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(chǎn)生了大量H2S和HCI等腐蝕性較強的物質。在該環(huán)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(chǎn)生均勻腐蝕,20Cr13型馬氏體不銹鋼產(chǎn)生孔腐蝕,而06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼發(fā)生了應力腐蝕,造成設備在不發(fā)生任何形變情況下突然破裂,生產(chǎn)被迫中斷,遭受極大的經(jīng)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。
空冷器運行八年后經(jīng)檢查,其中第三級空冷器06Cr18Ni11Ti管束用0.6MPa壓力作水壓試驗,發(fā)現(xiàn)空冷器上排管幾乎都發(fā)生泄漏。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有連成直徑約5mm的腐蝕坑,有數(shù)條裂紋起源于腐蝕坑;有的裂紋已穿透管壁,裂紋有主裂紋和樹枝狀的細小支裂紋,裂紋有穿晶也有沿晶(屬于混合型),屬于應力腐蝕裂特征。
對裂紋處的腐蝕產(chǎn)物進行能譜分析,其成分的質量分數(shù)(%):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(nèi)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 不銹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。