炼油装置抗腐蚀选材系统的开发

劣质原油的腐蚀问题给炼油工业带来危害的同时,也给炼油装置的设计提出了新的要求。文章在调研国内外炼油装置选材中常用导则、标准和其他资料的基础上,选用Visual Basic作为开发工具,开发出了炼油装置抗腐蚀选材系统。系统采用模块化的设计方案,分为五大功能模块和数个辅助模块。选材系统的建立,能进一步完善炼油装置的设计选材工作,提高工程设计的效率和质量。

钛合金表面离子束增强沉积的Cr和CrMo合金膜层及其性能

利用多功能离子束增强沉积(IBED)设备, 在Ti6Al4V钛合金表面制备Cr和CrMo合金膜层, 以提高钛合金表面的耐磨性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、辉光放电光谱仪和显微硬度计分析和测试了 IBED膜层的结构、形态、成分分布、硬度和膜基结合强度的大小。利用球盘磨损试验机和电化学综合测试仪研究了IBED膜层的摩擦学性能和电化学腐蚀特性。结果表明, 利用IBED方法可以在难镀材料钛合金表面制备膜基结合强度高、结晶致密和晶粒尺寸达纳米级的高硬度Cr膜和CrMo合金膜层, 显著提高了钛合金表面的抗磨性能, 且膜层本身有很好的耐Cl-介质环境电化学腐蚀性能, 与钛合金基体之间有很好的接触腐蚀相容性。

轰击能量对离子束辅助磁控溅射沉积Cr-N薄膜断裂韧性的影响

应用低能离子束辅助磁控溅射技术(IBAMS)沉积Cr-N薄膜,用场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射表征薄膜的组织结构,讨论了轰击能量对Cr-N薄膜组织、晶粒度以及硬度和断裂韧性的影响。结果表明:随离子束辅助轰击能量的升高,Cr-N薄膜由粗大的柱状晶变为细小的晶粒,当轰击能量达到1 200 V时,薄膜呈现等轴晶结构,薄膜致密度增加。FESEM得到的表面颗粒尺寸和AFM得到的粗糙度随轰击能量升高呈现相同的变化趋势,这些表观大颗粒是由许多小的亚晶块聚集而成。进一步用X射线衍射谱形分析表明:随轰击能量从0 V升高到800 V时,亚晶块的尺寸逐渐减小;到800 V时,晶块尺寸约为9 nm,但当能量升到1 200 V时,晶块尺寸反而增大,这是由离子束辅助轰击导致的两种不同机制而引起的,一种是离子轰击导致的喷丸碎化作用,而另一种为热效应引起的晶粒长大;当轰击能量从0 V增加800 V时,薄膜的硬度和断裂韧性都显著提高,与晶粒度的减小有关;而到1 200 V时,晶粒度较未辅助略大,但却具有很高的硬度以及较高的断裂韧性,说明硬度和断裂韧性的提高还与离子束轰击导致薄膜的致密化增加有关。

离子束辅助磁控溅射沉积铬-铜-氮薄膜的结构与性能

应用低能离子束辅助磁控溅射(IBAMS)沉积铬-铜-氮薄膜,研究了铜含量和轰击能量对薄膜结构、硬度和断裂韧度的影响。结果表明:在相同的轰击能量(400 eV)下,铜含量对薄膜结构和硬度的影响不明显,但是铜的加入有利于提高薄膜的断裂韧度;离子辅助轰击能量从400 eV增加到800 eV时薄膜的结构发生了显著变化,断裂韧度和硬度均大幅度提高。

应变率对Ag/Co多层膜硬度的影响及塑性变形不稳定性研究

周期结构对多层膜硬度和弹性模量的影响已有比较深入的研究,而对多层膜塑性变形特征和机理的研究还少有报道.本文采用直流磁控溅射制备了周期Λ为10 nm,20 nm,40 nm,60 nm的Ag/Co多层膜,X射线衍射表明薄膜均为Ag(111)和Co(002)织构的多晶结构,且具有很好的周期性.采用纳米压入连续刚度法在四种加载应变速率(0.025 s-1,0.05 s-1,0.1 s-1,0.5 s-1)下分别测试了不同周期薄膜的硬度,结果表明硬度随应变速率的变大而增大,且随周期的变大硬度变化随应变速率的变化更加敏感.纳米压入的载荷-位移曲线出现明显的不连续突变,压痕形貌周围有明显的剪切带,表明塑性变形的过程是不稳定的.

碳钢空冷器管子管板焊接接头湿硫化氢应力腐蚀开裂研究

针对炼油厂高压碳钢丝堵式空冷器管束的换热管与管板焊接接头在湿硫化氢环境运行过程中发生开裂泄漏的问题,文章结合丝堵式空冷器管束管箱的结构特点,从材料、管接头硬度、焊接工艺、焊后消除应力热处理等方面进行研究分析。分析认为,焊接接头的硬度超标是引起开裂的主要原因。针对上述原因,提出了较为实际可靠的防止管接头湿硫化氢应力腐蚀开裂的推荐要求并在企业实施,取得了很好的效果。

常减压蒸馏中的设备腐蚀与防护

原油中富含硫、氮、酸、氯以及重金属等各类杂质,在炼油过程中常会成为工艺装置腐蚀的诱因。常减压蒸馏属于炼油工程的龙头工艺,原料杂质较多,成分变化较大,其腐蚀问题受到了特别的关注。本文阐述了在常减压蒸馏过程中发生腐蚀反应的重点部位、腐蚀类型和防护措施,并总结了近年相关研究的进展。

Q345R在微量小分子有机酸中的腐蚀行为研究

本文通过腐蚀失重试验、腐蚀产物分析和交流阻抗谱研究了Q345R在不用的微量的两种小分子有机酸(甲酸和乙酸)中的常温25℃和液相高温85℃中腐蚀行为.根据试验结果可知,随着浓度的逐渐升高,Q345R在两种小分子有机酸腐蚀速率均有所升高,腐蚀产物逐渐增厚,腐蚀形貌未发生明显变化.根据电化学试验结果,在25℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间明显降低,并且表面吸附作用明显减弱.在85℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间变化不大,反应行为也未发生明显的变化.这说明在较高的温度下,随着反应激活能提高,扩散条件并非控制腐蚀反应的最主要因素,腐蚀行为也与较低环境温度下产生显著的区别.

硫磺回收装置液硫脱气设备的腐蚀与控制

硫磺回收装置用来回收炼油装置中的酸性气。为满足硫磺产品的要求,液硫需脱气去除H 2S等杂质。该文介绍了传统的液硫池脱气方案、新的脱气塔脱气方案和液硫罐脱气方案,分析了其腐蚀机理。对不同脱气方案的腐蚀风险进行了比较和分析,给出相应的腐蚀控制措施。三种液硫脱气方案各有特点:传统的液硫罐脱气方案投资大,现场施工量大,维护成本高,但抗腐蚀能力强;脱气塔脱气方案工艺流程长,设备数量多,占地大,但腐蚀风险小;液硫罐脱气流程简单,投资少,但腐蚀风险大,对腐蚀管理要求更加严格,尤其需要控制运行和停工过程中的酸腐蚀。

涂层防腐在石化装置水冷器的应用

水冷器的腐蚀是石化装置面临的共同挑战,事关装置的安全稳定运行。文章概述了水冷器的腐蚀机理,介绍了中国石化围绕行业标准SH/T 3540建立的水冷器涂层防腐体系,并讨论了几个相关的热点问题,即涂层防腐对传热效率的影响、涂层防腐在石油化工装置的使用情况以及涂层防腐在换热器油气侧的使用情况。就目前情况来看,涂层防腐仍然是石化装置水冷器的主要防腐手段,应追求更环保、使用寿命更长的目标。

加氢装置高压空冷器制造质量分析与改进措施

高压空冷器是石化企业加氢装置的关键设备,近年来,在开工和运行过程中多次发生泄漏问题,严重影响企业生产安全和经济效益。选取国内两家炼化企业的加氢装置碳钢高压空冷器,对管接头进行金相组织分析和显微硬度测试。结果显示,焊缝区存在魏氏组织,硬度最高达到250 HV10;管板侧热影响区中还存在马氏体组织,硬度最高超过330 HV10。原因为制造过程中焊后热处理不充分甚至未进行焊后热处理。结合高压空冷器恶劣的服役工况,存在较高的湿H;S应力腐蚀开裂风险,针对碳钢高压空冷器管接头的制造现状,提出了正确测量焊接接头的显微硬度、进行有效的焊后热处理、加强过程管控等改进措施。

热输入对国产R717焊条熔敷金属组织与性能的影响

本文采用新研制的国产R717焊条作为研究对象,研究不同焊接热输入(10.08~26.60kJ/cm)对焊条熔敷金属组织和拉伸、冲击、硬度等性能的影响。结果发现,R717焊条熔敷金属焊缝焊态组织为马氏体组织、M-A组元和析出物等,热处理后为回火马氏体组织。

天然气净化过程中热稳定盐的成因及腐蚀行为研究进展

近年来,随着气源的劣质化,天然气净化装置所用胺液中热稳定盐尤其是氯盐累积趋势不断增大,高酸性天然气净化装置的腐蚀问题以更加隐蔽、突发的形式出现,严重影响该装置的安全稳定运行。概要分析了天然气净化厂醇胺脱硫系统热稳定盐的种类、形成机理及影响因素;归纳和总结了不同热稳定盐的腐蚀行为和控制指标;介绍了减缓热稳定盐腐蚀的控制措施,为天然气净化装置的生产操作提供经验借鉴与技术支撑。

催化裂化装置分馏塔底系统高温部位腐蚀和选材分析

通过调研17套催化裂化装置,分别从腐蚀和选材参考资料、腐蚀机理和影响因素、现场用材情况、推荐选材等方面进行了催化裂化分馏塔高温部位的腐蚀和选材分析。通过理论分析结合现场实际运行经验,提出催化裂化装置分馏塔底系统高温部位腐蚀和选材的设计原则、现场监控措施,以及未来需要进一步研究的方向。

化工设备关键部件腐蚀损伤控制技术

在石油化工、煤化工等工业过程中,压力容器、管道等设备腐蚀损伤对其安全运行造成严重威胁。如利用费托反应由煤制合成油的过程中,产生的甲酸、乙酸等小分子酸对设备造成腐蚀,其传质过程与腐蚀过程非常复杂。但目前针对费托合成、MT0等过程中的典型小分子有机酸环境的设备腐蚀认知还非常缺乏,造成工程解决方案的理论和数据依据不足.