REAC出口管道腐蝕產(chǎn)物保護膜及沖蝕臨界特性研究.pdf

1、加氫反應(yīng)流出物空冷器(簡稱REAC)系統(tǒng)長期受腐蝕性多相流的沖蝕作用,其失效具有明顯的局部性、突發(fā)性和風險性。該系統(tǒng)的沖蝕失效存在著臨界特性,通過腐蝕產(chǎn)物膜的流固耦合分析能實現(xiàn)沖蝕的定量計算,但實際沖蝕預測中因缺少保護膜的性能指標、有效的沖蝕瞬態(tài)特性測試方法及沖蝕臨界特性數(shù)據(jù)庫,REAC系統(tǒng)沖蝕預測及失效防控技術(shù)始終未得到根本性的突破。
　　 本文針對REAC出口管道系統(tǒng)普遍存在的沖蝕失效現(xiàn)象,通過工藝過程分析及沖蝕機理研究,確

2、定含硫污水為反應(yīng)流出物的主要腐蝕相,研制旋轉(zhuǎn)式單相流沖蝕實驗裝置,創(chuàng)新設(shè)計電化學測試系統(tǒng),進行REAC出口管道系統(tǒng)的沖蝕模擬實驗、腐蝕產(chǎn)物膜的性能測試與沖蝕臨界特性實驗研究。根據(jù)實際的腐蝕影響因素,通過改變含硫污水的NH4HS濃度、溫度、流速等參數(shù),重點研究了20號碳鋼表面腐蝕產(chǎn)物膜的性能及沖蝕臨界特性的變化規(guī)律。
　　 研究結(jié)果表明NH4HS濃度對保護膜的沖蝕性能有非常重要的影響:靜態(tài)條件下,當NH4HS濃度為6wt％,溫度在

3、40℃～60℃之間時,隨著溫度的升高,腐蝕產(chǎn)物膜相對疏松,容易沖蝕;當NH4HS濃度為8wt％,溫度為50℃時,隨著轉(zhuǎn)速的提高,腐蝕產(chǎn)物膜缺陷增大,出現(xiàn)裂痕;在溫度為50℃的流動狀態(tài)下,在NH4HS濃度為4wt％～8wt％的范圍內(nèi),隨著NH4HS濃度的升高,腐蝕產(chǎn)物膜變得相對疏松,保護性能明顯變差。沖蝕臨界特性研究表明:NH4HS濃度為8wt％(原API控制指標)時腐蝕產(chǎn)物膜發(fā)生沖蝕破壞的臨界轉(zhuǎn)速在50rpm～100rpm之間,NH4H

4、S濃度為4wt％(現(xiàn)NACE的控制指標)時腐蝕產(chǎn)物膜發(fā)生沖蝕破壞的臨界轉(zhuǎn)速在150rpm～200rpm之間。根據(jù)以上研究結(jié)果,為進一步提高REAC系統(tǒng)耐沖蝕的運行可靠性。本文建議將REAC系統(tǒng)NH4HS濃度的控制指標由原來的8Wt％降為4wt％。
　　 本論文的創(chuàng)新性工作:研發(fā)了旋轉(zhuǎn)式單相流沖蝕實驗裝置和電化學測試系統(tǒng),實現(xiàn)了腐蝕產(chǎn)物保護膜及沖蝕失效瞬態(tài)特性的研究;模擬REAC出口管道系統(tǒng)的腐蝕環(huán)境,研究了不同溫度、NH4HS濃