高含硫天然气净化装置胺液冷却器换热管腐蚀失效分析
2020-08-13张杰
全面腐蚀控制 2020年7期
张 杰
(中国石油化工股份有限公司中原油田普光分公司,四川 达州 635002)
0 引言
管壳式换热器换热管是实现热量传递的核心部件,因其结构简单、适用性和可靠性强而在高含硫天然气净化装置中得到广泛应用[1]。在苛刻的工况下工作的换热管可能发生比如腐蚀减薄、冲刷腐蚀、疲劳断裂以及应力腐蚀开裂等,是易失效的换热器部件之一。
某高含硫气田天然气净化厂的中间胺液冷却器用于冷却进入一级吸收塔的半富胺液,提高硫化氢的吸收效率,管程介质为循环水走,壳程介质为半富胺液,其设计参数如表1所示。天然气净化厂自2009年投产运行至今,全厂12台中间胺液冷却器E-105多台次发生腐蚀泄漏,半富胺液窜入循环水系统,严重威胁生产安全,急需开展有针对性的腐蚀研究,找到行之有效的解决方案。
1 理化检验及结果
1.1 宏观形貌
对管束外部典型部位进行宏观腐蚀形貌观察,如图1和图2所示,换热管外壁均匀腐蚀,有很浅的点状腐蚀坑存在,腐蚀程度较为均匀,说明换热管外壁存在普遍均匀腐蚀,多根换热管的壁厚测量结果表明换热器管腐蚀速率在0.05~0.1mm/a范围内波动。
由图3可见,换热管局部存在穿透性蚀孔,即失效部位,点蚀孔呈垂直型,最大直径约1mm。
利用CoantecP50内窥镜对管束内部进行观察,同时选取典型部位沿轴线剖开,利用OlympusSZ61体视显微镜观察内壁涂层的完整性。由图4可见,管束内壁对称分布有两条较窄区域的轻微腐蚀带(箭头处),其它绝大部分区域表面较粗糙,有红褐色锈斑产生,可见内壁发生了局部腐蚀。……
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