黄岛区市场监督管理局 山东省青岛市 266000
摘要：本文针对某炼厂200万吨/年加氢裂化装置大修期间的腐蚀行为进行了分析。发现该加氢裂化装置暴露的主要问题为不同程度的湿硫化氢腐蚀，且存在结盐风险与中温硫腐蚀工况，并对其腐蚀防护措施提出了整改建议。
关键词：加氢裂化装置；腐蚀调查；腐蚀防护
1 前言
腐蚀调查工作是装置腐蚀与防护管理的重要环节，通过停工检修期间腐蚀调查，可全面了解分析设备及管线的腐蚀状况。对腐蚀严重的设备及管线开展腐蚀分析，一方面暴露装置存在的腐蚀问题并提出整改措施建议，另一方面可对上周期装置防腐措施和效果进行检查和评估。
2 装置介绍
某炼厂200万吨/年加氢裂化装置于2012年11月开始投入运行，装置由反应、分馏、吸收稳定、气体脱硫4部分组成。装置检修周期为4年/次，2019年对加氢裂化装置进行定期检维修工作。此次腐蚀检查共涉及塔类设备11座，加热炉2座，容器48座，换热器45台，空冷器64台，17条管道。
3 各单元腐蚀调查情况结果
3.1 反应部分
（1）热高分气与氢气换热器E-103
热高分气与氢气换热器E-103壳程介质为混氢，压力为14.4MPa，进/出口温度为30/130℃；检查发现靠近封头一端的壳体壳体内壁密布蚀坑，最大深度约5mm，如图3-1所示。
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图3-1 壳体腐蚀形貌
（2）冷低压分离器D-106
罐体内罐壁表面有较厚垢层，垢层呈黑色，除去垢层，垢层下罐壁有明显腐蚀，蚀坑面积较大，蚀坑深约2mm；罐内隔板表面有轻微密布小蚀坑，蚀坑深约0.5mm，如图3-2所示。
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图3-2 罐壁垢层与坑蚀形貌
3.2 分馏部分
（1）硫化氢汽提塔C201顶数第二人孔内热进料弯头减薄，测厚数据（mm）为5.97、8.42、8.08、9.72。
（2）分馏塔C-202，塔体材质为Q245R+06Cr13，塔顶数第一人孔内，分布管表面密布小蚀坑，蚀坑深约0.5mm，直径约0.5mm～2mm，如图3-3所示。
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图3-3 分布管蚀坑形貌
3.3 吸收稳定部分
一中回流油与脱乙烷油换热器E-302，操作介质（管/壳）为二中回流油/脱乙烷油，压力（管/壳，MPa）为1.28 MPa /1.6，温度（管/壳，℃）：215/190，材质（管/壳）为10#/Q345R。
此次腐蚀调查发现换热管管壁表面密布蚀坑，蚀坑深约0.5mm～1mm。
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图3-4 换热管管壁表面蚀坑形貌
4 腐蚀调查结果与分析
此次腐蚀检查，主要腐蚀问题为湿硫化氢腐蚀，但仍需重点关注铵盐腐蚀。同时分馏部分存在中温硫冲刷腐蚀，气体脱硫部分的塔器、容器、换热器经检查，整体状况良好，并未发现明显腐蚀问题。
反应部分的热高分气与氢气换热器E-103、冷低压分离器D-106、分馏单元硫化氢汽提塔C-201、分馏塔C-202塔顶主要表现为湿硫化氢腐蚀。其中一中回流油与脱乙烷油换热器E-302换热器管束腐蚀坑较深，建议对管束进行更换；热高分气与氢气换热器E-103主要表现为湿硫化氢引起的均匀点蚀，可进行补焊处理，但腐蚀调查并未发现管程结盐。由于E-103实际运行温度处于NH4Cl结盐温度范围内，存在结盐风险，可通过间歇注水缓解，日常运行注意观察换热器前后压降变化趋势。
分析加氢裂化装置的腐蚀行为特点，对此次涉及到的腐蚀机理进行分析如下：
（1）湿硫化氢腐蚀
NACE RP 0296中将湿硫化氢环境定义为：
（a）水中含H2S>50 mg/L（50 ppmw）；
（b）水中含H2S，且pH<4；
（c）水中含H2S和HCN>20ppm，且pH>7.6；
（d）气相H2S分压>0.0003MPa（绝压）
原料中的硫化物通过加氢反应生成H2S，在装置的低温部位，尤其是气液相变部位，产生低温湿H2S腐蚀。
低温湿H2S环境除了对设备造成均匀腐蚀外，还会造成腐蚀开裂。这是因为当环境中含有硫离子（如溶解的H2S、HS-、S2-）或氰化物时，会促进腐蚀反应生成的氢原子被钢吸收，进入钢材内部并溶入晶格中。固溶于晶格中的氢有很强的游离性，在一定条件下将导致材料的脆化和氢损伤。一般认为，低温湿H2S环境中的开裂包括氢鼓泡（HB）、氢致开裂（HIC）、硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）、应力导向氢致开裂（SOHIC）四种形式。
（2）氯化铵盐腐蚀
因为反应产物中含有一定的NH3和HCl，当流体温度降低到NH4Cl沉积温度以下时，会析出固态盐垢，造成高压换热器的堵塞，导致严重的垢下腐蚀。NH4Cl沉积的温度随着NH3和HCl浓度的增加而提高或随着操作压力的升高而相应提高。在反应产物流出物系统的换热器、空冷器，循环氢压缩机系统管路，热高分与汽提塔顶部管道等部位，会发生氯化铵的局部腐蚀问题，对碳钢可产生每年数十毫米的腐蚀速率。
（3）硫氢化铵腐蚀
硫氢化铵（NH4HS）是氨和硫化氢气体的反应产物。当反应器流出物冷却下来时，固体硫氢铵就会从蒸汽相里结晶出来，堵塞换热器管，造成垢下腐蚀。普遍的做法是在流出物空冷器之前注入水，来溶解硫氢铵，防止它们沉积。可惜，硫氢铵溶液具有很强的腐蚀性，导致碳钢管迅速腐蚀。在工艺流体中存在的少量氰化物、氧或氯化铵会进一步加剧硫氢铵。
（4）连多硫酸应力腐蚀开裂
只有奥氏体不锈钢和少数有关的奥氏体合金，如合金800，才发生连多硫酸应力腐蚀开裂。当这些合金因为焊接、焊后热处理被敏化，或者因为暴露在371~454℃的高温下时，这些合金就能够发生开裂。连多硫酸是硫化铁膜与氧及水分发生反应而生成的。结果，停工期间设备暴露在空气和水分中时，就会发生这样的应力腐蚀开裂，此次腐蚀调查并未发现此类腐蚀行为。
5 腐蚀防护措施
此次腐蚀检查共涉及塔类设备11座，加热炉2座，容器48座，换热器45台，空冷器64台，17条管道。本次腐蚀调查发现硫化氢汽提塔进料弯头减薄、冷低压分离器罐壁存在深约2mm蚀坑、高压换热器壳体内壁密布蚀坑；总体来看，该装置设备与管道整体用材适当，工艺防腐措施运行情况良好，装置整体运行情况良好。
针对此次腐蚀调查发现的主要腐蚀问题和上周期生产运行期间出现的设备腐蚀情况，提出几点建议。
（1）继续开展好工艺防腐工作，减缓装置低温部位的腐蚀。对于易结氨盐的部位，如加氢反应器反应产物流出后的高压换热器和高压空冷器等部位，要跟踪压差变化情况，及时采取注水冲洗等措施，防止垢下腐蚀和不锈钢设备与管线焊缝的应力腐蚀开裂。
（2）防止高压空冷器NH4Cl、NH4HS垢下腐蚀和冲刷腐蚀对策。高压空冷器前连续、均匀、稳定地注除盐水进行洗涤。注水量应随装置的处理量变化进行适量调节，注水量应保证总注水量的25%在注水部位为液态。应定期对加氢低分酸性水进行硫化物、氨氮、氯离子、pH、铁离子等分析，并根据分析的硫化物和氨氮进行NH4HS浓度核算，以控制腐蚀并指导装置注水。装置最低负荷不能低于70%，防止高压空冷器因流速低而出现偏流和管子结垢的情况（尽量使物流速度不低于3m/s）。
（3）关注加氢裂化装置原料中氮含量、氯含量（尤其是有机氯）的变化对装置带来的氯化铵与硫氢化铵结盐问题。要加强装置原料中氮、氯含量的分析，确定原料中氮含量、氯含量的预警值，通过控制原料性质、加强注水管理和腐蚀检测等方法来避免腐蚀事故的发生。
（4）由于连多硫酸应力腐蚀开裂在设备停工时发生，因此当装置由于停车、检修等原因处于停工时应严加防护，同时在运行操作温度和选材等方面也要加强管理，可采取以下几种方式实现防护：
① 停工后立即碱洗所有奥氏体不锈钢的容器、换热器、炉管与管线，以中和酸洗物质，并洗去氯化物沉积。停工碱洗工艺可参考NACE RP0170-2012《炼厂停工期间奥氏体不锈钢及奥氏体合金设备连多硫酸应力腐蚀开裂的防护》。
②停工后立即氮气保护或者干燥空气保护，具体工艺可参考NACE RP0170-2012《炼厂停工期间奥氏体不锈钢及奥氏体合金设备连多硫酸应力腐蚀开裂的防护》。
③ 合理控制操作温度，即使是低碳级奥氏体不锈钢，在538℃中暴露几小时或长期在400℃以上操作，也会发生敏化。
④ 添加少量的Ti和Nb来提高耐PASCC的能力。常用用化学稳定级别（321和347，镍基合金825和625）。
⑤ 焊缝进行稳定化处理（899℃）。
作者简介：
李炳青 男，1969年3月生，山东黄岛人。毕业于华南理工大学化工机械系，本科学历，高级工程师。目前就职于黄岛区市场监督管理局，从事特种设备检验检测与安全检查工作。
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图2 多语言交流系统结构图
结论：
综上所述，作为课外练习自学的一种特殊工具，学生们可以单独进行自我训练，并提高语音通话的能力。它还可以模拟简单的雷达它可以完全自动地评估学生的语音符号的发音并促进发音校正探测和自然环境的控制，并根据语音识别技术自动更改机场的状况，以便学生可以分别培训，控制培训并减少技术专业教师的数量，在节约教学成本的同时，提高学习效果。
参考文献：
[1]沈周锋.具有语音识别功能的加湿器的设计与实现[J].黄冈师范学院学报，2020，40（06）：51-55.
[2]冯世杰，刘鹏飞，靳兵.基于CAN总线的汽车语音功能设计实现[J].汽车电器，2020（09）：6-9.
[3]桑亚超，李龙杰，袁传青，霍庆磊，张乐.关于语音识别在空调上的应用与改善[J].日用电器，2019（07）：63-66+70.
[4]许开淳，孟令鑫，余彦龙，张博.陆空通话语音识别功能实现[J].科技风，2018（05）：71-72.