1、制氫裝置設備損傷及防護管理規定對于制氫裝置而言，其顯著特點是高溫、臨氫 ，系統 中還有 CL -及堿存在。結合制氫特點，將操作中涉及到的由 于腐蝕損傷及冶金學問題引起的損傷進行說明。1 濕硫化氫腐蝕一般把濕硫化氫環境定義為：H 2S在水相中的濃度等于或高于 50wppm 時，稱為濕 H2S 環境。濕硫化氫一般引起氫鼓泡、氫致開裂、硫化物腐蝕應力 開裂和應力導向氫致開裂等形式的損傷。在濕硫化氫環境中 使用的設備、 管線、管件等應選用鎮靜鋼， 并盡可能減少 MnS 等夾雜物的含量。要降低設備和構件的高應力集中區，加工 后必須施行消除應力的熱處理， 保證焊縫及其附近的硬度 在允許值以下。2 高溫硫或

2、硫化氫與氫共存的腐蝕處理含硫的原料油時，對于在240425C高溫部位的設備與管道會出現高溫硫的均勻腐蝕。腐蝕的實質是有機硫 化物轉化為硫化氫和元素硫，它們與鋼材中的鐵素體反應生 成硫化鐵。硫及硫化氫腐蝕反應需在一定的溫度下進行，一 般在240 C以上就有腐蝕發生。 硫化氫在350400 C時還可 分解為硫和氫，而生成的活性硫的腐蝕比硫化氫更強烈。所以對于含硫化氫物流在 240 C以上高溫場合或在 300 C以上 操作條件下有較高硫含量的油品加工時，一般選擇鎳鉻較高 （鉻18%鎳10%）的鋼材解決抗腐蝕問題。對于硫化氫與氫共存的條件下，它對鋼材的腐蝕比硫化 氫單獨存在時更為嚴重，因氫在腐蝕過程中

3、象是起著催化劑 的作用，加速腐蝕的進程。此場合可按柯柏（COUPER ）曲線 （即鋼在硫化氫十氫氣條件下的等腐蝕曲線） 來估算腐蝕率后再確定所選材料。3 奧氏體不銹鋼堆焊層的氫致剝離 對于有奧氏體不銹鋼堆焊層的設備，在高溫高壓氫氣介 質中操作時，氫會侵入容器壁中，而當設備從正常運轉狀態 停工時，由于氫在母材與奧氏體不銹鋼堆焊層中的溶解度和 擴散速度不同，將在過渡層上吸藏大量的氫，且因二者的線 膨脹差別大形成很大殘余應力而使母材與堆焊層產生剝離 現象，此損傷與氫分壓、溫度、停工時的冷卻速度、反復停 工的頻率等操作條件與工況都有關系。為防止或緩和這種剝離裂紋的發生或擴展，在設備使用 過程中，應嚴格

4、遵守操作規程，盡量避免非計劃緊急停車， 以及在正常停工時要設定使氫氣盡可能從器壁中釋放出去 的停工條件，以減少殘余氫量。另外，在定期檢修中，采用 超聲技術進行檢測以判斷是否有剝離發生或擴展也是很必 要的。4 高溫蠕變爐管材料在蠕變溫度以上長期使用，會發生高溫蠕變。 這一現象在轉化爐和裂解爐中比較明顯。高溫爐管在運行中 產生蠕變的過程是很復雜的，一般是在蠕變發展到一定程度 時，先在距離壁內側約 1/3 處產生空洞，空洞幾乎都在碳化 物與基體的交界處形成 .隨蠕變的進行， 空洞增加并沿碳化物 連接起來形成微裂紋。隨后裂紋先向內側，后向外側擴展。 在爐管內壓及熱應力等作用下，最終導致爐管開裂。管式爐

5、中蠕變破壞較嚴重的是轉化爐的爐管.這主要是因為轉化爐爐管使用溫度和管內壓力都比較高的緣故，管壁 設計溫度910940 C,內壓3.5MPa左右.轉化爐爐管在使用 4 萬小時后可能出現裂紋。其次是乙烯裂解爐，乙烯裂解爐管 的 設 計 使 用 溫 度 雖 然 比 轉 化 爐 高 ， 但 管 內 壓 力 底 0.10.3MPa，比轉化爐底得多溫度和壓力的差異，使蠕變破 壞的程度和主要特征也有所不同。一般來講，爐管發生蠕變破壞的主要特征為： 在直徑或軸線方向上產生塑性變形。 管壁出現較多的蠕變裂紋：蠕變裂紋多發生在距內壁 1/31/4 壁厚處，再向內壁和 外壁發展，一般向內壁發展快于外壁，產生破斷的裂

6、紋以軸 向為主。 顯微組織變化 蠕變裂紋基本是沿晶裂紋，裂紋發生前出現晶界碳化物，呈較粗的不連續鏈狀，二次碳化物粗化，產生蠕變孔洞 和顯微裂紋等。不同爐子由于使用條件和爐管材質，規格不同，發生蠕 變破壞的形式和特點也各不相同 .如轉化爐， 制氫爐工作壓力 高，管壁厚，但溫度略底，發生蠕變的主要特征是出現蠕變 裂紋，蠕漲和凸包的情況不嚴重。乙烯裂解溫度爐溫度比較 高，管壁薄，發生蠕變時往往蠕漲和凸包較嚴重。就蠕漲而言，厚壁管易產生梨形局部凸包，薄壁管易產 生直徑均勻漲大 （相對而言 ）或條件擠壓狀蠕漲，個別爐子還 出現苞疹似較小的斑塊狀凸包。5 高溫滲碳 有化學反應的管式爐爐管，如制氫轉化爐或合

7、成氨一段轉化爐的轉化管，乙烯裂解爐的爐管等，其金屬溫度一般都 高達 8001000 度，還要承受一定的壓力和介質腐蝕。由于 使用條件十分苛刻，必須采用奧氏體鋼或高鉻鎳合金，如TP310，Alloy800 ，HK-40 ，HP-40Nb，HP-40NbTi 等。它們 的咼溫損壞除 C相脆化和蠕變斷裂外，還有晶界氧化和滲碳"XT o滲碳是爐管在高溫長期使用過程中，鉻的氧化膜逐步長 大，由于氧化膜的膨脹系數與基體金屬有很大差別，氧化膜 將隨溫度的波動而產生裂紋，最后鼓起，剝落。隨著滲碳量 的增加，引起 Cr7C3 析出，導致氧化膜下面基體金屬貧鉻， 氧化膜再生困難， 從而又加速滲碳 .離心

8、鑄管管內的滲碳從鑄 造缺陷開始的，并在晶界上生成碳化物。由于碳化物比基體 更易氧化，發生選擇性氧化而使裂紋發展，最終導致管子破 裂。對離心鑄管內表面進行機加工，除去鑄造缺陷層，可使 滲碳問題得到頗為滿意的解決。6 堿脆 金屬在持久拉應力（包括外加載荷、熱應力及冷加工、 熱加工或焊接后的殘余應力等）和特定的腐蝕介質聯合作用 下出現脆性開裂，特點是出現腐蝕裂縫甚至斷裂，裂縫的起 源點往往是在點腐蝕小孔或腐蝕小孔的底部；裂縫擴展有沿 晶間、穿晶粒和混合型三種，主裂縫通常垂直于應力方向， 多半有分枝；裂縫端部尖銳，裂縫內壁及金屬外表面的腐蝕 程度通常很輕微，裂縫端部的擴張速度很快，端口具有脆性 斷裂的

9、特征。含氯離子介質中使用的奧氏體不銹鋼換熱器容 易發生應力腐蝕開裂如常頂奧氏體不銹鋼空冷管束斷裂，塔 底襯里破裂等：鍋爐的堿脆，或稱苛性脆化；汽輪機葉輪的 飛裂；在潮濕的含硫化氫氣氛中的某些鋼材開裂，硫化物應 力開裂。易于產生應力腐蝕破裂的環境：高溫堿液 ( NaOH.Ca(OH) 2LiOH )、氯化物水溶液、海水，海洋大氣、 連多硫酸、高溫高壓含氧高純水、水蒸氣(260C)、濃縮鍋爐水、260C CH2SO4、濕潤空氣(濕度90%)、NaCl+H 2O2水溶液、熱NaCI、濕的氯化鎂絕緣物、H2S水溶液。7 氯離子腐蝕 不銹鋼用作海水、工業水等的熱交換器的鋼管，或用作其它配管、塔、容器等時，常由于環境中含有微量的CL-離子，由于離子濃縮而發生應力腐蝕開裂。對于氯化物應力腐 蝕開裂的解釋也有多種說法：a) 吸附理論：在承受應力的情況下， 氯離子吸附在裂紋尖端，造成原子M-M °之間的結合力下降和破壞。 這一過程的不 斷進行，造成了 SCC 的擴展。b) 電化學理論：