六氟丙烯装置再沸器腐蚀原因分析与处理_张国亮.pdf
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1、16 张国亮六氟丙烯装置再沸器腐蚀原因分析与处理氟化工氟化工六氟丙烯装置再沸器腐蚀原因分析与处理张国亮(巨化股份有限公司氟聚合物 事业部,浙江衢州324004)摘要对六氟丙烯(HFP)生产装置精馏系统塔底再沸器下封头环焊缝 发生 沟状腐蚀 的原因进行分析,主要原因是在装置特定介质环境中,发生应力状态下的晶间腐蚀。 通过对工艺流程优化,设备材质及焊接工艺的改进,取得了较好的效果,达到了防腐蚀目 的。关键词六氟丙烯;再沸器 ;焊缝;应力;腐蚀中图分类号TQ050.9+6文献标识码BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2013.05.005国内某氟化工企业六氟丙烯(HFP)生产装
2、置 ,后系统采用多塔精馏分离提纯取得HFP产品,精馏系统3#塔底再沸器在运行过程中发现下封头环焊缝靠封头侧约60 mm段内有3处发生穿孔泄漏 。 采用应急措施对3#塔与系统隔离 , 对再沸器拆检 ,发现封头整圈环焊缝熔合线区沟状腐蚀, 靠封头侧尤其严重 ,部分区域表面上腐蚀宽度达7 mm左右,并向接头内部逐渐变窄 。封头内壁呈光亮状 ;高颈法兰内壁呈黑色 ,疏松状。 封头壁厚测量7.6 mm左右无明显减薄现象 。针对设备缺陷情况和实际微酸性工作介质环境分析腐蚀的主要原因 ,通过对工艺流程优化 ,设备材质及焊接工艺的改进 ,以达到防腐蚀目的 。测完好, 封头安装复位后设备整体气密性试验均无缺陷发
3、现 。22.1腐蚀原因分析设备存在均匀腐蚀任何不锈钢在腐蚀介质的作用下, 其工作表面都会产生整体腐蚀现象 。HFP装置精馏系统电解质溶液尽管进行了非常严格的控制, 质量分数基本上在10-6级别,工作介质不可避免存在微酸性 。从封头和高颈法兰内壁的呈色看设备存在均匀腐蚀。 测量封头厚度为7.6 mm左右,由于设备本身设计时已经考虑腐蚀裕度 , 所以现设备的均匀腐蚀不会影响其安全运行 。1缺陷及返修情况该再沸器技术参数:工作压力 ,壳0.3 MPa,管2.2焊缝存在应力状态下的晶间腐蚀2.2.1应力源的存在封头加工为冷压成形 、 封头法兰为锻造高颈法兰,制作后没有进行其他处理 ,材料的重复加工应力
4、存在不可避免 ;18-8型不锈钢热导率小 、 线膨胀系数大,焊后容易产生较大变形 ,导致焊接残余应力的存在。0.8 MPa;工作温度 ,壳143 ,管143 ;工作介质 ,壳蒸汽 ,管八氟环丁烷 (C-318)、HFP;介质特性 :中度危害。 下封头及高颈法兰材料均为0Cr18Ni9,封头壁厚8 mm。0Cr18Ni9材料间焊接采用A132焊条。根据该腐蚀情况 ,实施返修工作 。对焊道缺陷打磨消除 ,周围清理干净进行焊补修复。 采用SMAW手工电弧焊 ,直流反接法小电流 、短弧多道焊 ,焊后快速冷却处理 ;旧焊缝最后盖面焊 。采用A132,直径2.2.2晶界腐蚀18-8型不锈钢焊接接头3个部位
5、会出现晶界腐蚀现象 ,焊缝腐蚀区 、敏化腐蚀区和刀状腐蚀区,如图1。焊缝区腐蚀 :主要与焊接材料有关 ,当然会受到焊接工艺的影响 。敏化区腐蚀 : 是指焊接热影响区中峰值温度处于敏化温度区间的部位所发生的腐蚀; 铬碳化物沉准 3.2 mm焊条焊接 。 焊接前150 烘焙1 h,焊接电流100120 A、电压2223 V;多层焊 ,每层焊完清理干净,层间温度控制50 以下。 试焊过程中没有出现翻渣 、气孔多等缺陷存在 。焊后整圈环缝着色检收稿日期 :2013-07-162013年第20卷第5期化工生产与技术Chemical Production and Technology17通过工作介质不断的
6、侵蚀 ,最后形成沟状形态 。所以从综合考虑判断焊缝腐蚀的原因为应力状态下的晶间腐蚀。33.1图1奥氏体不锈钢焊接接头各腐蚀区改进措施工艺流程优化为减少设备腐蚀 , 从有效控制设备的工作环境Fig 1 Corrosion area of austenitic stainless steel wolding joint淀是一个扩散过程 , 需要足够扩散的温度条件,对入手,一方面工艺操作上继续严格控制工艺指标,控制电解质溶液的产生 ; 另一方面对工艺流程进行优化,以改善工艺环境 ,减少腐蚀因素 。在原工艺流程压缩系统后精馏系统进口增加除水干燥装置 , 通过活化查漏保压除氧投用置换交出活化周期性工作
7、, 严格控制进精馏系统物料的水分 ,经过除水干燥后的物料通过分析检测,水的质量分数可控制在5010-6内。0Cr18Ni9不锈钢敏化实际峰值温度达6001 000,该区域会出现晶界碳化的析出,产生贫铬层 ,有晶间腐蚀倾向 。刀状区腐蚀 : 只发生在紧靠焊缝的过热区35个晶粒范围Cr23C6沉淀最显著部位 , 电弧焊一般扩展至1.01.5 mm,在工件表面上较宽,向接头内部逐渐变窄 ,呈刀形,故又称“刀蚀”。 不锈钢在敏化温度区400850 中加热或长期工作时 , 碳原子会优先以很快的速度向晶界扩散 , 而晶粒内部铬的扩散速度比碳的扩散速度慢 , 所以易于在晶界附近形成铬的碳化物Cr23C6,
8、致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铬 , 铬的原子分数低于临界值12%时,在腐蚀介质的作用下 , 晶界贫铬区的金属就失去抗腐蚀能力而形成晶界腐蚀1。 所以封头接头由于焊接反复加热易产生敏化温度区停留时间不当, 即使是焊缝由于在冷却过程中其温度也要穿过敏化温度区,所以也会产生晶界腐蚀 。3.2材质改进对以后相同工况的容器设计时材质和制造时考虑晶间腐蚀因素 , 对塔釜液接触的部分不锈钢材质尽量考虑含碳量低的材质 。 系统大修时对3#塔底再沸器进行更新处理 。因为316L钢中添加质量分数2%3%的Mo,故耐蚀性和高温强度优良 ;316L含碳量低 , 具有优良抗的抗晶间腐蚀性 ;高温蠕变强度高 ;可
9、在苛刻的条件使用,为此材质选用316L。同时在制作焊接过程中严格控制敏化温度区停留时间 ,控制贫铬区的产生 。2.2.3应力状态下的晶间腐蚀封头环焊缝熔合线区沟状腐蚀的状态看, 工件表面上的宽度达7 mm左右比刀蚀要宽 , 而且刀蚀只出现含Ti、Nb类元素的18-8型不锈钢中 , 所以封头环焊缝腐蚀并不是刀蚀 。 再根据封头及高颈法兰材料0Cr18Ni9不含Ti、Nb类元素 ,而敏化区腐蚀只发生在不含Ti、Nb类元素的不锈钢中 , 封头环焊缝腐蚀宽度区域特征与敏化区腐蚀相吻合2。 焊缝区与敏化区间的材质性能要差于焊缝和母材属于薄弱区,一方面该区应力源的存在 ,另一方面设备本身工作介质的微酸性
10、,所以敏化区腐蚀往薄弱区发展 ,4结束语该再沸器通过以上改进后 , 在装置每年度系统大修时都对其进行拆检 , 均未发现有明显的腐蚀发生,通过对工艺流程优化 ;设备材质的改进 ;焊接工艺的控制 ,有效的解决了设备的腐蚀问题,为HFP装置安全长周期运行提供了保障。参考文献1孙秋霞.材料腐蚀与防护M.北京:冶金工业出版社, 2003.2楼宇新.化工机械制造工艺与安装修理M.北京:化学工业出版社, 1988.俄西布尔公司开启西伯利亚BOPP薄膜生产装置俄罗斯石化生产商西布尔公司位于西西伯利亚托木斯克的双向拉伸聚丙烯 (BOPP)薄膜装置已经开始投产。这套设计产能38 kt/a的生产装置位于西布尔公司托
11、木斯克工厂内 ,其聚丙烯原料也由西布尔公司供应。西布尔旗下子公司Biaxplen负责运营该生产装置,该装置生产的BOPP薄膜主要在西伯利亚和乌拉尔地区销售,同时也将出口至独联体国家和欧洲。BOPP薄膜用于软包装 、标签和胶带 。西布尔公司表示 ,2012年俄罗斯BOPP薄膜消费量达到124 kt,预计将以年均4%5%的速度增长 。(庞晓华)2013,20(5)Chemical Production and TechnologySynthesis, Structure and Properties of Fluorinated Thermoplastic ElastomerBao Yongzho
12、ng, Huang Zhihui(State Key Laboratory of Chemical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027)ABSTRACTSAbstract: This paper described the synthesis methods of block and graft structure type fluorinated thermoplastic elastomer, andintroduced the structure characteristics, properties and applica
13、tion of commercial fluorinated thermoplastic elastomer. The blockcopolymer which was prepared using VDF copolymer as soft segment and PVDF as hard segment by active free radical polymerizationhad micro phase separation characteristics with the copolymer which had graft copolymer chain which was form
14、ed using VDFcopolymer containing peroxide group grafting PVDF, was top grade thermoplastic elastomer material which had elasticity at roomtemperature, and could melt process at high temperature, which had applications in chemical industry, semiconductor industry,electronic and electrical industry.Ke
15、ywords: thermoplastic elastomer; fluorinated polymer; block; graftSynthesis and Modification of Polyvinylidene Fluoride ResinLiu Yifan, Zhu Weiwei, Fang Min(Zhejiang Chemical Institute Technology Co., Ltd, Hangzhou 310023)Abstract:The main synthesis methods of polyvinylidene fluoride(PVDF) resin was
16、 described by reviewing the developments of theresin synthesis in recent years and pointing out the advantages and disadvantages of the methods. Meanwhile the research progress ofresin modification by blending and copolymerization was elaborated respectively. The research direction of PVDF was expan
17、ding theproduction capacity,accelerating the development and application of the new production process,and using the different modificationmethods to produce novel PVDF material,in order to meet the increasing demand.Keywords: polyvinylidene fluoride (PVDF); synthesis; modificationProcess Technology
18、 and Equipment of Tetrafluoroethylene Produced by Waste PolytetrafluoroethyleneYing Shengrong, Jiang Zhan(Dingsheng Chemical Technology Co., Ltd, Quzhou, Zhejiang 324000)Abstract:Introduced the process route and equipment composition of tetrafluoroethylene (TFE) cracking produced by wasterpolytetraf
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