某某煉油廠較早使用了雙相不銹鋼焊接構件,該廠原油中的無機鹽(NaCl、CaCl2和MgCl)和硫化物(H2S、RSH、RSR等),在煉制過程中水解和熱解作用產生了大量H2S和HCI等腐蝕性較強的物質。在該環境中CI含量一般在100mg/L,最高達2000~4000mg/L;H2S為32~65mg/L。在常減壓裝置中,碳鋼產生均勻腐蝕,20Cr13型馬氏體不銹(xiu)鋼產生孔腐蝕,而06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼發生了應力腐蝕,造成設備在不發生任何形變情況下突然破裂,生產被迫中斷,遭受極大的經濟損失。事故的主要原因是Cl-引起的應力腐蝕。因此,該廠與北京鋼鐵研究院共同對022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼進行了研制。
對研制022Cr19Ni5Mo3Si2鋼、碳鋼和06Cr18Ni11Ti 不銹鋼板進行了掛片均勻腐蝕的比較試驗,試驗結果見表4-30。從表中可以明顯地看出,022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼均勻腐蝕速度遠遠低于其他兩種材料。決定在已損壞的設備中的06Cr18Ni11Ti、12Cr13和碳鋼的焊接結構全部更換為雙相不銹鋼焊接結構
減壓塔頂原為水冷卻,后改為空冷器,采用ф25mm×2.5mm×4500mm管,由24片組成,其中用022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼管制成9片,其余為06Cr18Ni11Ti管。對冷凝水介質進行分析:pH=7~8.9;Cl-濃度為16.51~499mg/L,一般小于150mg/L;H2S濃度為52.7~175.93mg/L,最高達1055mg/L。
空(kong)冷(leng)器(qi)運行(xing)八年(nian)后(hou)經檢查,其中第三級(ji)空(kong)冷(leng)器(qi)06Cr18Ni11Ti管(guan)束用0.6MPa壓力(li)(li)作水壓試驗,發現空(kong)冷(leng)器(qi)上排(pai)管(guan)幾乎都(dou)發生泄漏。經檢查發現有(you)連(lian)成直徑約5mm的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)坑(keng),有(you)數條(tiao)裂紋(wen)起(qi)源于(yu)腐(fu)蝕(shi)(shi)坑(keng);有(you)的(de)裂紋(wen)已穿透管(guan)壁,裂紋(wen)有(you)主裂紋(wen)和樹枝狀的(de)細小支裂紋(wen),裂紋(wen)有(you)穿晶(jing)也有(you)沿晶(jing)(屬于(yu)混(hun)合型),屬于(yu)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂特征。
對裂紋處的腐蝕產物進行能譜分析,其成分的質量分數(%):管外表面Cl-高達7.809,S為12.657,K為1.429,Ca為3.011,Na為10.859,管內表面Cl-為0.149,S為13.08,K為0.786,Ca為0.504。從能譜分析看出,可以認為06Cr18Ni11Ti 不(bu)銹(xiu)鋼管的應力腐蝕破裂是由于Cl-而引起的。后全部改用022Cr19Ni5Mo3Si2 雙相不銹鋼管,克服了上述缺陷。