【摘 要】硫化氫分液罐罐體發(fā)生腐蝕泄漏，通過分析判斷為罐體材質(zhì)選擇不合理，在濕硫化氫環(huán)境下發(fā)生硫化氫腐蝕和氫鼓泡、氫脆。為防止類似腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，要認(rèn)真分析其腐蝕發(fā)生的機(jī)理，加強(qiáng)對(duì)濕硫化氫環(huán)境下設(shè)備的腐蝕防護(hù)，制定科學(xué)合理的管理制定，控制好工藝參數(shù)，有針對(duì)性的開展設(shè)備腐蝕防護(hù)工作，才能不斷降低設(shè)備腐蝕的速率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

【關(guān)鍵詞】硫化氫分液罐；腐蝕；材質(zhì)；氫鼓泡；氫脆

寧夏石化公司儲(chǔ)運(yùn)部技術(shù)人員在對(duì)火炬崗位硫化氫分液罐進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該罐筒體下部發(fā)生含油硫化氫介質(zhì)的水溶液泄露，現(xiàn)場(chǎng)硫化氫氣味較重。車間立即啟動(dòng)硫化氫泄漏應(yīng)急預(yù)案，周圍設(shè)置禁戒線，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入。應(yīng)急處置人員佩戴空氣呼吸器關(guān)閉硫化氫線進(jìn)罐閥門，停止罐的使用。將罐清理置換合格，將罐打開，對(duì)罐內(nèi)外部進(jìn)行全面檢查。通過檢查發(fā)現(xiàn)該罐內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重，罐內(nèi)有大量硫化氫晶體，筒體部分出現(xiàn)了一些鼓泡和細(xì)微的裂縫，罐內(nèi)含油硫化氫介質(zhì)的水溶液就是從這些腐蝕嚴(yán)重的部位中滲出的。

1、硫化氫氣體的性質(zhì)及硫化氫分液罐的基本情況

1.1硫化氫氣體的性質(zhì)。硫化氫是一種無色氣體，有特殊的臭蛋氣味，能溶解于水、酒精、乙醚等液體。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是1.5392克/升，是空氣的1.19倍，容易聚集在低洼處。硫化氫化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。硫化氫可以發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化硫、硫酸或單質(zhì)硫，和鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵。硫化氫既是一種刺激性氣體，也是一種窒息性氣體，如果吸入過量的硫化氫氣體，會(huì)致人死亡。硫化氫還是一種對(duì)金屬具有強(qiáng)腐蝕作用的物質(zhì)，容易對(duì)金屬設(shè)備造成較強(qiáng)的腐蝕作用。因此，對(duì)于儲(chǔ)存、輸送硫化氫氣體的設(shè)備，必須加強(qiáng)腐蝕防護(hù)，確保設(shè)備的完好性，防止硫化氫泄漏。若發(fā)生泄漏，將對(duì)員工的生命及企業(yè)的安全生產(chǎn)造成威脅。

1.2硫化氫分液罐的基本情況。寧夏石化公司當(dāng)時(shí)沒有硫磺回收裝置，催化、重整等裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體無法進(jìn)行硫磺回收，只能排向90米高的火炬進(jìn)行燃燒。硫化氫管線上火炬前接入火炬下的硫化氫分液罐，在硫化氫分液罐中將硫化氫氣體中的雜質(zhì)、凝結(jié)液分離出來，然后將硫化氫氣體排向火炬進(jìn)行燃燒。該硫化氫分液罐為Ⅱ類壓力容器，由寧夏某石化設(shè)備廠加工制作，型式為圓筒型薄壁臥式金屬容器，罐體使用的材料為普通碳素鋼Q235-AF，筒體壁厚8mm，封頭壁厚10mm，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，設(shè)計(jì)溫度為200℃，容積20m3，設(shè)計(jì)使用壽命為10年，發(fā)生滲漏時(shí)已使用七年。

2、發(fā)生泄漏的原因分析

車間針對(duì)硫化氫分液罐腐蝕泄漏的情況，專門組織各專業(yè)技術(shù)人員召開泄漏原因分析會(huì)，通過反復(fù)論證和分析判斷，確定該罐發(fā)生腐蝕泄漏的原因主要為硫化氫腐蝕的結(jié)果；罐體選材不合理，發(fā)生氫鼓泡和氫脆；工藝操作條件控制不好。

2.1硫化氫的腐蝕作用。由于裝置排向火炬的酸性氣管道中既有硫化氫氣體，又有蒸汽凝結(jié)液，在硫化氫分液罐聚集為含大量硫化氫的溶液。硫化氫在溶液中發(fā)生電離作用，離解出H+、S2-，由于電解質(zhì)溶液和罐體金屬的電位差不同，在罐壁金屬和電解質(zhì)溶液之間形成電極，并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為硫化亞鐵。由于硫化亞鐵在罐壁粘結(jié)不牢固，容易從罐壁上脫落，這樣使硫化亞鐵不斷產(chǎn)生、不斷脫落，使罐壁不間斷的發(fā)生腐蝕。

2.2罐體選材不合理。該罐發(fā)生腐蝕泄露的另一個(gè)原因?yàn)楣摅w選材不合理。該罐選用的鋼材為Q235-AF，Q235-AF為沸騰鋼，沸騰鋼晶體的晶格較大，罐內(nèi)濕硫化氫溶液中電化學(xué)反應(yīng)離解出的氫離子不斷進(jìn)入罐體金屬晶格中，在晶格中氫離子合成為氫分子，隨著氫分子的聚集，金屬晶格中氫氣壓力越來越高，最終造成Q235-AF材料內(nèi)部產(chǎn)生鼓泡。另外，由于罐體金屬材料在應(yīng)力的作用下，金屬晶格產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)氫離子向晶間不斷擴(kuò)散，使金屬晶體的結(jié)合力變?nèi)?，造成鋼材脆化開裂，在罐體表面形成一些細(xì)微的裂紋，形成氫脆。罐體發(fā)生氫鼓泡和氫脆是發(fā)生泄露的重要原因。

2.3工藝操作條件控制不好。根據(jù)研究表明，金屬材料在50～200℃時(shí)一般不會(huì)氫鼓包和氫脆的，在常溫下和高溫狀態(tài)下發(fā)生這種腐蝕的幾率最大。這臺(tái)硫化氫分液罐就工作在常溫狀態(tài)，罐體沒有進(jìn)行伴熱，只進(jìn)行了保溫處理。罐的進(jìn)口管線采用單伴熱，造成罐內(nèi)介質(zhì)和罐體溫度較低，為腐蝕發(fā)生提供了必要的條件。工藝操作管理不好，沒有對(duì)硫化氫管線和罐進(jìn)行定期吹掃，沒有定期對(duì)罐內(nèi)的積液進(jìn)行排除，這也是造成腐蝕的另一個(gè)原因。

3、處理辦法

3.1由于該罐本體及附件腐蝕嚴(yán)重，罐體材質(zhì)不能滿足硫化氫介質(zhì)的使用要求，若只對(duì)腐蝕泄露部位的板材進(jìn)行更換，不能從根本上解決腐蝕的問題，其他部位也會(huì)很快發(fā)生腐蝕泄漏。同時(shí)，由于該罐已使用達(dá)七年之久，沒有修復(fù)利用的價(jià)值，因此車間對(duì)該罐申請(qǐng)報(bào)廢，經(jīng)公司相關(guān)部門審批同意后報(bào)廢拆除。同時(shí)，請(qǐng)具有設(shè)計(jì)、制造資質(zhì)的單位重新設(shè)計(jì)、制造新的硫化氫分液罐。

新硫化氫分液罐按照GB150-1998和JB/T4731-2005的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，殼體材料選用Q345R，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，設(shè)計(jì)溫度200℃，最高工作壓力1.0MPa，最高工作溫度180℃，容積30m3，設(shè)計(jì)使用年限10年。為加強(qiáng)腐蝕的防護(hù)，對(duì)罐內(nèi)外嚴(yán)格進(jìn)行了防腐處理，采用無機(jī)富鋅底漆兩遍，聚氨脂磁面漆兩遍。

3.2根據(jù)硫化氫的性質(zhì)，硫化氫氣體在設(shè)備中溫度越低越容易結(jié)晶，附著在罐壁上對(duì)罐壁形成腐蝕作用。因此，提高儲(chǔ)罐中硫化氫氣體的溫度，會(huì)有效減少硫化氫氣體發(fā)生結(jié)晶的現(xiàn)象，有效減輕腐蝕作用的發(fā)生。為提高新硫化氫罐及入口管線中硫化氫的溫度，給罐進(jìn)口管線全程加雙伴熱，對(duì)罐體配置環(huán)罐伴熱線，這樣就大大提高了罐體和罐內(nèi)介質(zhì)的溫度，通過檢測(cè)罐體溫度在70～80℃，這樣既防止了硫化氫在罐內(nèi)結(jié)晶，又使罐體金屬溫度錯(cuò)開了易腐蝕區(qū)。

3.3為減少濕硫化氫氣體在管線中和分液罐中的存在時(shí)間，保持硫化氫排向火炬的通道暢通，在罐進(jìn)口管線上增加蒸汽吹掃頭，規(guī)定每天對(duì)硫化氫管線和硫化氫分液罐進(jìn)行吹掃兩次，減少了硫化氫氣體的聚集時(shí)間。每半年對(duì)硫化氫分液罐進(jìn)行開罐清理一次，將罐壁上附著的硫化氫晶體清除。

3.4每天及時(shí)將硫化氫分液罐內(nèi)的凝結(jié)液脫除，減少罐內(nèi)含硫化氫溶液的聚集時(shí)間，減少硫化氫腐蝕及氫鼓包、氫脆發(fā)生的幾率。

3.5加強(qiáng)對(duì)硫化氫罐的腐蝕監(jiān)測(cè)，對(duì)罐體及附件盡可能多地選取測(cè)厚點(diǎn)，并建立測(cè)厚點(diǎn)測(cè)厚臺(tái)賬，增加測(cè)厚頻率，重點(diǎn)對(duì)腐蝕幾率高的部位進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，由專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)硫化氫罐的腐蝕狀況定期進(jìn)行磁粉檢測(cè)和超聲波檢測(cè)，有效掌握罐的腐蝕狀況。

通過對(duì)腐蝕泄漏的硫化氫分液罐的報(bào)廢拆除，設(shè)計(jì)制造新的硫化氫分液罐。對(duì)新的硫化氫分液罐罐體及入口管線增加伴熱線，定期進(jìn)行吹掃、清理，改善硫化氫分液罐的工藝操作條件，使硫化氫分液罐腐蝕狀況大為改善，通過對(duì)罐體的腐蝕監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握罐的腐蝕狀況。目前罐體及附屬設(shè)施使用狀況良好，達(dá)到了改造目的。

4、結(jié)論

壓力容器的腐蝕防護(hù)是石化企業(yè)設(shè)備管理的重要工作，尤其是濕硫化氫環(huán)境下的壓力容器的腐蝕防護(hù)工作更為重要，防護(hù)起來也比較困難，腐蝕發(fā)生的幾率高，腐蝕造成的后果較為嚴(yán)重。我們要認(rèn)真分析其發(fā)生腐蝕的機(jī)理，有針對(duì)性的開展腐蝕防護(hù)工作，才能不斷降低設(shè)備腐蝕的速率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]高護(hù)生.腐蝕與防護(hù)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

作者簡(jiǎn)介

魏列民，男，長(zhǎng)期從事油品儲(chǔ)運(yùn)工作.