承压设备损伤模式识别精简版38页.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流承压设备损伤模式识别精简版38页.精品文档.承压设备损伤模式识别1范围本标准规定了承压设备主要损伤模式的定义、机理、形态、影响因素、敏感材料、易发装置和设备、主要预防措施、检测方法、相关或伴随的其他损伤模式等。本标准适用于承压设备的设计、制造、检验、安全管理、检修、事故分析与统计，为承压设备的事故调查分析和确定我国各类承压设备通用失效数据库提供依据。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适应于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适应于本文件。API RP 571炼油设备中的失效机理API RP 580基于风险的检验3术语和定义GB/T XXXX.1- XXXX承压设备系统基于风险的检验实施导则 第1部分：基本要求和实施程序界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 腐蚀减薄 corrosion thinning构件材料在腐蚀介质或腐蚀环境的作用下，材料被腐蚀，造成的厚度减薄。3.2 环境开裂 environmental cracking构件材料在介质或环境作用下发生的开裂，包含应力腐蚀开裂和非应力导向开裂。3.3材质劣化 material deterioration构件材料在温度或介质等因素作用下，金相组织或材料组成结构发生变化，导致耐腐蚀性能下降，或冲击韧性等力学性能指标降低的过程。3.4机械损伤 mechanical damage机械载荷作用下材料发生组织连续性被破坏或功能丧失等损伤的过程。3.5 奥氏体钢 austenitic stainless steel金相组织为奥氏体的不锈钢或镍基合金。3.6碳钢 carbon steel未人为添加合金元素的钢，允许其含有符合规范要求的少量合金元素，这些元素可能会影响材料耐腐蚀性、焊后强度以及韧性，包括CrNiMoCuSSiPAlV及B。3.7 双相不锈钢 duplex stainless steel含有奥氏体铁素体混合组织的不锈钢族。3.8 铁素体不锈钢 ferritic stainless steel使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。3.9低合金钢 low alloy steel添加铬元素和其它合金成分以提高材料高温强度抗蠕变性能，且总和最多不超过9%（质量比）的钢族。3.10 马氏体不锈钢 martensitic stainless steel通过淬火、回火等热处理对材料性能进行调整，金相组织主要为马氏体的不锈钢。3.11 镍基合金 nickel-based alloy以镍作为主要合金元素（镍元素含量质量比>30%）的合金族。3.12不锈钢 stainless steel以铬作为耐蚀性的基本元素，且含铬量12%（质量比）的钢材，能够耐受一定的空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。按在室温下金相组织分为四类：奥氏体不锈钢铁素体不锈钢马氏体不锈钢双相不锈钢。4 腐蚀减薄4.1 盐酸腐蚀4.1.1 定义金属与盐酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。4.1.2 损伤机理 M+2HClMCl2+H2（1）4.1.3 损伤形态碳钢和低合金钢盐酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢发生盐酸腐蚀时可表现为点状腐蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。4.1.4 敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢等所有常用材料。4.1.5 主要影响因素a) 盐酸浓度：腐蚀速率随着盐酸浓度的升高而增大。在换热器和管道中的氯化铵盐或盐酸胺盐沉积物易从工艺流或注入的洗涤水中吸收水份，在沉积物下可形成局部的氯化氢水溶液，水溶液的pH值低于4.5时对碳钢和低合金钢的腐蚀性较强；b) 温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大；c) 合金成分：奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢抗盐酸腐蚀能力较差，蒙乃尔合金、钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对盐酸具有较好的抗腐蚀能力，尤其对温度不高的稀盐酸有优良的抗蚀性；d) 催化/钝化剂：氧化剂(氧气、铁离子和铜离子)存在时，会加速蒙乃尔合金和哈氏合金的腐蚀；氧化性氛围中的钛具有优良的抗盐酸腐蚀能力。4.1.6 易发装置和设备a) 常减压装置：常压塔塔顶系统中，塔顶蒸汽流降温形成含盐酸的冷凝液，pH值较低，可对管道和换热器（包括壳体、管束和管箱）造成快速腐蚀；b) 加氢装置：反应产物含有HCl，在冷凝后形成盐酸腐蚀；废气系统含有氨和盐酸，对热进料/出料交换器形成氯化铵盐的垢下腐蚀；蒸馏工段可发生严重的盐酸露点腐蚀；c) 催化重整装置：催化剂中氯被置换形成盐酸，对废气系统、再生系统、稳定塔、脱丁烷塔和进料/预热交换器造成腐蚀；含盐酸蒸汽流经分馏工段，可导致盐酸露点腐蚀；d) 氯丙烯装置：盐酸吸收塔塔底进入的HCl气体吸收后成为盐酸，塔体及氯化氢气体入口及盐酸出口管易发生盐酸腐蚀。4.1.7 主要预防措施a) 常减压装置：控制原油塔进料中的氯化物，使塔顶回流罐液体中的氯化物含量不超过20ppm；改善材质适应性，可将碳钢升级为镍基合金或钛；进行注水稀释，急冷塔顶工艺物料，通过稀释降低盐酸浓度；按pH值情况在脱盐装置下游注入适量苛性碱，控制碱液温度、浓度和注入量，避免进料预热系统的碱应力腐蚀开裂和积垢；将缓蚀剂（氨、中和胺和成膜胺等）注入常压塔塔顶操作温度在露点以上的管线；b) 加氢装置：降低上游装置中氯化物盐、盐酸胺盐的夹带量；降低氢气中盐酸夹带量，可安装专用洗涤器或保护床；易发生盐酸腐蚀的部位采用耐蚀镍基合金；c) 催化重整装置：采用与上述加氢装置相同的措施；降低进料中的水和/或含氧物质，减少催化剂中氯化物脱离量；采用加装特殊吸附剂的脱氯设备；d) 氯丙烯装置：内衬橡胶类非金属材料；内衬环氧树脂类非金属材料；采用整体石墨塔体。4.1.8 检测方法a) 盐酸腐蚀主要对碳钢/低合金钢造成均匀减薄为主的损伤，对奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢造成点蚀为主的。前者一般表现为壁厚减薄，检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；后者一般表现为点蚀坑/蚀孔，检测方法一般为宏观检查；b) 腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 介质的pH值、氯化物含量的测定和监控；d) 设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。4.1.9 相关或伴随的其他损伤模式氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。4.2 电化学腐蚀4.2.1 定义两种相连接的材料浸入电解质液中，由于材料电极电位的不同，形成同时进行的阳极反应和阴极反应过程的腐蚀，这两种材料分别称为阳极材料和阴极材料。4.2.2 损伤机理 阳极： M-neMn+ne（2）阴极： Sk+keS （3）4.2.3 损伤形态多发生在电解质液中两种材料连接处，损伤形态与材料组合、电解质流体导电性和阳极/阴极相对暴露面积等有关，阳极材料可能发生均匀腐蚀或局部腐蚀，形成蚀坑、蚀孔、沟槽或裂缝等。4.2.4 敏感材料除贵重金属外的所有材料。4.2.5 主要影响因素a) 介质：介质须为电解质流体，可传导电流；b) 材料组合：两种不同的材料，均与同一个电解质流体接触，材料的电极电位差值越大，电化学腐蚀越严重；c) 电气闭合回路：阳极材料和阴极材料之间可发生电荷移动；d) 相对暴露面积：阳极材料在同一个电解质流体暴露面积相对阴极越小，腐蚀速率越快；e) 表面状态：单一材料，存在表面涂层、钝化膜或结垢等情况时，其自身即可构成电化学腐蚀。4.2.6 易发装置和设备a) 电化学腐蚀可发生在任何电解质流体中存在电气连接的不同材料间；b) 使用不同材质制造的设备、设备钝化膜或涂层发生破损处、埋地管道、江河或海洋中的管道等。4.2.7 主要预防措施a) 设计：优化设计，避免形成电化学腐蚀的材料组合，选择同一材料或电极电位相近的材料，或者采用电绝缘的方法是不同材料间不能形成电气闭合回路；b) 相对暴露面积：增大阳极/阴极相对暴露面积，减缓阳极的腐蚀速率；c) 涂层：为阳极材料与电解质流体接触面设置涂层或钝化膜；d) 阴极保护：外部设置合理的保护电极。4.2.8 检测方法a) 电化学腐蚀可能造成均匀减薄或在不同材料连接处及材料不连续处局部腐蚀，前者一般表现为壁厚减薄，检测方法为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；后者一般表现为点蚀坑、蚀孔、沟槽或裂缝，检测方法为宏观检查；b) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 定期测量阴极保护装置。4.2.9 相关或伴随的其他损伤模式土壤腐蚀。4.3 硫酸腐蚀4.3.1 定义金属与硫酸接触时发生的腐蚀。4.3.2 损伤机理 M+H2SO4（稀）MSO4+H2（4） M+2H2SO4（浓）MSO4+2H2O+SO2 （5）4.3.3 损伤形态由稀硫酸引起的金属腐蚀通常表现为壁厚均匀减薄或点蚀，碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽。浓硫酸多在与金属接触部位形成局部腐蚀，可引起钢制容器及构件的钝化，阻止腐蚀的进行。4.3.4 敏感材料碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金。4.3.5 主要影响因素a) 酸浓度：酸浓度低于65%（质量比），则碳钢腐蚀速率较大； b) 流速：流速超过0.6米/秒，碳钢腐蚀速率较大；c) 温度：浓硫酸与水混合时产生热量，混合点温度升高，腐蚀速率较大；d) 合金含量：按耐蚀能力从低到高：碳钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金；e) 腐蚀杂质：存在氧化剂时腐蚀速率加快。4.3.6 易发装置和设备a) 硫酸烷基化装置：易受硫酸腐蚀部位包括反应器废气管线、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和苛性碱处理工段；b) 废水处理装置：硫酸通常在分镏塔和再沸器的底部蓄积，在此部位硫酸变浓，腐蚀性较强。4.3.7 主要预防措施a) 奥氏体不锈钢和哈氏合金等材料可在表面形成一层保护性硫酸铁膜，抵抗稀硫酸腐蚀；b) 根据硫酸的实际浓度、流速和温度等选择对应等级的材质；c) 利用浓硫酸的钝化作用，用钢制储罐储运浓硫酸；d) 注入适量苛性碱中和酸值。4.3.8 检测方法a) 检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；b) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 测定和监控介质的pH值；d) 设置腐蚀探针/腐蚀挂片，监控实时腐蚀速率。4.3.9 相关或伴随的其他损伤模式无。4.4 氢氟酸腐蚀4.4.1 定义金属与氢氟酸接触时发生的腐蚀。4.4.2 损伤机理 M+2HFMF2+H2 （6）4.4.3 损伤形态碳钢的腐蚀表现为全面减薄或严重局部减薄，腐蚀后易形成氟化亚铁垢皮；蒙乃尔合金遭受腐蚀时多表现为全面减薄，且很少有积垢现象。4.4.4 敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、铜-镍合金、蒙乃尔合金。4.4.5 主要影响因素a) 流速：碳钢在干浓酸中形成一层保护性的氟化物垢皮，高流速或强紊流引起的保护性垢皮损失会导致腐蚀速率加快；b) 浓度：存在水时会破坏氟化物垢皮的稳定性，并将其转变为非保护性垢皮。高浓度的氢氟酸其腐蚀速率随着氢氟酸浓度减小(含水量增大)而增大；c) 温度：腐蚀速率随着温度升高而增大；d) 腐蚀杂质：介质中如果含有Cu、Ni、Cr的离子，可加速氢氟酸腐蚀，总腐蚀杂质元素当量(RE)按经验公式计算RE= Cu%+Ni%+Cr%，介质具有氧化性时会增大碳钢的腐蚀速率。4.4.6 易发装置和设备氢氟酸烷基化装置：临氢氟酸环境的设备和管道，以及含酸火炬气管道。除氢氟酸再蒸馏塔/再生塔和除酸中和容器通常部分或全部采用蒙乃尔合金外，大多数设备都由碳钢制成。一般高腐蚀速率主要发生在以下部位：操作温度高于66的管道和设备，包括泄压阀入口、小口径放气口和排气口的盲管段，以及位于异构体汽提塔、脱丙烷塔和氢氟酸汽提塔/丙烷汽提塔塔顶部位的管道和换热器、酸汽化器等。4.4.7 主要预防措施a) 监测操作温度超过66的碳钢管道和设备的壁厚，对已发生严重减薄，不能满足使用要求可提高材料等级，如采用蒙乃尔合金；b) 控制进料中水、氧和其它腐蚀杂质加以预防，RE含量限制为不超过0.20%。4.4.8 检测方法a) 检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；b) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。4.4.9 相关或伴随的其他损伤模式氢氟酸致氢应力开裂。4.5 磷酸腐蚀4.5.1 定义金属与磷酸接触时发生的腐蚀。4.5.2 损伤机理 2M+2H3PO42MPO4+3H2（7）4.5.3 损伤形态碳钢和低合金钢遭受磷酸腐蚀时多呈全面减薄或局部减薄。4.5.4 敏感材料碳钢、奥氏体不锈钢、哈氏合金。4.5.5 主要影响因素a) 酸浓度：若不存在自由水，固体磷酸（如含磷酸催化剂）不具有腐蚀性；b) 温度：腐蚀速率随着温度上升而加快；c) 腐蚀杂质：氯化物等可增强磷酸腐蚀能力。4.5.6 易发装置和设备a) 聚合装置：水与催化剂混合的管道和设备；b) 易发于介质低速区或流动死角，例如管道集合管、盲管、釜式再沸器底部和换热器局部熔透焊缝等，在这些部位有足够的滞留时间使酸滴沉降或聚集。4.5.7 主要预防措施a) 选材：在水份无法完全脱除的部位，选择耐腐蚀能力足够的材质，按耐蚀能力从弱到强排列：碳钢、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2、NS1403；b) 温度：对于温度不超过49，即使浓度为100%（质量比）的磷酸，022Cr19Ni10亦具有很好的耐腐蚀性能；对于温度在49107范围内的磷酸，宜用022Cr17Ni12Mo2；c) 浓度：浓度不超过85%（质量比）的磷酸可用022Cr17Ni12Mo2和NS1403。4.5.8 检测方法a) 检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；b) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。4.5.9 相关或伴随的其他损伤模式无。4.6 苯酚腐蚀4.6.1 定义苯酚腐蚀（又称石碳酸）腐蚀，即金属与苯酚接触时发生的腐蚀。4.6.2 损伤机理 2M+2C6H5OH2MC6H5O+H2(8)4.6.3 损伤形态a) 碳钢遭受腐蚀时可表现为全面腐蚀或局部腐蚀；b) 存在流体冲刷时多引起局部减薄。4.6.4 敏感材料碳钢、硬度较低的奥氏体不锈钢（如022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2等）、NS3304。4.6.5 主要影响因素a) 温度：低于121时腐蚀速率较小；碳钢和奥氏体不锈钢在232以上的苯酚环境中腐蚀速率较大；b) 浓度：稀释水溶液(质量比为515%的苯酚溶液)腐蚀性较强；c) 材质：按材料耐苯酚蚀性从弱到强为碳钢、硬度较低的奥氏体不锈钢（如022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2等）、NS3304；d) 流速：介质高流速可促进局部腐蚀。4.6.6 易发装置和设备a) 润滑油装置中的苯酚提取设施；b) 苯酚丙酮装置的苯酚塔再沸器和废苯酚回收工段的加热器；c) 双酚A装置的苯酚回收塔再沸器、苯酚提纯塔再沸器。4.6.7 主要预防措施a) 流速：苯酚回收工段苯酚介质流动速度控制在3米/秒以下；b) 温度：苯酚回收塔塔顶温度保持在高于露点温度至少17；c) 选材：022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢可用于处理含酚水的干燥塔、苯酚闪蒸塔和各种换热器壳体以及分离设备的顶部；对于奥氏体不锈钢不能满足耐蚀要求的场合，如介质流速较高时宜用哈氏合金。4.6.8 检测方法a) 检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；b) 采用奥氏体不锈钢时若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c) 设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。4.6.9 相关或伴随的其他损伤模式无。4.7 大气腐蚀4.7.1 定义未敷设保温层等覆盖层的金属在大气中发生的腐蚀。4.7.2 损伤机理阳极反应： Me Men+ +ne(9)阴极反应： O2+2H2O+4e4OH-（中性或碱性溶液） (10) O2+4H+4e2H2O （酸性溶液）(11)4.7.3 损伤形态a) 碳钢和低合金钢遭受腐蚀时主要表现为均匀减薄或局部减薄；b) 奥氏体不锈钢遭受腐蚀时可能发生表面应力腐蚀，主要因大气中含有的Cl离子引起；c) 铝、镁和钛等金属因新鲜金属与大气接触后可在表面生成一层氧化膜，并失去表面金属光泽；d) 铜在遭受大气腐蚀时易在金属表面生成绿色腐蚀产物。4.7.4 敏感材料碳钢、低合金钢，铝、铜等有色金属及其合金。4.7.5 主要影响因素a) 大气成分：含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气是最严重的大气腐蚀环境；b) 湿度：干燥的大气腐蚀能力很弱，而湿度较大的大气环境，尤其时容易凝结水滴的大气环境腐蚀能力较强。以碳钢为例，当空气中相对湿度超过60%以上时，碳钢腐蚀速率呈指数曲线上升，而空气相对湿度低于50%，腐蚀速率则较低；c) 温度：材料表面温度宜高出环境露点温度至少3以上，否则易在材料表面形成冷凝水造成腐蚀。4.7.6 易发装置和设备所有暴露在大气环境中的装置和设备。4.7.7 主要预防措施a) 防腐涂层：可使用有机、无机涂层和金属镀层；b) 选材：可选用耐候钢、不锈钢，或者在材料冶炼过程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；c) 控制湿度：一般认为湿度在50%以下腐蚀速率较低，湿度在30%以下腐蚀速率极低；d) 环保：增强大气环境保护，减少大气中的污染物含量。4.7.8 检测方法a) 检测方法一般为宏观检查腐蚀部位壁厚测定；b) 自动超声波扫查/导波法可对架空管道或无支撑部位容器壁进行检测。4.7.9 相关或伴随的其他损伤模式层下腐蚀。4.8 层下腐蚀4.8.1 定义敷设保温层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀。4.8.2 损伤机理阳极反应： Me Men+ +ne (12)阴极反应： O2+2H2O+4e4OH- （中性或碱性溶液）(13) O2+4H+4e2H2O （酸性溶液） (14)4.8.3 损伤形态a) 碳钢和低合金钢遭受腐蚀时主要表现为覆盖层下局部减薄；b) 奥氏体不锈钢遭受腐蚀时可能发生覆盖层下金属表面应力腐蚀，因覆盖层与材料表面间容易在覆盖层破损部位渗水，随着水汽蒸发，雨水中氯化物会凝聚下来，有些覆盖层本身含有的氯化物也可能溶解到渗水中，在残余应力作用下（如焊缝和冷弯部位），容易产生应力腐蚀开裂；c) 铝、镁和钛等金属发生层下腐蚀后可在表面生成一层氧化膜，并失去表面金属光泽；d) 铜在遭受层下腐蚀时易在金属表面生成绿色腐蚀产物。4.8.4 敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢。4.8.5 主要影响因素a) 大气成分：含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气易导致严重层下腐蚀；b) 覆盖层防护质量：如果覆盖层防护不严密，覆盖层的间隙处或破损处容易容易渗水，水的来源比较广泛，可能来自雨水的泄漏和浓缩、冷却水塔的喷淋、蒸汽伴热管泄漏冷凝等。渗水可导致碳钢和低合金钢的腐蚀，如果渗水中含有氯离子并浓缩聚集，也可导致奥氏体不锈钢的层下表面开裂；c) 温度：多发生在-12120温度范围内，尤以5093区间最为严重。4.8.6 易发装置和设备a) 所有敷设保温层等覆盖层的装置和设备中覆盖层破损处；b) 用蒸汽等进行加温伴热的设备和管道；c) 法兰和其它管件的覆盖层端口；d) 年降雨量较大地区或沿海地区的设备。4.8.7 主要预防措施a) 防腐涂层：可使用有机、无机涂层和金属镀层；b) 选材：可选用耐候钢、不锈钢，或者在材料冶炼过程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；c) 控制覆盖层质量：一般认为覆盖层良好的情况下几乎不会发生层下腐蚀，对于覆盖层破损的部位应及时进行修复；d) 环保：增强大气环境保护，减少大气中的污染物含量；e) 操作温度：如果工艺允许尽量避开层下腐蚀敏感温度区间运行。4.8.8 检测方法a) 检测方法一般为覆盖层宏观检查覆盖层破损部位/有怀疑部位壁厚测定；b) 导波法可对未拆除覆盖层部位进行一定条件下的截面腐蚀减薄量检测；c) 管道自动爬行检测器可以对满足仪器检测条件的管道进行覆盖层下腐蚀检测。4.8.9 相关或伴随的其他损伤模式大气腐蚀、氧化腐蚀、氯离子应力腐蚀开裂。4.9 土壤腐蚀4.9.1 定义金属接触到土壤时发生的腐蚀。4.9.2 损伤机理阳极反应： Me Men+ +ne (15)阴极反应因土壤性质而异。4.9.3 损伤形态土壤腐蚀多表现为局部腐蚀，形成蚀坑甚至蚀孔，腐蚀的严重程度取决于局部的土壤条件和设备金属表面环境条件的变化。4.9.4 敏感材料碳钢、铸铁、球墨铸铁。4.9.5 主要影响因素a) 土壤电阻率：电阻率大的土壤对金属的腐蚀性较低；b) 水分含量：水分含量大的土壤对金属的腐蚀性较强；c) 溶解盐浓度：溶解盐浓度大的土壤对金属的腐蚀性较强；d) 酸度：酸度大的土壤对金属的腐蚀性较强；e) 温度：土壤的腐蚀速率随金属温度的增加而增加；f) 位置：土壤和空气的界面区域湿度和氧气有利于土壤腐蚀的发生；g) 保护层：保护层良好的部位腐蚀情况轻微，保护层破损处或效果较差的位置腐蚀情况较严重；h) 阴极保护：保护良好的部位腐蚀情况轻微，保护效果较差的位置腐蚀情况较严重；i) 其他：土壤多样性、杂散电流、微生物、氧浓差等。4.9.6 易发装置和设备a) 埋设于地下并与土壤直接接触的设备；b) 埋设于地上，但设备的底部或其他某部位与土壤直接接触的设备；c) 埋地或半埋地管道；d) 设立在地面上且有一部分与土壤相连的金属支撑结构。4.9.7 主要预防措施a) 采用特殊回填填料或回填方式，改善设备周围的土壤条件；b) 保护层：可使用有机、无机涂层和金属镀层；c) 阴极保护：设置有效的阴极保护设施。4.9.8 检测方法a) 参考电极法：地下结构可测量设备附近专用参考电极；b) 压力试验：验证遭受腐蚀后结构的强度；c) 导波检测：应用于管涌、埋地或半埋地管道检测；d) 管道自动爬行检测：对满足检测条件的管道可进行管内壁和覆盖层下腐蚀检测。4.9.9 相关或伴随的其他损伤模式电化学腐蚀。4.10 高温硫化物腐蚀(无氢气环境)4.10.1 定义无氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀。4.10.2 损伤机理 MRSMSR(16)4.10.3 损伤形态a) 多为均匀减薄，有时表现为局部腐蚀，高流速时局部腐蚀明显；b) 腐蚀发生后部件表面多覆盖硫化物膜，膜厚度跟材料、介质腐蚀性、流速和杂质浓度有关。4.10.4 敏感材料a) 所有铁基材料，包括碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢；b) 镍基合金会不同程度地发生硫化物腐蚀，腐蚀速率取决于材料合金元素，尤其是Cr含量；c) 和碳钢相比，铜合金发生硫化物腐蚀的起始温度更低。4.10.5 主要影响因素a) 合金元素：硫化物腐蚀取决于反应产生的保护性硫化物膜的钝化能力，一般而言，Cr含量越高，耐硫化物腐蚀能力越强；b) 温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260时开始发生，温度越高，腐蚀越快；c) 硫含量：物料中的硫腐蚀是指在高温下能够发生热分解生产硫化氢的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蚀，与介质中的总硫含量不具有完全对应性；d) 流速：反应产生的硫化物保护膜可以提供不同的防护效果，保护膜的钝化能力除受合金成分影响外，还跟介质的流速有关，高流速下保护膜容易被破坏掉，使腐蚀速度加剧。4.10.6 易发装置和设备a) 在常减压、催化裂化、焦化炉、加氢裂化和加氢精制装置中较常见； b) 处理含硫物料的设备和管道的高温段；c) 使用油、气、焦和其它燃料的加热炉，腐蚀程度取决于燃料中的硫含量；d) 暴露在含硫气体中的锅炉等高温设备。4.10.7 主要预防措施a) 材质升级：提高材料中Cr的含量；b) 复合层防护：采用复合层为奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢的复合材料；c) 低合金钢渗铝：可降低硫化速率，但无法提供彻底防护。4.10.8 检测方法a) 监测工艺条件：温度和硫含量的变化；b) 测厚：条件允许的情况下采用超声波测厚，注意壁厚变化；c) 射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域；d) 验证系统：对在硫化物腐蚀环境中使用的合金，应在采购体系中进行验证和核实其合金成分，并应使该过程可追溯。4.10.9 相关或伴随的其他损伤模式高温硫化物腐蚀（氢气环境）4.11 高温硫化物腐蚀(氢气环境)4.11.1 定义氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀。4.11.2 损伤机理 MRSMSR(17)4.11.3 损伤形态a) 通常表现为均匀减薄，同时生成FeS保护膜，膜层大约是被腐蚀掉的金属体积的5倍，并可能形成多层膜；b) 金属表面保护膜因结合牢固且有灰色光泽，易被误认为是没有发生腐蚀的金属。4.11.4 敏感材料碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。4.11.5 主要影响因素a) 温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260时开始发生，温度越高，腐蚀越快；b) 合金元素：一般而言，Cr含量越高，合金耐硫化物腐蚀能力越强，但Cr含量低于9%（质量比）时，对材料耐腐蚀性能提高意义不大。按耐蚀性能由低到高排列：碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。Cr含量相近的奥氏体不锈钢材料其耐腐蚀能力相近，含Cr的镍基合金也是如此；c) 氢分压：临氢条件下硫化物腐蚀产生的保护性膜的稳定性被破坏，钝化能力下降，腐蚀加快。存在高氢分压时，腐蚀速率比无氢或低氢分压环境下的硫化物腐蚀速率高得多；d) 硫化氢分压：腐蚀速率随硫化氢分压的增加而增大。4.11.6 易发装置和设备a) 处理高温氢气/硫化氢介质的设备和管道中易发生这种腐蚀，典型的有加氢精制和加氢裂化装置；b) 注氢点下游的设备和管道腐蚀速率较高。4.11.7 主要预防措施a) 使用Cr含量高的合金，在服役温度下奥氏体不锈钢如022Cr19Ni10，022Cr17Ni12Mo2，06Cr18Ni11Ti和06Cr18Ni11Nb耐蚀能力较强；b) 优化工艺，降低氢分压。4.11.8 检测方法a) 监测工艺条件：实际金属壁温和硫含量的变化；b) 测厚：条件允许的情况下采用宏观检查超声波测厚检测壁厚变化。4.11.9 相关或伴随的其他损伤模式高温硫化物腐蚀（不含H2）4.12 环烷酸腐蚀4.12.1 定义在204400温度范围内，环烷酸对金属材料的腐蚀。4.12.2 损伤机理 RCOOHMMRCOOH(18)4.12.3 损伤形态a) 高流速区可形成局部腐蚀，如孔蚀、带锐缘的沟槽；b) 低流速凝结区，碳钢、低合金钢和铁素体不锈钢的腐蚀表现为均匀腐蚀或孔蚀。4.12.4 敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍基合金。4.12.5 主要影响因素a) 酸值：腐蚀速率随烃相酸值的增加而增大，烃相指不含游离水的热干烃，酸值通常用中和值或总酸值表征。原油中不同环烷酸其腐蚀性不一，腐蚀速率与总酸值的关系不能完全对应，是由实际介质成分决定的；b) 温度：通常发生在温度范围为218400的烃相介质中，随着温度的升高腐蚀加剧，超过这个温度范围偶见腐蚀发生；c) 硫含量：烃相中的硫可反应生成硫化亚铁保护膜，对环烷酸腐蚀有减缓作用，硫含量越低，对环烷酸腐蚀越有利；d) 流速：流速越高，腐蚀速率越大；e) 相态：两相流（气相和液相）、湍流区、蒸馏塔的气相露点部位腐蚀严重；f) 材料：合金中Mo元素可以提高耐蚀性，Mo含量下限为2%（质量比），具体Mo含量可根据原油及物料中的总酸值确定；4.12.6 易发装置和设备a) 常减压装置加热炉炉管、常压和减压转油线、减底油管线、常压汽油循环系统，减压渣油和减压汽油循环系统。以一次加工为高酸原油产品为原料的延迟焦化装置轻油系统和蜡油系统中可能发生环烷酸腐蚀；b) 管道高流速、湍流、流向改变的部位，如阀门、弯头、三通、减压器位置，以及泵内构件、设备和管道焊缝、热偶套管等流场受到扰动的部位；c) 常压塔、减压塔内构件在闪蒸区、填料和高酸物流凝结或高速液滴冲击的部位易发生腐蚀；d) 常减压装置的下游装置内注氢点之前热烃物料系统。4.12.7 主要预防措施a) 掺炼：原设计不耐环烷酸腐蚀的装置或系统部件，原料油混合掺炼，降低酸值或适当提高硫含量；b) 材质选用：使用Mo含量高的合金来提高耐蚀性，严重腐蚀时宜采用022Cr19Ni13Mo3奥氏体不锈钢；c) 缓蚀剂：选用合适的缓蚀剂；4.12.8 检测方法a) 监测工艺条件：原油和侧线物流中的酸值监测，确定酸在不同馏分中的分布；b) 测厚：采用宏观检查超声波测厚，检测壁厚变化；c) 射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域；d) 探针或挂片：设置电阻腐蚀探针和腐蚀挂片；e) 腐蚀产物监测：检测物流中的Fe和Ni含量来评估系统的腐蚀程度；f) 氢通量监测：使用氢探针监测氢通量。4.12.9 相关或伴随的其他损伤模式无。4.13 氧化腐蚀4.13.1 定义高温下金属与氧气发生反应生成金属氧化物的过程。4.13.2 损伤机理a) 在高温下，氧气和金属反应生成氧化物膜。b) 通常发生在加热炉和锅炉燃烧的含氧环境中。4.13.3 损伤形态a) 多数合金，包括碳钢和低合金钢，氧化腐蚀表现为均匀减薄，腐蚀发生后在金属表面生成氧化物膜；b) 奥氏体不锈钢和镍基合金在高温氧化作用下易形成暗色的氧化物薄膜。4.13.4 敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍基合金。4.13.5 主要影响因素a) 温度：碳钢随温度升高腐蚀加剧，538以上碳钢的氧化腐蚀严重；b) 合金成分：碳钢和其它合金的耐蚀性通常取决于材料的Cr含量，奥氏体不锈钢在816以下有良好的耐蚀性。4.13.6 易发装置和设备加热炉、锅炉和其它火焰加热器等高温环境中运行的设备，尤其是在温度超过538的设备和管道中。4.13.7 主要预防措施a) 材质选用：首选Cr含量高的材质，次选添加Si和Al的材料；b) 保护层：敷设表面保护层将金属表面与高温氧化性氛围隔离开。4.13.8 检测方法a) 监测工艺条件：温度监测，防止运行超温；b) 厚度测量：超声波测厚。4.13.9 相关或伴随的其他损伤模式层下腐蚀。4.14 冷却水腐蚀4.14.1 定义冷却水中由溶解盐、气体、有机化合物或微生物活动引起的碳钢和其它金属的腐蚀。4.14.2 损伤机理溶解氧氛围：阳极为 FeFe2+2e（19）阴极为 O2+2H2O+4e4OH-（20）溶解盐氛围： Fe2H2OFe(OH)2H2（21）或 2FeO2+2H2O2Fe(OH)2（22）有机化合物或微生物的存在会直接造成点蚀，典型情况有铁细菌或者硫酸盐还原菌的点蚀。4.