本站原创关键词：湿硫化氢；压力容器；腐蚀；检测
前言
近年来，在化工行业中处理含硫化氢介质的生产装置基本上采用碳钢设备，而且多数设备投用以后还可以正常运行， 但也存在少数设备因湿硫化氢腐蚀而被损坏的情 况，化工生产装置普遍存在湿硫化氢环境下18一8型不锈钢管线的泄露问题，部分装置还因H2S腐蚀破坏而被迫停产检修并造成严重损失。不仅对环境造成污染，同时还使整个系统被迫停产检修，使得经济造成重大损失，并且危及到个人和他人的生命安全。
一、湿硫化氢对压力容器的腐蚀表现
1、氢鼓泡现象。氢鼓泡 ( HB) 腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散 , 在钢材的非金属夹杂物 、 分层和其他不连续处 , 易聚集形成 分子氢 , 由于在钢的组织内部的氢分子很难逸出 , 从而形成强大内压导致其周围组织屈服 , 形成表面层 下的平面孔穴结构称为氢鼓泡 , 其分布平行于钢板 表面 。 这类发生与外加应力无关 ,但是与材料中的夹杂物等缺陷密切相关 。如2000年9月某炼油厂一台回流罐投入使用规格为Φ2400mm×7304mm×12mm ，该设计压力为0.4MPa，设计温度为70℃,操作压力为0.43Mpa，操作温度为70℃。介质为硫化氢、酸性水，封头材质为20g钢。2008年9月开罐检验时发现在进气一侧封头内表面母材上有27处氢鼓包。鼓包直径10～32mm。最大高度为6mm，鼓包处有不规则的裂纹。2、硫化氢应力腐蚀开裂。硫化氢应力腐蚀开裂 ( SSCC) 湿硫化氢环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部 , 固溶于晶格中已经使钢材的脆性增加 , 在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂 , 称为硫化物应力 腐蚀开裂 。SSCC 通常发生在焊缝或热影响区中高强 度、 低韧性显微组织存在的部位 。 这些部位表现为具 有高硬度值 。SSCC 与钢材的化学成分 、 力学性能 、 显 微组织 、外加应力与残余应力之和以及焊接工艺等 有密切关系 。
3、氢诱导开裂。氢诱导开裂 ( HIC) 2 湿硫化氢环境中过程设备的腐蚀开裂过钢在湿硫化氢环境中的腐蚀反应过程: 硫化氢在水中发生分解 : H2S H + + HS ↓ + 程 H +S 2- 钢在 H2S 的水溶液中发生电化学反应 : 阳极反应 : Fe Fe 2 + + 2e FeS ↓ + Fe + HS FeS ↓+ H 阴极反应 :2H + + 2e 2H H2 ↑ ↓ 2H ( 渗透到钢材中) Fe 2+ 2+ +S 2- - 从以上反应过程可以看出 , 硫化氢在水溶液中在氢分压的作用下 , 不同层面上的相邻氢鼓泡 裂纹相互连接 , 形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢 诱导开裂 ,裂纹也可扩展到金属表面 。
二、湿硫化摘自：毕业论文任务书www.808so.com
氢对压力容器的腐蚀速度
湿硫化氢应力腐蚀环境液体介质中硫化氢含量对碳钢设备的腐蚀影响， 因材质的不同而区别较大，应从 ＧＢ １５０ —2011《压力容器》、ＧＢ713— 2008《锅炉和压力容器用钢板》中选取锰、硫、磷含量较低 的钢材。锰元素在钢材生产和设备的焊接过程中，会 产生出马氏体 ／ 贝氏体高强度、低韧性的显微金相组 织，表现出极高的硬度，这对设备抗硫化氢应力腐蚀 极为不利。对低碳钢而言，当溶液中 硫化氢含量从 ２ × １０ － ６ 增加到 １．５ × １０ － ４ 时，腐蚀 速度增加较快 但含量＜５ ×１０ －５ 时， ； 破坏时间较长 ； 腐蚀速 硫化氢含量为（１．５×１０－４）～（４．０×１０－４）时， 度基本恒定；硫化氢含量继续增加到 １．６ × １０ － ３ 时， 腐蚀速度迅速下降；当硫化氢含量为（１．６ ×１０ －３）～ （２．４×１０ －３）时， 腐蚀速度基本不变。 这表明高含量硫 化氢并不比低含量的硫化氢腐蚀严重。 但对高强度钢 来说， 即使是很低的硫化氢含量， 仍能引起迅速破裂。
三、湿硫化氢对压力容器的检测方式
1、压力容器的壁厚测定。容器外表面母材进行测厚，在进气端母材厚度出现异常，测厚平均数值在5～11mm之间，有些部位显示值有明显跳动现象，这样就可以初步判定母材有夹层、夹杂或材质不均匀等缺陷存在。进一步对该容器进气端封头母材进行网格定位测厚。共计测试了25个点，测厚值分布在2.6～11.4mm之间呈非均匀分布，可见封头母材分层严重。2、压力容器的宏观检查。这类方法比较简单，可以用手电筒与罐体母线平行照射观察 当发现鼓包时凸起的鼓包阻挡了光束的前进，在背光侧就会产生阴影。据此可发现鼓包即使是凸度很小的鼓包也会产生一定的明暗差别。可用手触摸检查进步确认，对发现的鼓包用记号笔随时圈出，然后其位置大小凸度，是否开裂等现象再进行详细的观察、测量、记录、画示意图。
3、压力容器的化学分析。在母材鼓包处与未鼓包处分别进行化学成分分析，检测内侧钢板含硫量时，发现严重超标，而外侧钢板含硫量合格，内表面的鼓包处与未鼓包处的含硫量也不相同，鼓包处内表面含硫量为0.084％ 未鼓包处则为0.051％。硫在金属表面的吸附对氢原子复合氢分子有阻碍作用，从而促进氢原子往金属内渗透。并且，容器内表面S、P含量严重超标，使材料的韧性下降，塑性从而增强。
总之，在检验中发现氢鼓包或有氢鼓包倾，那么就要在钢材内表面加坡璃钢衬里，目的是阻隔氢原子进入钢中的数量，减少新鲜金属暴露，延缓或阻止各类氢损伤的形成。■
参考文献
刘玉岭;李嘉席;檀柏梅;梁存龙;ULSI制备中多层布线导体铜的抛光液与抛光技术的研究[J];电子工业专用设备;2007年10期 WWw.808so.com 808论文查重