乙烯裂解爐進料線腐蝕原因探究范文

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摘要:圍繞乙烯裂解爐BA117進料線發生腐蝕泄漏，結合原料、工藝、原料線測厚結果、超聲導波檢測結果以及泄漏管段垢樣分析結果，對泄漏原因進行了分析，并提出了處理措施和建議。

關鍵詞:泄漏;進料線;氧化腐蝕;垢下腐蝕;沖刷腐蝕

2018年3月下旬，乙烯裂解爐BA－117進料線發生腐蝕泄漏，為查明腐蝕原因，對泄漏部位進行了初步的調研分析。2006年8月31日BA117爐投用，以石腦油及循環乙烷為設計原料。進料管線已使用10余年，泄漏部位為原料進爐子前的水平管段，碳鋼材質，規格為60mm×3.91mm，溫度為40℃左右。

1原料來源及性質

所用石腦油分為系統內互供石腦油、公司內互供石腦油以及油品儲罐石腦油。檢測數據表明，原料中含有一定的硫和氯，多次出現硫、氯含量超標的情況。

2爐BA－117進料管腐蝕形貌

管線腐蝕泄漏部位環管線一半以上，最大孔洞約10mm×10mm，泄漏處內表面有明顯蝕坑，存在黑褐色垢物，且有大片物質(垢物)脫落的痕跡，從換下來的進料線的其它管段內表面，亦可觀察到明顯的鐵紅色垢物，垢物下管壁有明顯的蝕坑，內部的蝕坑深淺不一。從宏觀的腐蝕形貌，判斷為內部的垢下腐蝕。

3測厚檢查情況

3．1對泄漏位置的部分水平管段測厚

對腐蝕泄漏管段進行測厚測厚數據在1.88～3.55mm之間，平均數值為2.75mm。對另一段水平L型進料管段進行對比測厚，水平管段下側測厚數據均比上側略小。

3．2對第二路進料線地面處水平管段與豎直管段的連接彎頭進行測厚

在對第二路進料線地面水平管線及其上豎直管線進行超聲導波檢測的過程中，經測厚發現其連接彎頭外彎減薄較重，見表4。除第一路進料線外，其余五路進料線的同部位彎頭均有不同程度的減薄，尤其是第二路和第四路，測厚最小數值分別為1.98，1.48mm。

4超聲導波檢測情況

對第二路進料線靠近地面的水平管線及其上的豎直管線進行了超聲導波檢測，檢測結果輕微腐蝕。第一測點在進料閥后第一彎頭后水平直管處，第二測點在進料閥后第二彎頭后豎直管處，導波檢測結果均輕微腐蝕。從直管段管壁測厚結果來看，第一測點直管壁厚為3.58，3.57，3.24，3.063.12mm。第二測點直管壁厚為3.34，3.46，3.52，3.33mm。根據測厚數據分析，第一測點兩處3.06，3.12mm明顯壁厚減薄，均在管線的正下方。腐蝕介質應該是集中在水平直管段底部。從導波的檢測長度看，每個布點的檢測長度只有6米左右，導波衰減嚴重，因管線外壁光滑，故判斷管線內壁蝕坑較重。

5垢樣分析情況

對泄漏直管部位的內部垢物進行了采樣分析，乙烯17#爐進料線管束內表面垢樣組成分析結果。垢樣的主要成分為鐵的氧化物、硫代硫酸鹽、硫化物、單質硫及少部分酸不溶物、氯鹽、銨鹽等物質。由以上的分析結果可以看出，垢樣以鐵的氧化物為主，兼有少量的硫化亞鐵，說明腐蝕產物多是由氧化腐蝕產生的。

6腐蝕原因分析

通過對比原料數據與垢樣分析數據，結合現場工況及外觀腐蝕形貌推斷出以下結論。

a)原料中有S、Cl等腐蝕元素的存在，為腐蝕提供了腐蝕因子。

b)常溫管道的腐蝕離不開水的存在，水的來源有兩個:①可能原料中本身帶有極少量水份;②由于燒焦頻繁，為管道內部提供了腐蝕所需要的氧氣與水蒸氣，燒焦時蒸汽與工業風在一次注汽的位置注入，進料控制閥至一次注汽間的管段形成死區，對流段內受加熱的的工業風與水蒸氣在外部管段的內壁冷凝吸附產生腐蝕;進料線蒸汽吹掃后長期備用時也存在水汽冷凝的可能。一般來講，水蒸氣和氧氣的存在會加劇腐蝕的進行。

c)管道內部有結垢傾向，且有少量氯離子、硫、銨鹽吸附沉積，可以推斷工藝介質由于某種原因可能分解出活性硫或H2S，還存在少量HCl、NH4Cl的存在。在有微量水的條件下，形成了低溫HCl+H2S+H2O酸性腐蝕環境。理論上進料線的水平管段更容易積水積垢，從而對管道底部產生了強烈腐蝕，管線的局部低點腐蝕會加重。側部與頂部管壁同樣吸附水汽和氧氣積垢腐蝕，垢下腐蝕應該相對較輕。通過依次對舊管切割作內部宏觀檢查來看，蝕坑腐蝕深淺不一，無規律可循，判斷與進料管的水平度、保溫效果和散熱損失有關，伴熱線的投用也有一定的影響。

d)管道內部介質間歇性的變化與投用，對內壁有沖刷，造成沖蝕與垢下腐蝕交替進行，長時間使用導致進料管逐步腐蝕減薄破裂。

7措施及建議

a)建議盡可能控制、減少原料中的易腐蝕因素，如S、Cl等。

b)經對進料線地面水平管線及其上豎直管線連接彎頭測厚，其外彎已經嚴重減薄，建議立即更換。

c)鑒于進料線已經出現的腐蝕泄漏情況，以及進料線的使用年限已久，建議逐步更換進料線，優先水平管段與彎頭的更換。建議工藝流程上考慮盡可能減少高空水平管，采用斜管與立管。

d)建議燒焦后加大對管線的吹掃，停爐期內加強對設備的保護，減少水蒸氣和氧氣的積聚?？煽紤]燒焦期間對進料線采取隔離保護措施，例如在一次注汽口對流段處的進料線增加隔斷閥以減少燒焦期間水汽與氧氣的倒串與停留;或者考慮在流控閥處增設燒焦風點、氮氣吹掃點。

e)建議根據運行情況制定合理的管線使用壽命周期，可考慮每3個檢修周期(12年)更換進料線，每個檢修周期部分管線割管做內部檢查，每年對進料線進行導波檢測與定點測厚。

8參考文獻

［1］王靜，劉忠友．裂解爐原料管線腐蝕情況調查及分析［J］，石油化工腐蝕與防護，2014．31(3):28－30．

［2］張行安，王美炫，趙海力，等．109號裂解爐破損原因分析［J］．石油化工設備技術，2004，25(5):26－29．

作者:曹雪峰 田剛 單位:中國石化齊魯分公司