湿硫化氢腐蚀
纹,呈穿透状,罐内气体漏出。内壁裂纹长
102mm,30外壁长62mm,可见其裂纹起源于
母材表面有损伤处。
8 、 400M3 液化气球罐( 15MnV、 1%H2S 液态 烃、 1.0Mpa)表面冷裂纹的二次开裂。表面 100%PT检查,横裂纹246 条,纵裂纹118条, 裂纹长度16-1600mm,裂纹深3-18mm(器壁厚 25mm)。经对断口分析,裂纹为焊接冷裂纹
的立位角焊缝处,是应力腐蚀造成的裂纹。
(CO2-H2S-H2O、RNH2- CO2-H2S-H2O)。
为会什么会在第13周期末出现开裂? (1)第13周期操作温度高,最高126℃(再生 塔的操作温度为90-120℃,当超过该温度时, 钢材的腐蚀速度加快)。 (2)1995年2月前用一乙醇胺(7%-10%),之 后用二乙醇胺(15%-25%)。
在应力集中的螺纹尾部产生应力腐蚀断裂,
造成气阀座松脱,气阀阀座与连接螺栓从
死点区进入到活塞工作区,致使活塞能猛
烈撞击大盖是发生事故的第一原因。
硫磺回收:
1、一、二套硫磺回收装置一、二、三级硫冷 器管口开裂。后更新的一、二、三级硫冷器采 取了如下措施防范开裂,取得了较好的效果。 (1)管口焊后作消除应力热处理。(2)每次 停工检查在触空气前用碱液中和(2%NA2CO3溶
液)。
2、污水泵泵体开裂(材质为1Cr13),更换为
18-8材质,使用良好。
溶剂再生: 一、二套部分贫富液、酸性气管线焊缝开裂。 球罐区: 1 、球罐区丙烷卧罐( R401/4)2000 年 5 月检查 发现器壁板鼓泡分层,报废更新。(采用抗HIC 钢板)
2 、球罐区丙烷卧罐(R401/5)2001年检查发现
二级入口气阀固定螺栓的设计材质为3Cr13, 硬度要求HB280-320。断裂固定螺栓含Cr量 5.967%,硬度高达HRC58.6(相当于HV676)。 且1Cr13、2 Cr13、3 Cr13金相组织为马氏 体,对SSCC最敏感,这样高硬度(远高于 HB235)与敏感的马氏体组织的螺栓在瓦斯 HS+H2O的作用下,
11、 胜利炼油厂FCC吸收解吸塔解吸段塔壁氢鼓
泡开裂。(材质A3,1968年投用,1972年发现HB)
12、 胜南京炼油厂FCC吸收解吸塔降液板使用半
年后出现HB,一个周期后HB处开裂。
13、 胜利炼油厂FCC吸收解吸气后冷凝器壳体使 用不到一年出现氢鼓泡、鼓泡开裂和焊缝开裂。 ( T=45℃,P=1 Mpa,介质含 H2S6%,CN 0.1% 及 少量水分,材质为16Mn)。
容器材质为国产CF62调质钢,介质为水、甲 醇、二氧化碳、氢,硫化氢含量为3001000PPm。CF62钢应在硫化氢含量<100PPm环
境下使用,实际环境中硫化氢含量为3001000PPm,因此认为所选钢种不适用于介质工
况条件,造成了事故发生。
3、 60年代,国外用于储存液化石油气的球罐 及炼油设备经常发生硫化氢应力腐蚀,其中以 碳钢和碳锰钢焊缝发生硫化氢应力腐蚀的几率 最大。 1988 年国外报导了 189 台容器由于硫化
6、催化吸收塔A3钢塔盘开裂。塔盘板表
面有轻微的均匀腐蚀,无氢鼓泡,断面
金相观察呈阶梯状裂纹,是较典型的氢
致裂纹。(HIC)
7、1000M3的CF-62钢制丙烯球罐(H2S含量 1000 mg/l、常温、1.6Mpa)钢材表面缺陷 引起的裂纹。停工检查,在内表面焊缝附近
母材上共有16条裂纹,其中一条为月牙状裂
织中存在对应力腐蚀敏感的贝氏体,
钢中含有棱形MnS夹杂物。
5、
FCC装置吸收稳定部分解吸塔顶头盖焊 20mm , 用
缝 开 裂 。 材 质 : 1 2 Cr2AlMoV
A302焊条焊接,焊后未经热处理。投用半年 以后,断续发生起源焊缝并向母材延伸的开 裂 4 次,经分析开裂是由于湿硫化氢环境中
硫化氢导致的应力腐蚀开裂造成的。
门应注明使用条件,指定阀门各部件用材。
渣油加氢
1、2000年装置首次开工过程中,冷高分顶阀 门阀盖密封焊缝开裂,装置停工,更换同类阀 门50多个。冷高分介质中H2S浓度高,操作温 度40度,密封焊缝焊后没有进行热处理,判定 为湿硫化氢应力腐蚀断裂。(SSCC、HIC) 该类结构阀不宜用在湿硫化氢应力腐蚀环境下, 选购阀门应注明使用条件,指定阀门结构型式。
组织为马氏体,对SSCC最敏感,这样高硬度
(远高于HB235)与敏感的马氏体组织的阀
盖在瓦斯HS+H2O的作用下,在应力集中的螺
纹尾部产生应力腐蚀断裂。
1、1Cr13、2 Cr13、3 Cr13金相组织为马氏体
组织,硬度高,对SCC最敏感,易产生应力腐
蚀断裂。不宜用于湿硫化氢应力腐蚀环境。
2、湿硫化氢应力腐蚀环境下使用时,选购阀
2、冷高分底(D102)排污水管线大小头开裂。 2001
年3月7日发现开裂,高压水和H2S喷出。由于发现用 时,未发生次生恶性事故。实际运行一年零三个月, 材质为A234/A234M-910 WPB,碳钢锻件,运行介质 为H2S+NH3+H2O,其中H2S含量34284PPm,NH3含 量为19599PPm,温度为45度,压力为15.6MPa.
经分析认为:1、大小头开裂属于H2S应力腐蚀开裂;
(SSCC)2、SSCC裂纹起源于大小头凹陷处,此处由 于存在涡流产生细小腐蚀坑点,并向外壁抗展。3、大 小头材料为较高纯度的碳钢(S=0.003%,P=0.004%), 硬度也低于HB235,但仍不能防止在这种苛刻条件下 发生SSCC。应采用更高纯度的搞HIC钢。
温度以。
兰石所1985年代中石化起草的《防 止湿硫化氢环境中压力容器失效的推荐 方法》中还将湿硫化氢环境进行分级, 其分级如下:
a.Ⅰ级环境:凡符合下列情况之一的湿硫化
扩展造成。
9、 1975年四川气田,16Mn螺旋焊管在试压 仅几个小时后即发生两次爆炸。分析结果是, 焊管补焊处产生马氏体过硬组织,未退火处 理,硬度有的高达 RC38-42,因而发生应力 腐蚀快速破裂。以后改为退火处理,硬度降
至RC22以下,未再发生问题。
10、 洛阳炼油厂1#催化气体脱硫装置的溶 剂再生塔(1984年投用,上下SM41B+SUS321, 中间A3R),前13个周期(约12年)运行良 好,1996年4月第14周期开工蒸汽试压时发 现中间段开裂泄漏2次。裂纹位置在降液板
H2S-H2O 一侧,浮头盖与法兰圈的焊缝熔合
线处发生断裂,并延伸至母材。
18、 胜利炼油厂溶剂再生塔底重沸器、重沸 器 进 出 口 管 线 、 贫 液 管 线 曾 因 RNH2- CO2H2S-H2O腐蚀减薄或应力腐蚀开裂。 该环境存在于干气及液化石油气脱硫装 置的溶剂再生塔底重沸器系统及贫液、半贫 液管线(温度高于90℃,压力为0.2Mpa)。
氢应力腐蚀而失效的情况。在70、80年代,国
内也发生多起硫化氢应力腐蚀失效事故,据
1982年统计,仅液化气球罐就有17台由于硫化
氢应力腐蚀失效,且每年均有此类失效发生报 道。
4、
FCC吸收稳定塔顶冷却器外壳鼓泡和开
裂。塔顶冷却器外壳是 10mm厚 16Mn钢板焊接 而成,焊条为 J502,焊后未进行热处理。投 用一年后发现鼓泡和焊缝区开裂。裂纹起源
二、湿硫化氢环境的定义
化工部 HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》 定义。(“当H2S与液相水或含水少流共存时,
就形成了湿H2S腐蚀环境。”)
当化工容器接角的介质同时符合下列条件时,即为
湿H2S应力腐蚀环境:
1、温度小于等于(60+2P)℃;P为压力, Mpa(表)
2、H2S分压大于等于0.00035 Mpa, 即相当于常温在水中的H2S溶解度大于 等于10*10-6; 3、介质中含有液相水或在水的露点
CO2-H2S-H2O
16、 胜利炼油厂铂重整循环氢脱硫溶剂再 生塔顶酸性气冷却器投产运行60天后内浮头
法兰面出现裂纹,18-8管束焊缝断裂。
17、胜利炼油厂溶剂再生塔顶酸性气冷却器
内浮头盖(材质为 12AlMoV,法兰圈材质为
1 Cr13, 焊 条 Cr25Ni13), 使 用 后 在 CO2-
处断裂,阀杆与阀盖飞出,大量氢气喷出,车 间发现并处理用时,幸未发生恶性事故。(已 发生 2 次)断口为典型脆性断口,判定为 湿硫
化氢应力腐蚀断裂。(SSCC、HIC)
该阀为上海五一阀门厂制造,阀体材质为 18-8奥氏体不锈钢(含Cr18.2、Ni8.62), 硬度HRC56,断裂处材质为Cr13(含Cr14.8), 硬度HRC70,且1Cr13、2 Cr13、3 Cr13金相
年的检查中,也发现靠近破环部全处出现大
量HB和分层)
20 世纪 80 年代中期,美国芝加哥某炼
油厂一个胺吸收装置的压力容器(材
料为 A516Gr70 钢材)的破坏致使 17 人
死亡。
2、 1996年10月2日晚20时05分某化工厂合 成氨装置甲醇水分离罐发生实发性爆炸起火, 分离罐炸成19块,最重的残片重3280公斤, 飞落到70米远,飞得最远的残片重280公斤, 飞落到138米远的马路上。
三加氢
干气冷却器(E1110)小浮头螺栓断裂,材
质为1Cr13 、35CrMoA使用约一周时间,均
断裂,后改用Q235,使用良好。 1Cr13、2
Cr13、3 Cr13金相组织为马氏体,对SSCC
最敏感,且硬度高,在HS+H2O的作用下,
易产生应力腐蚀断裂。 35CrMoA为中碳调
质低合金钢,硬度约HB280,在HS+H2O的 作用下,易产生应力腐蚀断裂。
于焊缝本体并向热影响区扩展,终止于重结
晶区,断口表面覆盖有黑色硫化铁和蓝色腐
蚀产物。经腐蚀失效分析,认定为湿硫化氢