脫輕組分塔頂系統應力腐蝕開裂研究

陳 剛

(上海賽科石油化工有限責任公司，上海 201507)

某石化公司苯乙烯裝置脫輕組分塔頂系統，自裝置投產至今，多次發生腐蝕泄漏。泄漏部位包括塔頂冷凝器管束,塔頂回流罐多處本體接管以及塔頂采出、回流等附屬管線。該系統原設計采用碳鋼材料，裝置升級采用304不銹鋼后，仍發生腐蝕開裂現象。脫輕組分塔頂系統工藝介質為苯及輕組分。檢測發現塔頂介質pH值在3～4之間，呈酸性。

在石油化工工業中，乙烯裂解及苯乙烯工藝得到廣泛應用，脫輕組分塔是該工藝路線中的必要設備。因此，解決該系統塔頂的腐蝕問題對于確保設備的安全運行、保障裝置的長周期穩定運行具有重要意義。本文通過失效分析判定開裂原因，并在模擬工況下進行了材料對比實驗，為材料選用提供參考依據。

1 腐蝕開裂分析

1.1 裂紋宏觀形貌

對發生腐蝕開裂的管道，在裂紋處取樣，而后沿著裂紋處掰開，觀察斷口，其宏觀形貌如圖1所示。在管道內壁和外壁都發現裂紋，其中內壁裂紋存在于焊縫附近的母材上，斷口灰暗，存在深綠色的腐蝕產物。通過縱向觀察，發現裂紋從內壁靠近焊縫處起裂，向母材延伸。將管道剖開，發現內部有點腐蝕坑，滲透檢測發現有些點蝕坑實際上是微裂紋(見圖2)。

圖1 裂紋斷口宏觀形貌

圖2 滲透檢測的點腐蝕坑

1.2 金相觀察

將管道試樣沿著斷口分開，觀察斷口形貌。同時，將裂紋尖端縱向切開，觀察其金相組織。

通過滲透檢測發現內壁存在點腐蝕坑，其金相形貌如圖3所示。……