乙烯裂解炉进料线腐蚀原因探究范文

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摘要:围绕乙烯裂解炉BA117进料线发生腐蚀泄漏，结合原料、工艺、原料线测厚结果、超声导波检测结果以及泄漏管段垢样分析结果，对泄漏原因进行了分析，并提出了处理措施和建议。

关键词:泄漏;进料线;氧化腐蚀;垢下腐蚀;冲刷腐蚀

2018年3月下旬，乙烯裂解炉BA－117进料线发生腐蚀泄漏，为查明腐蚀原因，对泄漏部位进行了初步的调研分析。2006年8月31日BA117炉投用，以石脑油及循环乙烷为设计原料。进料管线已使用10余年，泄漏部位为原料进炉子前的水平管段，碳钢材质，规格为60mm×3.91mm，温度为40℃左右。

1原料来源及性质

所用石脑油分为系统内互供石脑油、公司内互供石脑油以及油品储罐石脑油。检测数据表明，原料中含有一定的硫和氯，多次出现硫、氯含量超标的情况。

2炉BA－117进料管腐蚀形貌

管线腐蚀泄漏部位环管线一半以上，最大孔洞约10mm×10mm，泄漏处内表面有明显蚀坑，存在黑褐色垢物，且有大片物质(垢物)脱落的痕迹，从换下来的进料线的其它管段内表面，亦可观察到明显的铁红色垢物，垢物下管壁有明显的蚀坑，内部的蚀坑深浅不一。从宏观的腐蚀形貌，判断为内部的垢下腐蚀。

3测厚检查情况

3．1对泄漏位置的部分水平管段测厚

对腐蚀泄漏管段进行测厚测厚数据在1.88～3.55mm之间，平均数值为2.75mm。对另一段水平L型进料管段进行对比测厚，水平管段下侧测厚数据均比上侧略小。

3．2对第二路进料线地面处水平管段与竖直管段的连接弯头进行测厚

在对第二路进料线地面水平管线及其上竖直管线进行超声导波检测的过程中，经测厚发现其连接弯头外弯减薄较重，见表4。除第一路进料线外，其余五路进料线的同部位弯头均有不同程度的减薄，尤其是第二路和第四路，测厚最小数值分别为1.98，1.48mm。

4超声导波检测情况

对第二路进料线靠近地面的水平管线及其上的竖直管线进行了超声导波检测，检测结果轻微腐蚀。第一测点在进料阀后第一弯头后水平直管处，第二测点在进料阀后第二弯头后竖直管处，导波检测结果均轻微腐蚀。从直管段管壁测厚结果来看，第一测点直管壁厚为3.58，3.57，3.24，3.063.12mm。第二测点直管壁厚为3.34，3.46，3.52，3.33mm。根据测厚数据分析，第一测点两处3.06，3.12mm明显壁厚减薄，均在管线的正下方。腐蚀介质应该是集中在水平直管段底部。从导波的检测长度看，每个布点的检测长度只有6米左右，导波衰减严重，因管线外壁光滑，故判断管线内壁蚀坑较重。

5垢样分析情况

对泄漏直管部位的内部垢物进行了采样分析，乙烯17#炉进料线管束内表面垢样组成分析结果。垢样的主要成分为铁的氧化物、硫代硫酸盐、硫化物、单质硫及少部分酸不溶物、氯盐、铵盐等物质。由以上的分析结果可以看出，垢样以铁的氧化物为主，兼有少量的硫化亚铁，说明腐蚀产物多是由氧化腐蚀产生的。

6腐蚀原因分析

通过对比原料数据与垢样分析数据，结合现场工况及外观腐蚀形貌推断出以下结论。

a)原料中有S、Cl等腐蚀元素的存在，为腐蚀提供了腐蚀因子。

b)常温管道的腐蚀离不开水的存在，水的来源有两个:①可能原料中本身带有极少量水份;②由于烧焦频繁，为管道内部提供了腐蚀所需要的氧气与水蒸气，烧焦时蒸汽与工业风在一次注汽的位置注入，进料控制阀至一次注汽间的管段形成死区，对流段内受加热的的工业风与水蒸气在外部管段的内壁冷凝吸附产生腐蚀;进料线蒸汽吹扫后长期备用时也存在水汽冷凝的可能。一般来讲，水蒸气和氧气的存在会加剧腐蚀的进行。

c)管道内部有结垢倾向，且有少量氯离子、硫、铵盐吸附沉积，可以推断工艺介质由于某种原因可能分解出活性硫或H2S，还存在少量HCl、NH4Cl的存在。在有微量水的条件下，形成了低温HCl+H2S+H2O酸性腐蚀环境。理论上进料线的水平管段更容易积水积垢，从而对管道底部产生了强烈腐蚀，管线的局部低点腐蚀会加重。侧部与顶部管壁同样吸附水汽和氧气积垢腐蚀，垢下腐蚀应该相对较轻。通过依次对旧管切割作内部宏观检查来看，蚀坑腐蚀深浅不一，无规律可循，判断与进料管的水平度、保温效果和散热损失有关，伴热线的投用也有一定的影响。

d)管道内部介质间歇性的变化与投用，对内壁有冲刷，造成冲蚀与垢下腐蚀交替进行，长时间使用导致进料管逐步腐蚀减薄破裂。

7措施及建议

a)建议尽可能控制、减少原料中的易腐蚀因素，如S、Cl等。

b)经对进料线地面水平管线及其上竖直管线连接弯头测厚，其外弯已经严重减薄，建议立即更换。

c)鉴于进料线已经出现的腐蚀泄漏情况，以及进料线的使用年限已久，建议逐步更换进料线，优先水平管段与弯头的更换。建议工艺流程上考虑尽可能减少高空水平管，采用斜管与立管。

d)建议烧焦后加大对管线的吹扫，停炉期内加强对设备的保护，减少水蒸气和氧气的积聚。可考虑烧焦期间对进料线采取隔离保护措施，例如在一次注汽口对流段处的进料线增加隔断阀以减少烧焦期间水汽与氧气的倒串与停留;或者考虑在流控阀处增设烧焦风点、氮气吹扫点。

e)建议根据运行情况制定合理的管线使用寿命周期，可考虑每3个检修周期(12年)更换进料线，每个检修周期部分管线割管做内部检查，每年对进料线进行导波检测与定点测厚。

8参考文献

［1］王静，刘忠友．裂解炉原料管线腐蚀情况调查及分析［J］，石油化工腐蚀与防护，2014．31(3):28－30．

［2］张行安，王美炫，赵海力，等．109号裂解炉破损原因分析［J］．石油化工设备技术，2004，25(5):26－29．

作者:曹雪峰 田刚 单位:中国石化齐鲁分公司