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摘要：常减压装置空冷器腐蚀失效原因可利用宏观形貌以及化学成分等进行详细的分析，其最终的结果说明，空冷管腐蚀是由于内壁介质中的H2S-HCl-H2O环境导致的。因此，本文针对常减压装置空冷器的腐蚀失效及解决对策给出了详细的分析。
关键词：常减压装置；空冷器；腐蚀；对策
在炼油化工的装置当中，第一道工序便是原油加工。对于常减压蒸馏装置的应用，可为之后的二次加工提供原料，并把原油进行分馏，使其成为汽油、煤油、柴油和蜡油等组分。常减压装置在运行过程中的安全性及平稳性，与炼油厂整体的生产效益息息相关。当前，我国的原油开采已经进入到了中后期阶段，质量高的原油资源存量正在日益减小，很多低质量的原油，尤其是高酸值原油的加工越来越多。因为在原油当中，酸值、硫以及盐分的含量比较高，会因为产生了较重腐蚀的情况使常减压装置出现故障，导致停工的情况产生，甚至还会造成火灾和爆炸等。
1.常减压装置空冷器的腐蚀失效情况分析
空气冷却器是将环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外使管内高温工艺流体得到冷却的换热器。通常有翅片、构架、电机以及管束等共同构成[1]。某企业使用的常减压装置干式水平常顶空冷器的具体参数如表一所示，对该项设备使用了3年左右，其中管束产生了破裂和失效的情况，是内部的介质汽油产生了明显泄漏的情况。
2、理化检验
2.1失效管宏观形貌分析
对于失效的空冷器管，需要实施宏观的检验，依着翅片管轴向对两个端头进行检查。在详细检查之后发现，主要的特征为一端被腐蚀的非常严重，另一端被腐蚀的情况比较轻，并有金属的光泽[2]。前者剩余的厚度要大于后者的厚度。在将空冷器翅片进行去除之后，经过细致的观察，发现管道翅片环绕之处存在一些白色的物质，为铝的氧化物。除了存在一些白色的腐蚀物以外，在管道当中有薄绣层为黄褐色，使用利器将其刮下来之后，可看见非常光亮的管道基底。失效管道的外表面，有大小不等以及不规则的黑褐色锈斑分布，小一些的径长为2mm左右，最大的径长大概为15mm左右。在将黑褐色的锈斑刮除之后，观察内部被破坏的情况，没有穿孔的地方存在渗出的黑色液体，可能是在拆除管道的时候，留下来的油污。
在将管束剖开之后，在对截面进行观察之后发现，遭到腐蚀之后的橫截面分为3层。其中，其银白色的属于外部金属层、黄褐色为中间的色锈层、黑褐色为内部的色锈层。外部金属层的厚度大概為1.0mm左右，中间的黄褐色的厚度大概为0.4mm左右，内黑褐色锈层的厚度大概为0.6mm左右。
内部的腐蚀情况比外壁严重很多，在出现穿孔的部位，内表面观察到孔壁发现，呈现出逐渐变薄的情况，呈现出了凹坑状。这一空气冷器管束腐蚀孔洞来自于内壁。
此外，空冷器管腐蚀孔洞的相关数据显示，近腐蚀端40cm内腐蚀孔数均占据总数的一半以上。根据相关的文献，空冷器腐蚀穿孔的部位多发生在与空冷器入口相近的位置，由此可以推测出，失效管束当中的腐蚀端即是空冷器入口端。
2.2化学成分
化学成分分析出来的具体结果如表二所示，充分说明了该常减压蒸馏装置空冷管束材料与我国10碳钢国家标准的要求非常符合，其余的各项成分与该钢的国家标准非常符合。
2.3金相检验
在失效管束的截面取出试样进行研磨和抛光之后，进行相应的金相分析。具体的结果如图一所示。
与工具手册当中的金相形貌进行比较，钢的退火组织为铁素体晶粒，以及少量的小块状的珠光体，呈现混合均匀分布，珠光体大约占据了12%，铁素体当中的晶粒比较细小，与7级相当。此外，并没有看到有晶粒偏析以及粗大的情况。
2.4能谱和物相分析
失效管道试样当中的最外层金属，中间层和内腐蚀层。对其实施了相应的能谱测试分析，最终的结果如表三所示。
通过对表三的分析可以得知：外金属层当中包含的主要元素有Fe、C、O元素。在内黑褐色绣层和黄褐色中间绣层当中，除了检验出Fe，还有距离金属层含量比较高的CI元素和S元素。其中，前者含有的S元素比后者高出7%左右，而后者当中的CI元素，比前者要高出4%左右。
如图二和图三所示，中间的黄褐色以及内黑褐色两层腐蚀锈层最重要的产物为铁的氯化物以及铁的氧化物，此外还包括一些少许的水化物。
在进行能谱分析之后得出，腐蚀层当中含有一定的S元素以及CI元素。X射线衍射检测出腐蚀层是铁的氧化物和氯化物。S、CI、O需要由管内当中的介质提供。空冷器管束当中运行的介质，主要是汽油，属于原油加工当中的产物。但是原油当中的硫化物、无机盐含量比较高，这些物质都会导致管道发生腐蚀的情况[3]。尽管利用X射线可将其中的主要物质检测出来，但没有检测出铁当中含有的硫化物。但在有氧气的情况下，很多铁的腐蚀产物的最终物相为铁的不同价态的氧化物，因此也有可能是除了硫以外的物质都对管道造成了腐蚀[4]。
3、结论与建议
其一，因为常减压装置塔顶的腐蚀环境中，有很高浓度的氯离子，加之不同应力造成的影响，极易产生腐蚀开裂情况。因此，低温轻油部位当中的材质很难进行升级。当前，炼油厂常减压塔顶当中的冷凝冷却系统，使用的依然为碳钢，针对蒸馏塔顶系统应用的是普通的保护措施。原来的蒸馏装置，其常减压塔顶冷凝冷却系统腐蚀的主要原因是因为原油当中有较大的盐成分，因此将原油进行深度的脱盐，是减少腐蚀的有效手段；其二，常减压装置空冷器管束腐蚀防护措施，包含了涂层保护、添加缓蚀剂等。在实际操作当中，应将不同的防护措施进行结合，取长补短。
参考文献：
[1]赵淑楠，张绍举，刘钧泉. 常减压装置空冷器腐蚀失效及对策分析[J]. 腐蚀与防护，2010，31（3）：245-247.
[2]姜冲. 常减压蒸馏装置塔顶空冷器腐蚀与防护探析[J]. 中国石油石化，2015（14）.
[3]张绍举. 常减压装置空冷器失效分析与腐蚀机理研究[D]. 华南理工大学，2008.
[4]王玉婷，马春福. 常减压蒸馏装置常顶空冷器腐蚀现状分析及对策[J]. 石化技术，2017（5）：210-210.
关键词：常减压装置；空冷器；腐蚀；对策
在炼油化工的装置当中，第一道工序便是原油加工。对于常减压蒸馏装置的应用，可为之后的二次加工提供原料，并把原油进行分馏，使其成为汽油、煤油、柴油和蜡油等组分。常减压装置在运行过程中的安全性及平稳性，与炼油厂整体的生产效益息息相关。当前，我国的原油开采已经进入到了中后期阶段，质量高的原油资源存量正在日益减小，很多低质量的原油，尤其是高酸值原油的加工越来越多。因为在原油当中，酸值、硫以及盐分的含量比较高，会因为产生了较重腐蚀的情况使常减压装置出现故障，导致停工的情况产生，甚至还会造成火灾和爆炸等。
1.常减压装置空冷器的腐蚀失效情况分析
空气冷却器是将环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外使管内高温工艺流体得到冷却的换热器。通常有翅片、构架、电机以及管束等共同构成[1]。某企业使用的常减压装置干式水平常顶空冷器的具体参数如表一所示，对该项设备使用了3年左右，其中管束产生了破裂和失效的情况，是内部的介质汽油产生了明显泄漏的情况。
2、理化检验
2.1失效管宏观形貌分析
对于失效的空冷器管，需要实施宏观的检验，依着翅片管轴向对两个端头进行检查。在详细检查之后发现，主要的特征为一端被腐蚀的非常严重，另一端被腐蚀的情况比较轻，并有金属的光泽[2]。前者剩余的厚度要大于后者的厚度。在将空冷器翅片进行去除之后，经过细致的观察，发现管道翅片环绕之处存在一些白色的物质，为铝的氧化物。除了存在一些白色的腐蚀物以外，在管道当中有薄绣层为黄褐色，使用利器将其刮下来之后，可看见非常光亮的管道基底。失效管道的外表面，有大小不等以及不规则的黑褐色锈斑分布，小一些的径长为2mm左右，最大的径长大概为15mm左右。在将黑褐色的锈斑刮除之后，观察内部被破坏的情况，没有穿孔的地方存在渗出的黑色液体，可能是在拆除管道的时候，留下来的油污。
在将管束剖开之后，在对截面进行观察之后发现，遭到腐蚀之后的橫截面分为3层。其中，其银白色的属于外部金属层、黄褐色为中间的色锈层、黑褐色为内部的色锈层。外部金属层的厚度大概為1.0mm左右，中间的黄褐色的厚度大概为0.4mm左右，内黑褐色锈层的厚度大概为0.6mm左右。
内部的腐蚀情况比外壁严重很多，在出现穿孔的部位，内表面观察到孔壁发现，呈现出逐渐变薄的情况，呈现出了凹坑状。这一空气冷器管束腐蚀孔洞来自于内壁。
此外，空冷器管腐蚀孔洞的相关数据显示，近腐蚀端40cm内腐蚀孔数均占据总数的一半以上。根据相关的文献，空冷器腐蚀穿孔的部位多发生在与空冷器入口相近的位置，由此可以推测出，失效管束当中的腐蚀端即是空冷器入口端。
2.2化学成分
化学成分分析出来的具体结果如表二所示，充分说明了该常减压蒸馏装置空冷管束材料与我国10碳钢国家标准的要求非常符合，其余的各项成分与该钢的国家标准非常符合。
2.3金相检验
在失效管束的截面取出试样进行研磨和抛光之后，进行相应的金相分析。具体的结果如图一所示。
与工具手册当中的金相形貌进行比较，钢的退火组织为铁素体晶粒，以及少量的小块状的珠光体，呈现混合均匀分布，珠光体大约占据了12%，铁素体当中的晶粒比较细小，与7级相当。此外，并没有看到有晶粒偏析以及粗大的情况。
2.4能谱和物相分析
失效管道试样当中的最外层金属，中间层和内腐蚀层。对其实施了相应的能谱测试分析，最终的结果如表三所示。
通过对表三的分析可以得知：外金属层当中包含的主要元素有Fe、C、O元素。在内黑褐色绣层和黄褐色中间绣层当中，除了检验出Fe，还有距离金属层含量比较高的CI元素和S元素。其中，前者含有的S元素比后者高出7%左右，而后者当中的CI元素，比前者要高出4%左右。
如图二和图三所示，中间的黄褐色以及内黑褐色两层腐蚀锈层最重要的产物为铁的氯化物以及铁的氧化物，此外还包括一些少许的水化物。
在进行能谱分析之后得出，腐蚀层当中含有一定的S元素以及CI元素。X射线衍射检测出腐蚀层是铁的氧化物和氯化物。S、CI、O需要由管内当中的介质提供。空冷器管束当中运行的介质，主要是汽油，属于原油加工当中的产物。但是原油当中的硫化物、无机盐含量比较高，这些物质都会导致管道发生腐蚀的情况[3]。尽管利用X射线可将其中的主要物质检测出来，但没有检测出铁当中含有的硫化物。但在有氧气的情况下，很多铁的腐蚀产物的最终物相为铁的不同价态的氧化物，因此也有可能是除了硫以外的物质都对管道造成了腐蚀[4]。
3、结论与建议
其一，因为常减压装置塔顶的腐蚀环境中，有很高浓度的氯离子，加之不同应力造成的影响，极易产生腐蚀开裂情况。因此，低温轻油部位当中的材质很难进行升级。当前，炼油厂常减压塔顶当中的冷凝冷却系统，使用的依然为碳钢，针对蒸馏塔顶系统应用的是普通的保护措施。原来的蒸馏装置，其常减压塔顶冷凝冷却系统腐蚀的主要原因是因为原油当中有较大的盐成分，因此将原油进行深度的脱盐，是减少腐蚀的有效手段；其二，常减压装置空冷器管束腐蚀防护措施，包含了涂层保护、添加缓蚀剂等。在实际操作当中，应将不同的防护措施进行结合，取长补短。
参考文献：
[1]赵淑楠，张绍举，刘钧泉. 常减压装置空冷器腐蚀失效及对策分析[J]. 腐蚀与防护，2010，31（3）：245-247.
[2]姜冲. 常减压蒸馏装置塔顶空冷器腐蚀与防护探析[J]. 中国石油石化，2015（14）.
[3]张绍举. 常减压装置空冷器失效分析与腐蚀机理研究[D]. 华南理工大学，2008.
[4]王玉婷，马春福. 常减压蒸馏装置常顶空冷器腐蚀现状分析及对策[J]. 石化技术，2017（5）：210-210.