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资源描述
为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划h2s,3000ppm环境,不锈钢材料选择湿硫化氢环境腐蚀与防护第一章总则为规范湿硫化氢环境腐蚀与防护工作,防止发生安全事故,依据国家有关法规、标准,制定本指导意见。石油化工装置在湿硫化氢环境使用的静设备,为抵抗硫化物应力腐蚀开裂、氢诱导开裂和应力导向氢诱导开裂,在设计、材料、试验、制造、检验等方面的要求。生产、技术、设计、工程、检修、科研等部门应积极参与和配合设备管理部门做好相关工作。对处于湿硫化氢腐蚀环境中的设备抗SSC、HIC/SWC和SOHIC损伤的最低要求,其中包括碳钢和低合金钢,以及碳钢及低合金钢加不锈钢的复合钢板制造的设备。但不包括采用在金属表面增加涂层防止基体材料腐蚀开裂的设备。凡处于湿硫化氢环境中的设备在材料选择、设备制造与检验均应满足本标准的要求,否则可能导致设备SSC、HIC/SWC和SOHIC的破坏。不包括湿硫化氢引起的电化学失重腐蚀和其他类型的开裂。湿硫化氢腐蚀环境的定义与分类:介质在液相中存在游离水,且具备下列条件之一时称为湿硫化氢腐蚀环境:在液相水中总硫化物含量大于50ppmw;或液相水中PH小于4且总硫化物含量大于等于1ppmw;或液相水中PH大于及氢氰酸大于等于20ppmw,且总硫化物含量大于等于1ppmw;或气相中含有硫化氢分压大于。根据湿硫化氢腐蚀环境引起碳钢和低合金钢材料开裂的严重程度以及对设备安全性影响的大小,把湿硫化氢腐蚀环境分为2类,在第I类环境中主要关注SSC,而在第类环境中,除关注SSC外,还要关注HIC和SOHIC等损伤。具体划分类别如下:第I类环境操作介质温度120;游离水中硫化氢含量大于50ppmw;或游离水的PH4,且含有少量的硫化氢;或气相中硫化氢分压大于;或游离水中含有少量硫化氢,溶解的HCN小于20ppmw,且PH。第类环境操作介质温度120;水溶液中硫化氢含量大于50ppmw,且PH4;或气相中硫化氢分压大于,且水中总硫化物含量大于XXppmw,PH4;或水溶液中总硫化物注含量大于XXppmw,HCN含量大于20ppmw,且PH;或水溶液中含有硫氢化胺浓度大于2%。湿硫化氢环境下的腐蚀与损伤主要包括:酸性水腐蚀、湿H2S损伤、胺腐蚀、碱式酸性水腐蚀等几类。湿硫化氢环境下装置设计选材与制造应严格执行国家、行业及中国石油相应标准规范,同时应参照以下标准规范:GB/金属维氏硬度试验第一部分:试验方法法GB/T6394金属平均晶粒度测定方法GB/T10561钢中非金属夹杂物含量的测定/标准评级图显微检验法GB150固定式压力容器TSGR0004固定式压力容器安全技术监察规程SH/T3074石油化工钢制压力容器GB151管壳式换热器SH/T3075石油化工钢制压力容器材料选用规范GB/T8165不锈钢复合钢板和钢带GB/T699优质碳素结构钢GB713锅炉和压力容器用钢板NB/T47002压力容器用爆炸焊接复合板NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件GB24511承压设备用不锈钢钢板和钢带JB4708钢制压力容器焊接工艺评定JB/T4711压力容器涂敷与运输包装其它适应于湿硫化氢环境设计选材与制造相关标准规范。GB/T4157金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室实验GB/T8650管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法NACEMR0103MaterialsResistanttosulfideStressCrackinginCorrosivePetroleumRefiningEnvironmentsNACESP0472MethodsandControlstoPreventIn-ServiceEnvironmentalofCarbonSteelWeldmentsinCorrosivePetroleumRefiningEnvironmentsNACETM0177LaboratoryTestingofmetalsforResistancetoSulfideStressCrackingandStressCorrosiveCrackingInH2SEnvironmentsNACETM0284EvaluationofpipelineandPressureVesselSteelsforResistancetoHydrogen-InducedCrackingNACERP0296GuidelinesforDetection,Repair,andMitigationofCrackingofExistingPetroleumRefineryPressureVesselsinWetHydrogenSulfideEnvironmentsAPI945AvoidingEnvironmentalCrackinginAmineUnitsAPI-571DamageMechanismsAffectingFixedEquipmentintheRefiningIndustryNACERP0103炼厂腐蚀性原油环境中抗硫化物应力开裂材料;发生部位:在炼油厂有湿H2S环境存在的部位都能发生HB、HIC、SOHIC、SSC损伤。在加氢装置中,NH4HS浓度增大到超过2%会增加发生鼓泡、HIC和SOHIC的可能性。氰化物会明显增加HB、HIC、SOHIC损伤的可能性和严重程度。对于流体催化裂化和延迟焦化装置的汽相回收单元尤为明显。典型的部位包括分馏塔塔顶罐,分离塔,吸收塔和汽提塔,压缩机级间分离器和缓冲罐,各种换热器、冷却器和空冷器。酸性水汽提塔和胺再生塔顶系统尤其容易发生湿H2S损伤,因为此处存在氰化物,NH4HS浓度也很高。SSC最有可能在硬焊缝和热影响区及高强度部件中发现。高强度部件包括螺栓,安全阀弹簧,400系列不锈钢阀芯,压缩机轴、套酸性腐蚀环境中多相流量计系统材料选择冯福祥1何振平2摘要:在石油、化工、造纸、海上作业等工程领域,双相钢以其优越的力学性能与综合的耐腐蚀性赢得了使用者的青睐,笔者参与的重要项目也选用了S2205双相不锈钢这一优质材料作为设备得主要材料。这里本文旨在说明S2205双相不锈钢在具体工程实施过程中的技术要点,其中包括它的耐蚀性、焊接性、焊接工艺参数和焊接要点等。关键词酸性腐蚀环境环境多相流量计系统材料SelectandweldprocedureofS2205dual-phasestainlesssteelFuxiangFeng1ZhenpingHe2Abstract:Duetodual-phasestainlesssteelhasexcellentmechanicalpropertyandcomprehensivecorrosionresistance,ithaswonthemostusersfavorinthemajorengineeringareassuchaspetroleum,chemicalindustry,papermakingandoffshoreoperation,etc.,Accordingtotherequirement,theimportantprojectthattheauthorparticipatedhadalsoselectedtheduplexstainlesssteel2205asthemainmaterialintheequipmentmakingpaperfocusesonexplainingthatthetechnicalpointsoftheduplexstainlesssteel2205inthespecificimplementofprojects,includingitscorrosionresistanceproperty,weldablity,weldingparameters,andweldingpoints,etc.Keywords:dual-phasestainlesssteelcorrosionresistanceweldablity一、酸性腐蚀环境及其影响因素在石油、天然气开采过程中均需用到的多相流量计系统,当气液混合物进入多相流量计系统,且气液混合物中含CO2或H2S时,多相流量计系统使用环境就属于酸性腐蚀环境。1、对于含H2S的酸性腐蚀环境,无论其H2S浓度是高还低,都有明显的电化学腐蚀作用,若该环境同时还含有CO2或O2,其电化学腐蚀作用加剧;2、对于天然气中含CO2酸性腐蚀环境,按CO2分压来划分腐蚀程度。CO2分压大于,有明显腐蚀性;分压在之间,应该考虑腐蚀作用;分压小于,一般不考虑腐蚀作用。3、在油水混合物中,对于含CO2的酸性腐蚀环境,按水中CO2浓度划分腐蚀程度。CO2浓度大于1200mg/L,有明显腐蚀作用;CO2浓度为6001200mg/L,就考虑腐蚀作用;CO2浓度小于600mg/L,一般不考虑腐蚀作用;4、影响酸性环境因素,除腐蚀介质和分压外,还有系统的温度和PH值。系统温度在5080之间会加剧电化学腐蚀,减弱H2S腐蚀。系统PH值低于6时应考虑电化学和H2S应力腐蚀都加剧。2、双相钢化学成分和性能在铁基固溶体组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,但最少相的含量必须达到30%以上的钢称双相不锈钢。性能最好的双相钢成分是铁素体的含量在60%-40%,奥氏体的含量在40%-60%之间,任何一种机体的大幅度减少都会造成双相钢的性能减弱。双相不锈钢具有良好的塑性和韧性,导热性能较好,线膨胀系数较小,焊接应力和变形都比较小,并且有较高的强度及耐氯离子应力腐蚀性能。双相不锈钢力学性能及影响因素双相钢力学性能的影响因素主要有合金元素、晶粒度以及相比例等。双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的23倍。而在奥氏体不锈钢的内部晶粒之间有更多的滑移面,所以它的延伸率明显高于双相不锈钢。在双相钢中的主要合金元素Cr、Ni、Mo等对钢的各项性能都起到了很重要的作用。化学成分:部分奥氏体不锈钢和S2205双相不锈钢的典型化学成分对比晶粒度的影响双相不锈钢的晶粒度对其屈服强度和韧性起重要作用。细小的晶粒使钢材具有较高的屈服强度和韧性。而晶粒度的增加也会引起脆性转变温度的升高,双相不锈钢接头的耐腐蚀性能双相不锈钢不仅有很好的力学性能,而且还具有十分优异的耐点蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能。它的接头也有很好的耐点蚀和耐氯化物应力腐蚀开裂性能,晶间腐蚀性能也不低于母材,但抗H2S应力腐蚀开裂能力较差。接头耐蚀性最不良的地方是近缝区,主要原因是近缝区析出第二相形成了“贫铬”层所导致。点蚀和缝隙腐蚀钢的抗点蚀和缝隙腐蚀能力主要由Cr、Mo和N元素含量决定,用来衡量这种抗腐蚀性能的指数就是PREN值,REN=Cr%+%+16N%。选择合适的固溶处理温度使两相分别具有相当的PREN值,才能使钢具有最佳的耐点蚀性能。应力腐蚀双相不锈钢的屈服强度比普通不锈钢高,所以产生应力腐蚀开裂的临界应力值也高;钢中第二相的存在对裂纹的扩展起机械屏障作用,延长了裂纹的扩展期;在中性氯化物介质中,不锈钢多以点蚀为SCC的裂源,而双相不锈钢的成分和组织特点使点蚀
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