陜西陜化化肥股份有限公司化肥廠合成車(chē)間銅洗工段氨洗塔于1976年投入運(yùn)行，其簡(jiǎn)體為雙層熱套結(jié)構(gòu)。氨洗塔的規(guī)格及運(yùn)行工況為：規(guī)格尺寸：①1000×18450(25+20)mm；主體材質(zhì)：16MnR；操作壓力：11．4MPa；操作溫度：20～30℃；操作介質(zhì)：氨水、N2、H2、CO、CH,及微量CO2。
　　該氨洗塔的作用是用氨水吸收、去除從銅洗塔塔頂出來(lái)的合成氣中的微量CO2氣體。在2004年1O月上旬的定期檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)該氨洗塔的第一筒節(jié)有局部腐蝕現(xiàn)象，蝕坑最深處達(dá)7．5mm，具體腐蝕部位見(jiàn)圖1。
　　
　　1 原因分析
　　1．1氫對(duì)設(shè)備材料的影響
　　氫對(duì)鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響，但卻劇烈地降低鋼的塑性，對(duì)鋼的危害很大。這主要是因?yàn)楫?dāng)較多的氫溶解于固態(tài)鋼中時(shí)，可導(dǎo)致鋼中出現(xiàn)非常危險(xiǎn)的內(nèi)部裂紋。
　　氫原子是質(zhì)量最輕、直徑最小的元素，因此它在金屬中的擴(kuò)散活化能比其它元素低得多，活性比較自由，即使在固態(tài)金屬中，氫原子也能侵入或逸出。這種由于擴(kuò)散到金屬中位錯(cuò)處的氫或生成金屬氫化物所造成的材料脆化現(xiàn)象稱(chēng)為氫脆。氫是在各種各樣的環(huán)境中產(chǎn)生的，如水、潮濕空氣、碳氧化合物、海水、酸等，因此氫脆可以是由于酸洗、電解可腐蝕反應(yīng)所產(chǎn)生的氫所造成，也可以是因金屬與氫接觸所引起的。一般情況下，鋼中的含氫量很低。然而長(zhǎng)期運(yùn)行在氫氣環(huán)境中鋼材，由于環(huán)境中的氫分子在分解成原子或離子后，會(huì)吸附在金屬表面，然后溶入金屬中并向其內(nèi)部擴(kuò)散，與金屬進(jìn)行了交后作用。擴(kuò)散人金屬中的氫，會(huì)在鋼中的各種微觀缺陷(如位錯(cuò)、、空位等)，不均勻的應(yīng)力應(yīng)變，以及組織形態(tài)等部位發(fā)生聚集。在應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)處既產(chǎn)生了應(yīng)力集中，又導(dǎo)致氫的濃集，生成了“氫氣團(tuán)”。這種雙重作用提高了材料的應(yīng)力腐蝕敏感性。
　　金屬中局部富集的氫，當(dāng)超過(guò)固溶度后，就會(huì)在晶粒內(nèi)微孔處析出，形成H2或和鋼中碳反應(yīng)生成cH4。這些氣體聚集后可形成高壓，使材料脆斷。該氨洗塔中的氣體介質(zhì)中含有較高的氫分壓，通過(guò)二十多年的運(yùn)行，極有可能造成氫在材料內(nèi)部的聚集，在補(bǔ)焊過(guò)程中如果不進(jìn)行消氫處理，很有可能產(chǎn)生延遲裂紋。當(dāng)裂紋擴(kuò)展達(dá)到臨界值，就會(huì)產(chǎn)生裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的急劇破壞事故。
　　另外，在-30～30℃的溫度范圍內(nèi)，材料的氫脆敏感性最高。這是由于隨著溫度的升高，氫的擴(kuò)散加快，向空氣中逸出量增加，結(jié)果使鋼中氫含量下降所致。
　　1．2電化學(xué)腐蝕
　　在腐蝕電解液中，金屬與電位更高的另一種金屬或非金屬導(dǎo)體電連接會(huì)引起加速腐蝕，這就是電化學(xué)腐蝕。能夠發(fā)生電化學(xué)腐蝕必須同時(shí)具備三個(gè)條件：腐蝕電解液、電位更高的金屬或非金屬電連接。同種金屬構(gòu)件的不同部位電位有差別，例如，焊接件焊縫的電位與基體電位有差異；構(gòu)件的冷加工部位或受應(yīng)力部位電位較低；或者是電解液中貴金屬離子在構(gòu)件局部表面發(fā)生沉積，這些都可能會(huì)使構(gòu)件出現(xiàn)類(lèi)似電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。
　　合成氣是從銅洗塔中由醋酸銅溶液吸收、去除微量H2S后進(jìn)入氨洗塔的，這也就有可能將醋酸銅溶液帶入氨洗塔。在氨洗塔內(nèi)，醋酸銅溶液與氨水發(fā)生中和反應(yīng)，生成單質(zhì)銅覆蓋在塔壁上。銅的電位為一0．08V，碳銅的電位為-0．40V，在電解液中，對(duì)于沒(méi)有被銅覆蓋的碳鋼表面就會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使碳鋼遭受到嚴(yán)重的腐蝕。
　　氨水自身的腐蝕性不強(qiáng)。氨水中的二氧化碳含量不超過(guò)0．02％時(shí)，碳鋼有耐腐蝕性。若合成氣中有較多的二氧化碳，就會(huì)在氨水中形成甲銨或碳酸銨，碳鋼就會(huì)遭受到明顯腐蝕。
　　1．3容器檢驗(yàn)選點(diǎn)部位不合理
　　該氨洗塔整體高度為18450mm，除平蓋封頭和槽鋼平支架外，中部由9個(gè)筒節(jié)構(gòu)成。自該氨洗塔投運(yùn)以來(lái)，均由企業(yè)所在地鍋爐壓力容器特種設(shè)備檢驗(yàn)所進(jìn)行定期檢驗(yàn)。在2004年10月以前所進(jìn)行的歷次檢驗(yàn)中，因氨洗塔第一筒節(jié)為液相，內(nèi)部又有支架，所以在檢驗(yàn)選點(diǎn)時(shí)未考慮。但由于檢驗(yàn)選點(diǎn)的不合理，使可能早已出現(xiàn)的隱患未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而延誤了整改最佳期，使腐蝕程度不斷加劇。
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