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第 40 卷第 3 期                                                                               Vol.40 No.3
                                          涂层与防护                   COATING AND PROTECTION
           2019 年 3 月                                                                                  Mar.2019


                                                               能量散射 X 射线能谱分析(EDS)以及冶金分析。 图 2
                                                               和图 3 显示,管璧出现了腐蚀坑,EDS 图表明,绿颜色
                                                               增强处存在氯化物。而且,在管道底部更容易受到氯化
                                                               物的侵蚀。 图中显示的腐蚀情况与管道中流动腐蚀性
                                                               介质侵蚀金属表面的机理一致。 该管道所处的工况温
                                                               度很高,致使水不能凝结,只剩下腐蚀性盐,从而导致
                                                               潜在的腐蚀可能性。
                                                                   通过对多处腐蚀部位的取样进行离子色谱分析,
                                                               以测定阳离子和阴离子分布情况,pH 值为 3.2~3.5,氯
                                                               化物含量为 10 000~40 000 ppm, 而胺类物质的含量分
                                                               别为:甲基单乙醇胺的含量为 4 000~8 000 ppm;甲基二
                                                               乙醇胺(MDEA)的含量为 10 000~30 000 ppm;氨的含
                                                               量约为 200 ppm。 研究认为,盐类物质中存在酸性组合
                                                               物和氯化物,表明了当氯化物与氨以及其他各种胺化合

                         图 1 红箭头处的管壁变薄                         物发生反应时,即形成强酸性和弱碱性的腐蚀性盐。 其
                                                               中,MDEA 的存在应该引起重视, 因为该物质在炉内工
                                                               况条件下会分解产生单乙醇胺,而单乙醇胺是一种能形
                                                               成强腐蚀性盐的化合物。 由以上分析可知,很难测定哪

                                                               一种碱首先形成盐,一旦盐形成,就会在介质体系中产
                                                               生新的物相,同时,周围的其他离子与盐形成一种平衡。
                                                               由于沉积物是酸性的,能与气相碱反应,而形成的产物
                                                               又构成了沉积物的一部分。 对反应机理及初始沉积盐
                                                               的有效分析手段是采用离子平衡模型(IEM)。
                                                                   IEM 表明, 单元操作多年来已经得到显著的改
                                                               进,但仍然存在诸多安全风险。 在气相中氨含量、氯化
                                                               物含量、工况温度(110~132 ℃)对成盐过程的影响如
                                                               图 4 所示。 由图 4 可知,当温度高于热交换器出口工
                         图 2 管壁腐蚀坑 SEM 图
                                                               况温度时,就开始形成氯化铵盐,从而导致塔顶管线
                                                               的局部腐蚀。
                                                                   该炼油装置曾遭受过腐蚀失效, 导致塔顶管线多
                                                               次更换。虽然在使用材料上有所改进,以此降低腐蚀风
                                                               险,但由于钛系管道不是普通材料,因此这一思路仍未
                                                               有效解决腐蚀问题。 而通过工艺控制及监测技术的创
                                                               新改进便成为可选的手段。一般推荐的方法为:离子平
                                                               衡模型、水份分析、水洗工艺优化、腐蚀监控等。 另外,
                                                               采用保温隔热措施来抑制冷凝物的产生, 从而减缓腐
                                                               蚀。IEM 分析结果表明,腐蚀性盐的形成正是由于氨的
                                                               存在。 通过新型模拟技术可达到更有效的腐蚀抑制效
                                                               果,而且,换热器上冷凝水 pH 的控制效果也很明显。
                   图 3 腐蚀坑处 EDS 图显示氯离子的存在
                                                               通过分析,发现了水洗工艺存在的缺陷,并针对性地采
               将失效部位的环切管进行扫描电镜分析(SEM)、                         用新的设计方法。



                                                                                科技动态 ISCIENCE WATCH       57
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