2.高温H2+H2S腐蚀

　　【定义】高温H2+H2S腐蚀是指金属在高温(204℃，也有说300～420℃)、H2和H2S环境下发生的腐蚀破坏现象。

　　【腐蚀部位】高温H2+H2S腐蚀部位主要发生在混氢以后的反应系统设备上如：加氢反应器、反应流出物高压换热器、反应炉炉管、热高分及相应的工艺管线。腐蚀形态为H2S对钢的化学腐蚀，表现为均匀腐蚀、氢脆和氢腐蚀。

　　【腐蚀因素】在加氢过程中，氢也是造成设备腐蚀的一个因素。它不仅能直接腐蚀金属，还对高温H2S起一种促进作用。影响因素有：

　　■浓度：H2S浓度在1%(体积)以下时，随着浓度的增加而增加，腐蚀速率急剧增加，当浓度超过1%(体积)时腐蚀速率基本不变。

　　■温度：在315-480℃时，随着温度增加，腐蚀率相应增加，而且，温度每增加50℃，腐蚀速率大约增加2倍。

　　■时间：腐蚀率随着时间的增长而下降，一般装置开工5000h内，腐蚀速率最高。在以后时间内腐蚀速率减小2-10倍。

　　■压力：在高温H2S+H2腐蚀中，压力高低对腐蚀速率没有影响，而在单纯高温氢气中，压力对腐蚀有很大影响。

　　【防护措施】高温H2S+H2引起的是均匀腐蚀。要严格按照Couper曲线估算材料的腐蚀速率，合理设计选材。一般在250℃以下时，可以选用碳钢;温度超过250℃使用铬钼钢(仅有H2存在)及或奥氏体不锈钢(抗H2+H2S腐蚀)。

　　3、连多硫酸腐蚀

　　【腐蚀部位】奥氏体不锈钢设备(如反应器堆焊层、炉管、奥氏体不锈钢空冷、换热器等)。

　　【防护措施】选用超低碳或稳定型的奥氏体不锈钢;制造上要尽量消除或减轻由于冷加工和焊接引起的残余应力，并注意加工成不形成应力集中或应力集中尽可能小的结构;氮气保护，保持设备温度在150℃左右，中和清洗。

　　4、Cr-Mo钢的回火脆性

　　【定义】在325~575℃温度范围内长时间保持或从此温度范围缓慢地冷却时，其材料的破坏韧性就引起劣化的现象。这是由于钢中的微量杂质元素和合金元素向原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。材料一旦发生回火脆化，其转变温度就向高温侧迁移。

　　【腐蚀部位】使用Cr-Mo钢的部位，主要发生在2.25Cr-1Mo和3Cr-1Mo材质设备上(如反应器、高压换热器、热高分等)。

　　【主要防护措施】

　　■严格控制回火脆性系数(J-系数和(X)系数)的大小(J=(Si+Mn)×(P+Sn)×104;(X)=(10P+5Sb+4Sn+As)×10-2)。

　　■通过阶梯冷却试验控制材料的回火脆化度vTr54 +3△vTr54 ≤ 0℃。

　　■采用热态型的开停工方案(先升温后升压，先降压后降温)。

　　5、高温硫腐蚀

　　【定义】在加氢裂化装置中高温S腐蚀是由原料中所含的硫化物(主要是H2S和单质S)在240～260℃以上时与金属发生反应而使金属性能产生破坏的现象。

　　【腐蚀部位】所引起的是均匀腐蚀，主要出现在混氢前的原料油系统和分馏系统的高温部位(塔底、重沸炉的进出口管线的弯头、三通、大小头处)。设计中可按照McConomy曲线估算材料的腐蚀速率。

　　【腐蚀机理】

　　H2S+Fe→FeS(<340℃);H2S→S+H2(<340℃);Fe+S→FeS。

　　由以上反应方程式可知，腐蚀本应生成致密的FeS保护膜，可以防止腐蚀反应进行，但当介质流速大时，腐蚀产物FeS难以附着在金属表面，从而达不到应用的保护效果，金属始终处在裸露状态下，结果腐蚀会不断向纵深发展。

　　【防腐蚀对策】

　　■为了减缓脱丁烷塔和第一分馏塔系统腐蚀，采用脱戊烷塔流程或增大脱丁烷塔的设计负荷。

　　■上循环氢脱硫塔系统。

　　■相应材质采用Cr-Mo钢。

　　6、低温部位的H2S+H2O腐蚀

　　【定义】H2S+H2O腐蚀环境，亦即通常所说的湿硫化氢腐蚀，一般系指液相水和硫化氢共存(或含水物流在露点以下)时硫化氢所引起的腐蚀。湿硫化氢腐蚀形态主要表现为设备均匀减薄和应力腐蚀。

　　【腐蚀部位】低温湿硫化氢腐蚀主要存在于循环氢脱硫塔、高分界位后路、主汽提塔、脱丁烷塔、液态烃回流罐、冷却器等部位及相应管线。

　　【腐蚀机理】在低温下，H2S腐蚀仅发生在有水和强酸或和氧同时存在的环境。H2S为弱酸，在水中发生电离：

　　H2S=H++HS-

　　HS-=H++S-

　　因此，电化学腐蚀的阳极反应为：

　　Fe=Fe2++2e

　　Fe2++S-=FeS或Fe2++HS-=FeS+H++e

　　而阴极反应为：H++2e=2H=H2

　　【影响湿硫化氢应力腐蚀开裂的因素】

　　■硫化氢浓度。H2S浓度大于50PPm考虑湿硫化氢应力腐蚀。

　　■钢材的强度等级。强度越高，越容易发生湿硫化氢应力腐蚀开裂。

　　■钢材的化学成分。S、P元素在钢材生成和焊接过程中容易产生偏析，导致马氏体和贝氏体组织增加，钢材的显微组织硬度增高，对降低湿硫化氢应力开裂产生不利影响。

　　■硬度值。焊缝和热影响区的硬度值越高，对硫化氢应力腐蚀越敏感。

　　【防腐对策】

　　■综合经济和防腐等方面考虑，选用工艺防腐措施较好。如向低温部位注缓饰剂(如主汽体塔顶、脱丁烷塔顶)。

　　■焊后热处理，焊缝和热影响区的硬度HB<200。

　　■降低材料中的S、P含量。如使用Q345R(R-HIC钢)。