一(yi)、概述

某石化公司催化裂化裝(zhuang)置煙氣脫(tuo)硫塔(ta)為(wei)(wei)金屬(shu)制作的煙氣脫(tuo)硫裝(zhuang)置，總高度(du)(du)約50米(mi)，直徑7.5米(mi)，整體材(cai)質為(wei)(wei)16Mn+復(fu)合板(ban)(ban)，下(xia)半(ban)(ban)部10米(mi)部位為(wei)(wei)316L不銹鋼，其余上半(ban)(ban)部為(wei)(wei)304L不銹鋼復(fu)合板(ban)(ban)，復(fu)合板(ban)(ban)厚(hou)度(du)(du)均為(wei)(wei)3mm，塔(ta)內(nei)正(zheng)常工作溫度(du)(du)為(wei)(wei)50-70℃，正(zheng)常情(qing)況下(xia)可達(da)到200℃以上，塔(ta)內(nei)催化煙氣主(zhu)要(yao)腐蝕(shi)介質有(you)：SO2、NxOy、SO3、Cl-、H2O、O2，腐蝕(shi)介質中主(zhu)要(yao)以SO2為(wei)(wei)主(zhu)，SO2含量在1800~2000ppm范圍內(nei)。

煙(yan)氣脫(tuo)硫塔(ta)(ta)(ta)(ta)投用不(bu)到(dao)一年即(ji)發現(xian)(xian)(xian)塔(ta)(ta)(ta)(ta)內(nei)壁(bi)發生大面積(ji)潰瘍、點、坑(keng)(keng)蝕形(xing)貌，隨即(ji)利用檢修(xiu)期(qi)間進行(xing)的(de)(de)了(le)點、坑(keng)(keng)蝕、潰瘍部(bu)(bu)(bu)位進行(xing)了(le)補(bu)焊(han)(han)修(xiu)復處理(li)(li)，以后裝置巡檢人(ren)員發現(xian)(xian)(xian)塔(ta)(ta)(ta)(ta)終(zhong)端(duan)出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕穿孔(kong)(kong)，于是(shi)公司(si)立即(ji)切斷脫(tuo)硫塔(ta)(ta)(ta)(ta)進料并(bing)做了(le)隔離(li)處理(li)(li)，打開檢查，塔(ta)(ta)(ta)(ta)壁(bi)發現(xian)(xian)(xian)三處貫穿性(xing)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕斷面和孔(kong)(kong)洞，由于腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕嚴(yan)(yan)重(zhong)隨做停工(gong)處理(li)(li)，進入到(dao)塔(ta)(ta)(ta)(ta)內(nei)檢查，發現(xian)(xian)(xian)塔(ta)(ta)(ta)(ta)壁(bi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕穿孔(kong)(kong)沿著擋(dang)水(shui)板與塔(ta)(ta)(ta)(ta)壁(bi)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)0.5m長的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕溝(gou)槽(cao)，擋(dang)水(shui)板部(bu)(bu)(bu)分(fen)脫(tuo)落，此外，煙(yan)道擋(dang)板支撐(cheng)梁(liang)與塔(ta)(ta)(ta)(ta)壁(bi)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)有一處腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕嚴(yan)(yan)重(zhong)、急冷(leng)區三個噴嘴磨損(sun)嚴(yan)(yan)重(zhong)、吸(xi)收區噴嘴完好，煙(yan)囪(cong)人(ren)孔(kong)(kong)部(bu)(bu)(bu)位以及煙(yan)囪(cong)筒節(jie)在旋珠(zhu)分(fen)離(li)器彎(wan)頭(tou)出(chu)(chu)口上(shang)部(bu)(bu)(bu)部(bu)(bu)(bu)位腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕嚴(yan)(yan)重(zhong)出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)二(er)處穿孔(kong)(kong)。綜合分(fen)析，煙(yan)氣脫(tuo)硫塔(ta)(ta)(ta)(ta)內(nei)部(bu)(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕呈(cheng)現(xian)(xian)(xian)以下(xia)幾個腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕特征(zheng)(zheng)：jφ200mm直徑的(de)(de)304L的(de)(de)降(jiang)液管(guan)彎(wan)頭(tou)部(bu)(bu)(bu)位大部(bu)(bu)(bu)分(fen)具有潰瘍腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕特征(zheng)(zheng)形(xing)貌；k旋珠(zhu)分(fen)離(li)器排水(shui)管(guan)45°彎(wan)頭(tou)焊(han)(han)縫(feng)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕嚴(yan)(yan)重(zhong)，關卡(ka)固定處、降(jiang)液管(guan)與的(de)(de)”U“形(xing)卡(ka)部(bu)(bu)(bu)位電偶腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕特征(zheng)(zheng)明(ming)顯；l不(bu)銹鋼內(nei)襯(chen)板304L部(bu)(bu)(bu)位呈(cheng)現(xian)(xian)(xian)較明(ming)顯的(de)(de)黃(huang)色(se)銹蝕顏色(se)，而316L板則表面仍呈(cheng)現(xian)(xian)(xian)不(bu)銹鋼灰白色(se)本體顏色(se)，304L和316L焊(han)(han)縫(feng)部(bu)(bu)(bu)位焊(han)(han)道焊(han)(han)肉腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕缺(que)損(sun)嚴(yan)(yan)重(zhong)。

二、腐蝕機理淺析(xi)

01露點腐蝕

從工藝(yi)操作(zuo)條件和煙氣(qi)組(zu)成分析(xi)可以看(kan)出，進入到(dao)煙氣(qi)脫硫塔(ta)煙氣(qi)中含有較(jiao)多的SOx，蒸汽及其它物質。

在高(gao)溫(wen)煙氣中SO3對金屬(shu)不具有腐蝕性，但當煙氣溫(wen)度降到400℃以下時(shi)，SO3將與水蒸(zheng)氣化合生成(cheng)硫酸蒸(zheng)氣，其反應式如下：

SO3↑＋H2O↑ → H2SO4↑

當煙(yan)氣溫(wen)度繼續下(xia)降，硫(liu)酸(suan)蒸氣凝結到低溫(wen)金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)時(shi)就會(hui)發生低溫(wen)硫(liu)酸(suan)腐蝕(shi)(shi)。同(tong)時(shi)，這些凝結在(zai)(zai)低溫(wen)金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)上的(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)液體，還會(hui)粘附煙(yan)氣中的(de)(de)(de)灰塵形成不(bu)(bu)易清除的(de)(de)(de)積垢(gou)，不(bu)(bu)但(dan)使煙(yan)氣通道不(bu)(bu)暢甚(shen)至堵(du)塞，而且隨著金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)積垢(gou)逐漸(jian)(jian)增厚，使SO2轉化成SO3所(suo)需觸媒不(bu)(bu)斷強化，SO3生成量逐漸(jian)(jian)上升。而SO2與水蒸汽(qi)化合生成亞硫(liu)酸(suan)氣，它的(de)(de)(de)露點(dian)溫(wen)度更低，一般不(bu)(bu)可能在(zai)(zai)爐子內(nei)凝結，對金(jin)屬(shu)無危害。所(suo)以，硫(liu)酸(suan)露點(dian)腐蝕(shi)(shi)過程(cheng)中最重要(yao)的(de)(de)(de)因素(su)是SO3的(de)(de)(de)生成，而腐蝕(shi)(shi)程(cheng)度依(yi)SO3生成量的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)而異。

煙氣(qi)的(de)露點(dian)(dian)溫度與煙氣(qi)組分有關。煙氣(qi)中(zhong)水(shui)蒸氣(qi)含量(liang)(liang)與通入(ru)的(de)蒸汽量(liang)(liang)關系(xi)密切。有研究報告分析指出：當煙氣(qi)中(zhong)水(shui)蒸氣(qi)含量(liang)(liang)由10％增加到18％時，煙氣(qi)露點(dian)(dian)增加了15F°（8℃）時。工藝操作中(zhong)，大量(liang)(liang)水(shui)蒸氣(qi)通入(ru)使得冷凝(ning)下來(lai)的(de)部分冷凝(ning)液附著沉積在脫硫(liu)塔(ta)內(nei)壁表面，加之煙氣(qi)中(zhong)含有大量(liang)(liang)的(de)CO2以及煙氣(qi)中(zhong)氧(yang)原子的(de)存在，促進(jin)了煙氣(qi)冷凝(ning)液的(de)腐(fu)蝕性(xing)，從而導致了C1801煙氣(qi)脫硫(liu)塔(ta)在短短的(de)一個(ge)月時間內(nei)發(fa)生了劇烈(lie)的(de)以低溫硫(liu)酸露點(dian)(dian)腐(fu)蝕為主(zhu)的(de)電化學、化學腐(fu)蝕。

02電偶腐(fu)蝕

304L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)生(sheng)了(le)明顯(xian)的(de)(de)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，而316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)則沒(mei)(mei)有(you)發生(sheng)任何(he)點、坑蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)情況，單從外觀不(bu)難(nan)判斷，316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)煙(yan)氣脫硫塔(ta)(ta)內部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)環境下(xia)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性明顯(xian)優于304L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，差別很大。需要說明的(de)(de)是，由于一些原因，本(ben)在(zai)(zai)塔(ta)(ta)底(di)(di)三(san)層以(yi)下(xia)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)內襯板(ban)(ban)全部應為(wei)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，由于拼接爆炸復(fu)合(he)時(shi)產(chan)生(sheng)混用情況，導致塔(ta)(ta)底(di)(di)三(san)層以(yi)下(xia)本(ben)應為(wei)316L板(ban)(ban)材有(you)三(san)塊304L板(ban)(ban)混在(zai)(zai)其中，在(zai)(zai)316L沒(mei)(mei)有(you)產(chan)生(sheng)任何(he)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)情況下(xia)，304L產(chan)生(sheng)的(de)(de)整體性黃色(se)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一目了(le)然，在(zai)(zai)三(san)層以(yi)上(shang)則有(you)二塊316L復(fu)合(he)板(ban)(ban)材分(fen)布，同樣在(zai)(zai)304L產(chan)生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)背(bei)景(jing)中，沒(mei)(mei)有(you)產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)灰(hui)白色(se)316L 襯板(ban)(ban)也顯(xian)得(de)尤為(wei)突出。我(wo)們知道，316L和304標準電(dian)極電(dian)位相(xiang)差250mV以(yi)上(shang)，不(bu)難(nan)分(fen)析，316L和304L混合(he)分(fen)布在(zai)(zai)脫硫塔(ta)(ta)內產(chan)生(sheng)了(le)電(dian)偶腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。

03流體沖刷腐蝕

煙氣脫(tuo)硫塔(ta)使用的(de)(de)中和(he)劑(ji)為氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂，為降(jiang)低成本沒(mei)有(you)采用氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉做(zuo)中和(he)劑(ji)，氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂是(shi)無色六方柱(zhu)晶(jing)體或(huo)白色粉末(mo)，難溶于(yu)水，溶于(yu)稀酸和(he)銨(an)鹽溶液，因此(ci)大量(liang)的(de)(de)未(wei)被溶解的(de)(de)氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂顆粒(li)通過噴嘴噴出后(hou)飛濺噴射到塔(ta)壁及(ji)部分(fen)(fen)(fen)降(jiang)液管(guan)、旋(xuan)珠(zhu)分(fen)(fen)(fen)離(li)器表面，造(zao)成明顯(xian)的(de)(de)流體沖刷(shua)腐蝕，此(ci)外，氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂中含有(you)的(de)(de)少量(liang)二氧化(hua)(hua)硅雜質以(yi)及(ji)煙氣中分(fen)(fen)(fen)布少量(liang)的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)顆粒(li)也加速了塔(ta)內流體沖刷(shua)腐蝕，這在現(xian)場檢查發現(xian)塔(ta)壁和(he)部分(fen)(fen)(fen)管(guan)線表面分(fen)(fen)(fen)布大量(liang)有(you)一(yi)定(ding)走向的(de)(de)溝槽得(de)以(yi)驗證(zheng)。

04316L優于304L耐蝕性原因分析

我們知道，304L（00Cr18Ni9）和(he)316L（00Cr17Ni12NIo2）同(tong)屬于奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。主(zhu)要區別在于316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)304L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)相比增(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)鎳的(de)(de)(de)含量，加(jia)(jia)入了(le)(le)元(yuan)素(su)鉬。鎳是(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)主(zhu)要的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)。鎳的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，使(shi)鋼(gang)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)塑韌(ren)性(xing)(xing)和(he)低溫韌(ren)性(xing)(xing)，并且具有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)冷熱加(jia)(jia)工性(xing)(xing)能(neng)和(he)焊(han)接性(xing)(xing)能(neng)，提(ti)高(gao)了(le)(le)抗高(gao)溫氧化能(neng)力。鉬是(shi)(shi)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)，鉬元(yuan)素(su)還能(neng)提(ti)高(gao)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)高(gao)溫強(qiang)度，隨著鉬元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入和(he)質量分(fen)數提(ti)高(gao)，耐還原性(xing)(xing)酸、耐孔蝕(shi)和(he)耐縫隙腐蝕(shi)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)增(zeng)強(qiang)，這就表現在T1801塔(ta)內(nei)316L內(nei)襯(chen)板材明顯耐蝕(shi)性(xing)(xing)明顯優(you)于304L內(nei)襯(chen)板材。

三、脫硫(liu)塔防腐治理技術(shu)措(cuo)施及(ji)效果

通過分(fen)析(xi)和比較(jiao)，我們采(cai)用HH煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫防露(lu)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕專用防腐(fu)(fu)(fu)(fu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料——有機(ji)硅(gui)改性環氧(yang)酚醛漆(qi)酚涂(tu)(tu)(tu)(tu)料，以300目硅(gui)碳粉做填料配制(zhi)膠(jiao)泥涂(tu)(tu)(tu)(tu)覆在(zai)(zai)潰瘍、坑蝕部(bu)(bu)位(wei)抹平，表干后涂(tu)(tu)(tu)(tu)裝300μm的(de)HH煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫塔(ta)抗露(lu)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕特種(zhong)防腐(fu)(fu)(fu)(fu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料。北(bei)方正值(zhi)冬季(ji)，因此在(zai)(zai)脫(tuo)(tuo)硫塔(ta)內(nei)防腐(fu)(fu)(fu)(fu)施工期間，在(zai)(zai)煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫塔(ta)內(nei)敷設加熱蒸(zheng)汽(qi)帶。HH涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)固化的(de)時(shi)間段內(nei)，通過蒸(zheng)汽(qi)帶蒸(zheng)汽(qi)盤(pan)管使(shi)塔(ta)內(nei)溫度升至50℃，維持20個小時(shi)，盡可(ke)(ke)能使(shi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)和膠(jiao)泥充分(fen)得到固化。使(shi)用中(zhong)發現(xian)噴嘴底部(bu)(bu)11層(ceng)板(ban)部(bu)(bu)位(wei)初步判斷(duan)316L和304L板(ban)的(de)拼接處出現(xian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕泄漏，判斷(duan)與沖刷腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕有關，經(jing)了(le)解，采(cai)用氫氧(yang)化鎂(mei)堿洗時(shi)的(de)懸浮物含量在(zai)(zai)2000-3000ppm，塔(ta)底懸浮物對(dui)沖刷腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕影響(xiang)較(jiao)大。對(dui)產生破損部(bu)(bu)位(wei)采(cai)用HH涂(tu)(tu)(tu)(tu)料進行修補,經(jing)過一~三年的(de)不(bu)斷(duan)跟(gen)蹤檢查(cha)鑒定(ding)，采(cai)用HH涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)也即有機(ji)硅(gui)改性環氧(yang)酚醛漆(qi)酚涂(tu)(tu)(tu)(tu)料在(zai)(zai)該部(bu)(bu)位(wei)使(shi)用經(jing)受住了(le)高溫近200℃以及硫酸露(lu)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕的(de)考驗，可(ke)(ke)以說該措(cuo)施是得當(dang)的(de)，有效抑制(zhi)了(le)脫(tuo)(tuo)硫塔(ta)的(de)煙(yan)氣露(lu)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕。

預判(pan)煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔(ta)在開(kai)停工期(qi)間(jian)(jian)，塔(ta)內(nei)噴嘴、降液板(ban)等不(bu)銹鋼構(gou)件內(nei)與煙(yan)氣存在CO2，SO2、、SO3和H2O及空氣接觸，極易生成(cheng)連多硫(liu)(liu)(liu)酸，從(cong)而誘發連多硫(liu)(liu)(liu)酸（PTA）腐蝕。如(ru)果在開(kai)停工期(qi)間(jian)(jian)對煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔(ta)采取相應(ying)的(de)措施，比如(ru)堿洗噴淋，可(ke)以避免(mian)不(bu)銹鋼構(gou)件的(de)連多硫(liu)(liu)(liu)酸應(ying)力腐蝕開(kai)裂(lie)。

一旦發生(sheng)連多硫酸腐(fu)蝕(shi)，加之可能內構件在使用(yong)過程中出現的喘(chuan)振、沖刷等(deng)極易引起不(bu)銹鋼(gang)(gang)內構件出現腐(fu)蝕(shi)疲勞（PC），幾方面(mian)的綜合(he)作(zuo)用(yong)，最終導致不(bu)銹鋼(gang)(gang)構件變脆(cui)、發生(sheng)沿晶腐(fu)蝕(shi)裂紋失效。

塔(ta)體(ti)外部的不銹鋼管線存在氯(lv)化物(wu)應(ying)(ying)力(li)腐蝕風(feng)險，應(ying)(ying)定期檢(jian)驗并(bing)設警戒區。

四、結論

煙氣脫硫塔在使用的(de)(de)不到(dao)一年(nian)時間(jian)段內發生(sheng)典型的(de)(de)一系列腐蝕(shi)，主(zhu)要表現(xian)為露(lu)點腐蝕(shi)和(he)沖(chong)刷腐蝕(shi)為主(zhu)，針對(dui)這兩種主(zhu)要的(de)(de)腐蝕(shi)情況，通過分析判斷(duan)出(chu)其腐蝕(shi)機理并制(zhi)定出(chu)相應(ying)的(de)(de)防腐蝕(shi)對(dui)策，同(tong)時，也(ye)針對(dui)其內部發生(sheng)的(de)(de)腐蝕(shi)提(ti)出(chu)了(le)檢修(xiu)期間(jian)要有防止(zhi)連多(duo)硫酸腐蝕(shi)日常生(sheng)產運行過程(cheng)中，防止(zhi)氯(lv)化(hua)物(wu)應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)警示。

通過采(cai)(cai)取應對補救(jiu)性(xing)的HH涂層(ceng)(ceng)防腐(fu)(fu)蝕措施(shi)，經(jing)過一~三年(nian)的跟蹤檢查(cha)鑒定，采(cai)(cai)用HH涂層(ceng)(ceng)也(ye)即(ji)有(you)機硅(gui)改性(xing)環氧(yang)酚(fen)醛(quan)漆酚(fen)涂料在該部位使用經(jing)受住了高溫(wen)近200℃以及(ji)硫酸露點腐(fu)(fu)蝕的考驗(yan)，可以說該措施(shi)是得當的，有(you)效(xiao)抑制了脫硫塔的煙氣露點腐(fu)(fu)蝕。