀上一层钯,可以提高不锈钢的表面电位,有效地促进不锈钢表面的钝化,使不锈钢在非氧化性介质中表面也能形成钝化膜,提高耐腐蚀能力。四、结论综上所述,石化PTA 装置中腐蚀的原因很多,形成腐蚀的种类也很复杂。但只要得到各方的一致重视,在各个环节进行预防、控制、治理,就能够使腐蚀所带来的危险、危害最小化,保证装置的长周期稳定运行。参考文献:1吴荫顺,李久青,曹备等译.腐蚀工程手册M.中国石化出版社,2004(1:211-220,450-451.收稿日期:2009-06-01浅谈设备状态监测技术

11、在设备管理及维修中的应用于晓东(奇瑞汽车股份有限公司设备部,安徽芜湖241009摘要:设备状态监测技术是一项新兴技术,它的推广应用为设备故障隐患预知与消除奠定了基础。着文献标识码:B文章编号:1671-0711(200909-0034-02随着科学技术的飞速发展,设备的自动化程度越来越高,生产线各设备间的关联程度更加密切,一个简单的设备故障就可能造成整套设备体系的瘫痪。因此,设备故障“早发现、早处理”的预警机制非常重要,设备状态监测技术应运而生,推动了预知维修的发展。目前国内外生产状态监测设备的厂家很多,振动监测诊断技术、红外热成像测温技术、油品检测技术等比较普及,下面就红外热成像测温技术在现场中的应用做案例分析。红外热成像测温仪技术参数:温度测量范围为-40120,0500;精度±2或读数的±2%;空间分辨率1.2mrad ;工作波长814m ;聚焦范围30cm 至无穷远测量;功能运行、静止;使用环境温度、湿度-1550,小于等于90%(无凝露;视频信号输出NTSC 、PAL 复合视频,S 端子视频;录像式记录实时内存1664幅图像。一、具体实施步骤1.制定目前需检测设备的局