基于氣液平衡條件下20＃碳鋼的沖刷腐蝕規(guī)律研究.pdf

1、20＃碳鋼是煉油行業(yè)中常用的設(shè)備及管道材料。由于原油劣質(zhì)化的影響（高硫、高氯、含氮），煉油過(guò)程中形成的腐蝕性介質(zhì)（主要包括NH4HS和NH4Cl）在一定流速下對(duì)設(shè)備管道造成嚴(yán)重的沖刷腐蝕，威脅裝置的本質(zhì)安全并造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。沖刷腐蝕作為流動(dòng)腐蝕的主要失效形式之一，具有明顯的風(fēng)險(xiǎn)性和局部性難以防控，特別是酸性水系統(tǒng)管道沖刷腐蝕十分嚴(yán)重。沖刷腐蝕影響因素涉及化工工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、腐蝕性介質(zhì)濃度、流速、溫度、壓力、運(yùn)行工況，目前尚缺少系

2、統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法和研究體系，沖刷腐蝕失效事故仍頻發(fā)。
　　本文依托某企業(yè)酸性水系統(tǒng)沖刷腐蝕失效，針對(duì)典型材料20#碳鋼開(kāi)展氣液平衡條件下沖刷腐蝕規(guī)律研究。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工況，基于化工工藝過(guò)程采用Aspen工藝計(jì)算軟件構(gòu)建氣液平衡、離子平衡和化學(xué)平衡模型，獲得不同腐蝕性介質(zhì)在氣相及液相中的分布規(guī)律及溶液pH值變化趨勢(shì);結(jié)合Computational FluidDynamics(CFD)軟件模擬計(jì)算多相流動(dòng)特性分析沖刷腐蝕失效案例。結(jié)果

3、表明:隨著溫度降低，腐蝕性氣體在水中摩爾分率增大，沖刷腐蝕風(fēng)險(xiǎn)增大且水相分率高的位置，沖刷腐蝕失效嚴(yán)重;通過(guò)合理注水量可以有效增大pH值，減小沖刷腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用旋轉(zhuǎn)式?jīng)_刷腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置開(kāi)展20#碳鋼在腐蝕性介質(zhì)NH4Cl溶液中的腐蝕速率研究，包括:不同濃度、溫度、流速（包含靜止環(huán)境）等條件下沖刷腐蝕速率規(guī)律。同時(shí)采用掃描電子顯微鏡(SEM)技術(shù)觀(guān)察腐蝕試件表面形貌，研究沖刷腐蝕過(guò)程和腐蝕機(jī)理，進(jìn)一步明確20#碳鋼在石化體系中出現(xiàn)腐蝕泄漏和