煤化工酚氨回收器0Cr18Ni9不銹鋼換熱管斷裂原因分析及對策

(大唐國際化工技術研究院有限公司，北京 100062)

換熱器作為一種換熱設備，廣泛應用于現代石油、化工、冶金、電力、煤化工等行業。當換熱器服役環境帶有腐蝕性時，一般選用奧氏體不銹鋼作為換熱管材質。由于換熱器運行在一定壓力和溫度下，壓力、溫度差和腐蝕性介質三個因素交叉共同作用到奧氏體不銹鋼換熱器上，引發了許多腐蝕開裂的案例[1-3]。近些年隨著人們對環境保護意識日益高漲，社會對于清潔能源需求越來越旺盛，催生了新型煤化工企業的高速發展。研究煤化工企業換熱器管的腐蝕失效，對于煤化工設備設計和企業安全穩定平穩運行至關重要。本文針對某企業煤化工項目W003換熱器出現的換熱管斷裂現象，對斷裂后的多根換熱管進行了元素成分分析、力學性能測試、顯微硬度測試、金相組織分析(晶粒度評級)、腐蝕產物SEM觀察、腐蝕產物成分分析、腐蝕產物物相鑒定，綜合分析了不銹鋼換熱器工作環境對其耐蝕性能的影響，提出了W003換熱器不銹鋼換熱管腐蝕開裂的原因，并給出了防腐蝕建議。

1 換熱器服役工況條件

換熱器位于魯奇氣化酚氨回收2段脫氨塔底，肉眼就能觀察到發生了嚴重的腐蝕開裂、斷裂損壞的現象。樣品取自W003換熱器入口，換熱器管程介質是脫氨后的廢水，壓力為0.8 MPa，入口溫度為120～130 ℃，出口溫度小于60 ℃，殼程介質是循環水，壓力為0.4 MPa，入口溫度小于28 ℃，出口溫度小于40 ℃。循環水中Cl-含量為1 500～1 800 mg/L，pH值為7.0～8.7。運行一年多，W003換熱器4 500多根換熱管中558根出現開裂、斷裂損壞現象，損壞位置位于換熱器入口折流板附近，其他位置未見損壞。……