乙烯裂解装置炉管焊缝腐蚀失效分析

2017-08-16蒋晓东董雷云

腐蚀与防护 2017年8期

关键词：焊缝区域

黄楠,蒋晓东,董雷云

(华东理工大学，上海 200237)

乙烯裂解装置炉管焊缝腐蚀失效分析

黄楠,蒋晓东,董雷云

(华东理工大学，上海 200237)

针对发生失效的乙烯裂解装置炉管焊缝，采用材料化学成分分析、宏观形貌观察、金相检查、扫描电镜和能谱分析等手段进行了失效分析，同时测量了原料油的终馏点，模拟了含焊接缺陷的炉管内的流场。结果表明：焊缝腐蚀区存在大量硫及低熔点共晶物；失效炉管段的介质温度处于加氢尾油的终馏点附近；活性硫在镍基焊缝偏聚，镍与硫形成的低熔点共晶物在高温下熔化，并被介质冲走，导致炉管快速腐蚀。

乙烯裂解炉管；硫化腐蚀；失效分析；终馏点温度

炉管是乙烯裂解装置的核心部件，一旦炉管失效势必造成重大安全隐患和经济损失。某石化企业一台GK-Ⅴ型乙烯裂解装置辐射段炉管在服役较短时间后内壁焊缝就发生了明显腐蚀，甚至发生过腐蚀穿孔的严重事故。

该炉管采用德国FAM公司生产的牌号为ManauriteXT(相当于国产Cr35Ni45Nb)管材经离心铸造成型。焊接时采用ERNiCr-3(FM-82)镍基合金焊丝。管内介质为加氢裂化尾油(烷烃、芳烃等)和稀释蒸气，炉管设计温度1 150 ℃。炉管竖直布置，失效焊缝集中于炉管上部。注意到以下现象：当裂解原料改为含硫量更高的石脑油(加氢尾油和石脑油含硫的质量分数分别为0.000 125%和0.025 2%)时不会发生类似的腐蚀情况;失效段炉管处于600～690 ℃的温度范围内。