盛軍鋒

摘 要：在當(dāng)前的石油化工當(dāng)中，腐蝕是對(duì)于裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著很大的威脅，近些年，隨著我國油田逐漸朝向穩(wěn)產(chǎn)、衰減期，高硫、高酸、含鹽量高的重質(zhì)原油方向發(fā)展，國外進(jìn)口原油油品參差不齊，煉廠所加工原油品質(zhì)不斷下降，劣質(zhì)化日趨嚴(yán)重。并且隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的累積，部分煉廠設(shè)備、管線老化嚴(yán)重，如何把腐蝕控制好，是當(dāng)前煉化行業(yè)面臨的一個(gè)重大課題。本文就對(duì)催化裂化裝置換熱器腐蝕檢測(cè)及評(píng)估技術(shù)相關(guān)方面進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：催化裂化裝置；換熱器；腐蝕檢測(cè)；評(píng)估技術(shù)

1 催化裂化裝置腐蝕機(jī)理

由于催化裝置各個(gè)部分物流，工況不同，整體腐蝕情況也存在較大差距。反應(yīng)再生部分沒有管殼式換熱器，由于顆粒狀催化劑在反應(yīng)器和再生器之間不斷循環(huán)，重復(fù)利用，因此反應(yīng)再生部分的設(shè)備主要存在的損傷形式是沖蝕和磨蝕。再生器中所產(chǎn)生的煙氣高達(dá)700℃，使器壁、煙道、及高溫?zé)煔馔ㄟ^部位產(chǎn)生不同程度的高溫?zé)煔飧g，煙氣中的S02，S03等與水分在露點(diǎn)部位凝結(jié)，S03溶于水形成H2S04，然后H2S04與器壁、管壁的鐵反應(yīng)，生成FeS04，煙氣中的二氧化硫和氧氣會(huì)在煙塵的催化作用下，繼續(xù)和FeSO4反應(yīng)，生成Fe2（S04）3。并且在pH值小于3的酸性環(huán)境中，F(xiàn)e2（S04）3會(huì)直接和鐵反應(yīng)生成FeS04，如此形成FeS04→Fe2（S04）3→FeS04的惡性循環(huán)，加速設(shè)備腐蝕。

2 換熱器檢測(cè)技術(shù)

在檢測(cè)殼體時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注物料進(jìn)出接管與殼體相接的角焊縫，殼體環(huán)焊縫等焊縫部位，密封面等易損壞部位。但磁粉和滲透檢測(cè)需要對(duì)焊縫進(jìn)行清潔，不適合裝置運(yùn)行期間的換熱器檢測(cè)，而且打磨增加了檢驗(yàn)的時(shí)間和費(fèi)用。電渦流檢測(cè)無需去除漆層，但要求檢測(cè)面光滑平整。由于焊接式金屬處于高溫熔融態(tài)，磁性會(huì)產(chǎn)生變化，并且焊縫部位凹凸不平也會(huì)對(duì)磁場形成干擾，因此常規(guī)渦流焊縫缺陷沒有明顯效果?；趶?fù)平面的渦流可以不去漆檢測(cè)，也可以對(duì)裂紋處缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)。

對(duì)壓力容器開展檢測(cè)工作，為了提高效率，可以使用電渦流快速過一遍，初步確定有無缺陷以及缺陷的位置。若發(fā)現(xiàn)缺陷，則采用磁粉或超聲等手段進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，得到缺陷的大小，超聲檢測(cè)對(duì)于裂紋缺陷比較敏感，可以準(zhǔn)確測(cè)得裂紋的長度和深度，超聲檢測(cè)對(duì)復(fù)合材料中的缺陷也有很高的檢測(cè)能力。

3 換熱器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中包括裝置中所需評(píng)估的所有設(shè)備的各方面資料，包括設(shè)計(jì)以及竣工資料、工藝資料，平時(shí)的檢驗(yàn)檢測(cè)記錄、管理系統(tǒng)及財(cái)務(wù)相關(guān)資料等。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)初步采集完畢之后，還需進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性進(jìn)行檢查確認(rèn)，對(duì)由于客觀因素?zé)o法獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行假設(shè)，并對(duì)假設(shè)的可用性進(jìn)行評(píng)估。

3.2 腐蝕回路和存量組的劃分

腐蝕機(jī)理相同，并且彼此相連的設(shè)備、管線則劃為同一條腐蝕回路。存量組劃分原則是在裝置運(yùn)行過程中，一旦某個(gè)設(shè)備或某段管線發(fā)生了泄漏，只會(huì)影響該存量組，而有快速隔斷裝置的其他設(shè)備、管線不受影響，因此，我們將每兩個(gè)快速截?cái)嚅y之間歸為一個(gè)存量組。存量組的劃分是為了計(jì)算物料的泄漏量和泄漏速率，以便于對(duì)失效后果做出準(zhǔn)確評(píng)估。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在裝置停車前，借助DNV的ORBITONSHORE完成對(duì)催化裂化裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將所采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如設(shè)備、管線材質(zhì)、基礎(chǔ)壁厚、服役時(shí)間、腐蝕速率、介質(zhì)中各組分含量、操作壓力、操作溫度等錄入軟件，得到失效模式及失效可能性大小，其中，腐蝕速率結(jié)合API及平時(shí)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)由專家評(píng)估確定。失效后果由ORBITONSHORE軟件內(nèi)嵌的PHAST后處理模塊計(jì)算得到。

3.4 制定檢測(cè)計(jì)劃

根據(jù)催化裂化裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，建議車間在裝置大修期間對(duì)處于高風(fēng)險(xiǎn)、中高風(fēng)險(xiǎn)以及中風(fēng)險(xiǎn)的換熱器全部打開，對(duì)于固定管板換熱器，在采用清洗車進(jìn)行清洗，對(duì)于可拆卸的管束，集中運(yùn)到清洗場地進(jìn)行徹底清洗。檢測(cè)方案的制定參照國家壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于打開的換熱器按照檢測(cè)方案詳細(xì)檢測(cè)，對(duì)于未打開的換熱器進(jìn)行外檢，對(duì)殼體、封頭、接管等重點(diǎn)部分進(jìn)行超聲測(cè)厚。

4 結(jié)語

換熱器最為常見的故障類型是由于腐蝕造成的管束內(nèi)漏，導(dǎo)致管殼程串流，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，也帶來巨大的安全隱患。為了對(duì)換熱器風(fēng)險(xiǎn)水平，運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)科學(xué)客觀的認(rèn)識(shí)，需要加強(qiáng)催化裂化裝置換熱器的腐蝕檢測(cè)及評(píng)估，同時(shí)可以保障換熱器在裝置運(yùn)行期間的安全、穩(wěn)定。

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