丙烷脫瀝青裝置是以減壓渣油為原料、 液相丙烷為溶劑, 通過物理萃取方法, 將減壓渣油分離為脫瀝青油及脫油瀝青的生產(chǎn)裝置。由于加工國外含硫及高硫減壓渣油數(shù)量的增加, 丙烷脫瀝青裝置中的許多設(shè)備便出現(xiàn)了嚴(yán)重的濕硫化氫等腐蝕問題。曾對某廠丙烷脫瀝青裝置中丙烷罐進(jìn)行開罐檢驗, 發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的氫鼓泡腐蝕, 影響了裝置的安全生產(chǎn)。經(jīng)核實該容器投用時間是1994年, 制造資料齊全, 鋼板出廠前經(jīng)過超聲波探傷, 結(jié)果符合ZBF47003-88標(biāo)準(zhǔn)I級。該容器主要參數(shù)為:操作壓力2.0MPa,操作溫度50℃,材質(zhì)16MnR,容器類別三類,工作介質(zhì)兩烷,容積65.2m3,公稱壁厚24mm。
2檢驗情況
2.1宏觀檢驗
對該罐內(nèi)外表面進(jìn)行宏觀檢查, 未發(fā)現(xiàn)鼓泡, 宏觀檢查結(jié)果均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.2壁厚測定
對封頭、 筒體的鋼板進(jìn)行測厚檢查, 發(fā)現(xiàn)筒體四圈板中有6處不同程度的夾層。其夾層的分布情況見圖1所示。
圖1丙烷罐夾層缺陷位置
該罐鋼板母材測厚的夾層區(qū)域比超聲波檢測的寬, 且都集中在容器中下部, 通過對容器夾層部位測厚, 發(fā)現(xiàn)容器壁厚數(shù)據(jù)的變化較大, 但從測厚的數(shù)據(jù)結(jié)果反映出容器夾層缺陷的形狀基本上都是呈直線狀或不規(guī)則階梯狀。
2.3無損檢測
(1)MT檢測: 對該罐焊縫內(nèi)外表面進(jìn)行100%MT檢查, 均未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。
?。?)UT檢測: 對該罐封頭、 筒體的母材進(jìn)行100%UT檢查,發(fā)現(xiàn)筒體中有6處比較集中的夾層分布在四圈板上, 與測厚的夾層分布結(jié)果基本相同。另外, 對該罐所有對接焊縫進(jìn)行100%UT檢查, 均未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。
2.4硬度測定
對夾層部位內(nèi)外表面進(jìn)行硬度測定, 其最大值為HB146,與無夾層部位的硬度比較, 無明顯偏高。
3原因分析及安全評定
3.1原因分析
經(jīng)分析上述夾層缺陷的形成可認(rèn)為是由氫鼓泡所致。原因是進(jìn)口原油在加工過程中大多數(shù)的硫化物存留于渣油等重油中, 隨著原油的深度加工, 原油中硫化物也得到更多的分解。使得加工反應(yīng)后物料中有大量的氫硫酸、CN-及氨存在,這些有害介質(zhì)冷卻后, 其中在常溫下, 大量的氫硫酸可與鋼中Fe作用生成原子態(tài)氫且被鋼吸收, 對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕破壞。鋼在氫硫酸水溶液中的反應(yīng)式為:
由于金屬材料內(nèi)部往往存在缺陷, 如存在有夾雜物、 錳化物和磷化物的偏析區(qū), 氫的原子半徑很?。?.2×10-11m) , 可由鋼表面向內(nèi)部擴(kuò)散, 過飽和的氫原子到達(dá)上述缺陷位置后, 很容易形成氫分子, 在局部積聚造成高氫壓, 最后導(dǎo)致鋼板表面鼓泡或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。