湿硫化氢应力腐蚀开裂机理课件

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1、国外石化腐蚀标准与资料介绍国外石化腐蚀标准与资料介绍国家压力容器与管道安全工程技术研究中心国家压力容器与管道安全工程技术研究中心 (中国通用机械研究院)(中国通用机械研究院)顾望平顾望平1 1,选材,选材2 2,风险评估,风险评估3 3,设备维护,设备维护4 4,硫腐蚀,硫腐蚀5 5,腐蚀教材,腐蚀教材2011-0621,选材炼油厂及油气集输设施的选材炼油厂及油气集输设施的选材 NACE 出版物1998 R.A.White Materials selection for Petreleum Refineries and Gathering Facilities石油炼制装置的材料选择石油炼制装置

2、的材料选择 日本石油学会 1998 高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢 API RP 941-08 Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants(有2004版中文) 炼油厂用双相不锈钢炼油厂用双相不锈钢 API TECHNICAL REPORT 938-C-05 Use of Duplex Stainless Steels in the Oil Refining Industr

3、y2011-0632,风险评估,风险评估基于风险检验技术基于风险检验技术 API RP 581-2008 Risk-Based Inspection Technology(有2000版译文)基于风险的检验基于风险的检验 API RP 580-2003 Risk-Based Inspection (SY/T6653-2006)影响炼油工业中静设备的损伤机理影响炼油工业中静设备的损伤机理 API RP 571-2003 Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry适应性评价适应性评价 API RP 579-

4、2007 Fitness For Service (有2003版译文)2011-0643 3,设备维护,设备维护压力容器检验规范压力容器检验规范:维护检验、定级、修理和改造维护检验、定级、修理和改造 API 510-06 Pressure Vessel Inspection Code:In-Service Inspection, Rating,Repair, and AlterationSY/T6507-2000(参照API 510-97第八版)压力容器检查(塔、罐、反应器、换热器和冷凝器)压力容器检查(塔、罐、反应器、换热器和冷凝器) API RP 572-01 Inspection of

5、Pressure Vessels(Towers, Drums, Reactors, Heat Exchangers, and Condensers) SY/T6552-2003(参照API RP 572-91)管道系统组件检验推荐做法管道系统组件检验推荐做法 API RP 574-98 Inspection Practices for Piping System Components SY/T 6635-2005(参照API RP 574-98)管道检验规范管道检验规范: :在用管道系统检验、修理、改造和再定在用管道系统检验、修理、改造和再定级级 API 570-2000 Piping Ins

6、pection Code:Inspection, Repair, Alteration, and Rerating of In-service Piping Systems SY/T6553-2003(参照API 570-98第二版)2011-065油罐检验、修理、改建与翻建油罐检验、修理、改建与翻建API STANDARD 653-09 Tank Inspection, Repair, Alteration,and Reconstruction SY/T6620-2005(参照API 653-2001) 避免在胺装置中环境开裂避免在胺装置中环境开裂 API RP 945-03 Avoidin

7、g Environmental Cracking in AminUnits 加氢反应流出物空气冷却器系统腐蚀研究加氢反应流出物空气冷却器系统腐蚀研究 API PUBLICATION 932A-02 Study of Corrosion inHydroprocess Reactor Effluent Air Cooler Systems 加氢反应流出物空冷系统(加氢反应流出物空冷系统(REACsREACs)腐蚀控制的设计、)腐蚀控制的设计、 选材、制造、操作及检查指导方针选材、制造、操作及检查指导方针 API RP 932B-04 Design, Materials, Fabrication,O

8、peration, and Inspection Guidelines for Corrosion Control in Hydroprocessing Reactor Effluent Air Cooler (REAC) Systems2011-066避免炼油厂碳钢设备与管线的碱应力腐蚀开裂避免炼油厂碳钢设备与管线的碱应力腐蚀开裂 NACE NACE 标准标准 RP0403-2003RP0403-2003 Avoiding Caustic Stress Corrosion Avoiding Caustic Stress Corrosion Cracking of Carbon Steel R

9、efinery Equipment and PipingCracking of Carbon Steel Refinery Equipment and Piping 炼油厂停工期间奥氏体不锈钢设备连多硫酸应力腐炼油厂停工期间奥氏体不锈钢设备连多硫酸应力腐蚀开裂的预防蚀开裂的预防 NACE RP0170NACE RP017020042004 Protection of Austenitic Stainless Protection of Austenitic Stainless Steels and Other Austenitic Alloys from Steels and Other Au

10、stenitic Alloys from PolythionicPolythionic Acid Stress Corrosion Cracking During Shutdown of Acid Stress Corrosion Cracking During Shutdown of Refinery EquipmentRefinery Equipment 保温与防火层下腐蚀控制保温与防火层下腐蚀控制 NACE NACE 标准标准 RP0198-2007RP0198-2007 The Control of Corrosion Under The Control of Corrosion Un

11、der Thermal Insulation and Fireproofing Materials - A Thermal Insulation and Fireproofing Materials - A Systems ApproachSystems Approach2011-0674 4,硫腐蚀,硫腐蚀炼油厂硫化物腐蚀纵览炼油厂硫化物腐蚀纵览 NACE 出版物 341032004 Overview of Sulfidic Corrosion In Petroleum Refining湿硫化氢环境设备的修理与修补策略湿硫化氢环境设备的修理与修补策略 (出版物)(出版物) API PUBLI

12、CATION 939-B-02 Repair and Remediation Strategies for Equipment Operating in Wet H2S Service在役炼油厂压力容器在湿硫化氢环境下开裂的检测、修在役炼油厂压力容器在湿硫化氢环境下开裂的检测、修复和减缓指南复和减缓指南 NACE RP 0296-04 Guidelines for Detection, Repair, and Mitigation of Cracking of Existing Petroleum Refinery Pressure Vessels in Wet H2S Environment

13、s (有96标准译文)油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料 NACE MR0175-05 Metals for Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance in Sour Oilfield Environments (有2002标准译文)湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力容器用材料和湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力容器用材料和制造规程制造规程” NACE 出版物出版物 8X194 (2006) Materials and Fabrication Practices for

14、 New Pressure Vessels Used in Wet H2S Refinery Service2011-0685 5,腐蚀教材,腐蚀教材中国防腐培训教材中国防腐培训教材 NACE 2008 2011-069炼油厂及油气集输设施的选材炼油厂及油气集输设施的选材NACE出版物出版物-1998 R.A.White,可作为教材与参考资料装置的流程、腐蚀机理、选材装置的流程、腐蚀机理、选材蒸馏、FCC、焦化、烷基化、硫磺、酸洗水汽提加氢、重整、火炬制氢、甲醇、气体处理、溶剂处理、苯酚、合成氨公用工程(循环水、化学水、蒸汽)地下管线,产品集输设备,储罐2.附录附录 A 选材的常用指南 B 炼

15、油厂选材的经验法则 选材选材2011-0610NACENACE炼油厂结构材料经验选择炼油厂结构材料经验选择 1, 1, 工艺流无氢或无腐蚀性介质的温度选择工艺流无氢或无腐蚀性介质的温度选择 小于-100:188,铝或9镍钢 小于-45: 低合金钢(镍)(做冲击试验) 小于-29: 大部分规范要求炭钢做冲击试 验,除非应力低于41370kpa(见规范要求) 小于-16: 炭钢超过13mm有脆断可能, 大于345:不能使用17Cr和钢避免12Cr钢脆化。为避免石墨化要用硅脱氧炭钢 大于440: 为避免石墨化至少含1铬钢,在氧化气氛中炉管使用受到限制 2011-0611 大于540:耐氧化用1-1/

16、4Cr(最大595)到9Cr 大于595:耐氧化用2-1/4Cr(最大650)到9Cr 大于650:耐氧化用18-8,一些规格可能形成引起脆化。避免冷加工。 大于930:耐氧化用25Cr-12Ni(限制非压力部件)如309和HH 或用25Cr -20 Ni.如310或HK40 大于930:用难溶材料2011-06122, 2, 烃硫,无氢;如蒸馏,焦化烃硫,无氢;如蒸馏,焦化 大于230:原油总酸值超过1.5-1.8mgKOHgm,用316L。对某些原油如加利福尼亚原油用317L。大于288:原油含硫超过1wt,在缺乏操作经验或硫计算数据情况下,用复合512Cr,所有硫化氢环境至少用9Cr。大

17、于345:原油含硫0.1wt1.0 wt,在缺乏操作经验或硫计算数据情况下,用复合512Cr,。硫含量小于0.2wt%-0.3wt%可用所有硅脱氧钢。大于400: 用5Cr的场所提高到9Cr2011-0613 3 3, 烃氢,硫化氢小于烃氢,硫化氢小于0.01mol0.01mol 大于205:见API941标准,根据氢分压选1-1/4Cr-1/2Mo等,在氢环境避免使用C-1/2Mo。对气态物流确定氢分压。注意炉管和换热器,API941标准的曲线是金属壁温; 4, 4, 烃氢硫化氢大于烃氢硫化氢大于0.01mol0.01mol 大于205:见以上3 大于288:用321或347,整体或复合。考

18、虑12 Cr(最大343)。避免304或316在停工期间的应力腐蚀开裂。也避免低炭等级(如304L、316L)在再生温度下高温强度会降低,金属晶间容易开裂。 2011-06145, 5, 二氧化硫仅制硫二氧化硫仅制硫低于露点温度:304L(在许多场合用316L或合金20)大于370:188大于425:310不锈钢(焊后做固熔化处理)。大于650:难溶材料。 6, 6, MEAMEA与与DEADEA所有温度:焊后和冷弯后应力释放处理。大于135:304换热器管到141(根据金属温度)。2011-06157, 7, 碳酸钾碳酸钾 大于60:炭钢消除应力。重沸器和有紊流的地方(如流速超过2.4m/s

19、)要求用304L。不用合金400、合金600或ColmonoyTM、StelliteTM6是可以的。8, 8, 二氧化碳水二氧化碳水 大于50:二氧化碳分压超过28kPaa(4Psia)用304至露点。 以下条件可用铝: a)PH 48和8 b)没有携带二氧化碳 c)铜不超过0.1ppm和氯不超过50ppm。 不含气体流速小于30m/s,气体含湿气5以下流速18m/s,气体含冷凝液流速小于3.0m/s。2011-06169, 9, 硫酸烷基化硫酸烷基化 小于38:硫酸浓度7099、流速小于0.6m/s用炭钢。高流速区的阀用合金20。1010硫化氢硫化氢 低于水露点:硫化氢分压大于0.34kpa

20、a(0.05psia)如果材料硬度超过235H(HRC22)钢和一些非铁素体材料能发生开裂,见NACE MR0175。炭钢的硬度限制200HB(HRB95),见NACE RP0472。对酸性水避免使用水泥衬里或合金400,见14,炭钢腐蚀裕量。 大于200:合金400不能用(气态或含水溶液)2011-061711, 11, 氢氧化钾和氢氧化钠氢氧化钾和氢氧化钠 大于60:炭钢要求消除应力,避免溶液碱浓度超过 30引起应力腐蚀开裂。 大于150:合金400或合金200耐腐蚀(基于金属温度)。12, 12, 含氯的水含氯的水a,a, 避免坑蚀和裂纹腐蚀最大氯含量: 304L 200ppm 316L

21、 1000ppm限制限制 PH68 残余氯小于2ppm 最大50 水中没有锰 2011-0618 b,b, 应力腐蚀开裂(应力腐蚀开裂(SCCSCC) 大于50:188可能有SCC ,因此有时选铝材料。在装置含一定量烃情况,装置停工期间避免SCC的措施是难行的。188换热器管U型弯管要求做980固溶处理或900应力消除。321和347要求仅换热器U型管部分做热处理。1313,锅炉给水,锅炉给水 大于120:用12Cr泵或CA6NM(UNS J91540)2011-06191414,炭钢腐蚀裕量,炭钢腐蚀裕量a, 1.5mm:除非另有规定在非腐蚀性环境用于容器和管线; b,b, 2.5mm:复合

22、的通常最小厚度;c,c, 3.0mm:按API560 炉管要求的最小值。许多炼油厂要求容器的最小值。除非另有规定用于换热器,因为,以前省钱用1.5mm,现在TAMA 标准R 级规定用3mm。用于酸性水的硫化氢分压超过70kpaa(10paia)。d,d, 4.5mm:特别用于硫化氢分压超过70kpaa(4pasia)的酸性水容器和换热器。e,e, 6.0mm:最大允许腐蚀裕量。特别用于二氧化碳分压小于30kpaa(4pasia)的湿二氧化碳设备和硫化氢分压大于70kpaa(10pasia)的酸性水设备。2011-0620石油炼制装置的材料选择石油炼制装置的材料选择日本石油学会-1998 可作为

23、教材与参考资料1,装置使用的材料及腐蚀和损伤特征常减压蒸馏、轻油加氢、加氢脱硫/加氢裂化、重整/连续重整、FCC、制氢、乙烯、锅炉、硫磺、烷基化2,装置用材料指南3,装置损伤机理与说明硫氢化氨、湿硫化氢环境下的开裂、胺系统腐蚀、氢侵蚀与对策、回火脆化、蠕变脆化与开裂、环烷酸腐蚀与对策、475脆化选材选材2011-0621高温高压炼油化工装置高温高压炼油化工装置中临氢环境用钢中临氢环境用钢 API标准941-2008 (第六版)用于临氢环境下材料选择选材选材2008年版的Nelson曲线2011-0622图以1940年以来收集的经验为基础。支持数据从各类工业应用和实验室数据中获得。温度和氢分压数

24、据不准确,但精度对工业应用是足够的;选材时对温度和压力留出适当的裕度(一般可取压力裕度0.35MPa、温度裕度28);在实际应用中,不可忽视焊缝部位的氢腐蚀;图中钢的化学成分符合ASTM或ASME规定的范围; 2011-0623炼油厂用双相不锈钢炼油厂用双相不锈钢1, 1, 介绍炼油厂常用双相钢的性能、制造与使用要求介绍炼油厂常用双相钢的性能、制造与使用要求(采用含采用含铬铬22-25%22-25%,双相钢相比,双相钢相比35/65to 55/45.35/65to 55/45.)2 2,冶金,冶金避免焊接出现问题避免焊接出现问题使用温度范围使用温度范围3 3,失效机理,失效机理氯化物点蚀与开裂

25、氯化物点蚀与开裂应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂氢致开裂与硫化物应力开裂氢致开裂与硫化物应力开裂二硫化氨腐蚀二硫化氨腐蚀环烷酸腐蚀环烷酸腐蚀475脆化脆化4 4,制造要求,制造要求5 5,案例,案例选材选材API TECHNICAL REPORT 938-C-052011-06242011-0625基于风险检验技术基于风险检验技术API RP581-2008 正式版本用于石化静设备风险评估RBI风险评估风险评估API 581 2008版最新变化版最新变化1 1标准名称变化标准名称变化 标准名称中删除了标准名称中删除了“Base Resource Document”,增加,增加“Technology”一

26、词,并由原来的公共出版物升级为推荐性一词,并由原来的公共出版物升级为推荐性标准。标准。2008版:版:Risk-Based Inspection TechnologyAPI RECOMMENDED PRACTICE 581 SECOND EDITION, SEPTEMBER 2008 (API推荐标准推荐标准581 第二版,第二版,2008年年9月月)2000版:版:Risk-Based Inspection Base Resource DocumentAPI PUBLICATION 581 FIRST EDITION, MAY 2000 API 出版物出版物 581 第一版,第一版,2000

27、年年5月月2011-06262 2标准结构方面变化标准结构方面变化 20082008版:版:由以下由以下3 3部分组成:部分组成:第一部分第一部分使用使用RBIRBI技术制定检维护计划技术制定检维护计划第二部分第二部分RBIRBI评估中失效可能性的确定评估中失效可能性的确定第三部分第三部分RBIRBI评估中失效后果的分析评估中失效后果的分析在第二部分包含两个附件在第二部分包含两个附件附录附录A A:管理系统评估手册:管理系统评估手册(2000(2000版中的附件版中的附件D)D)附录附录B B:腐蚀速率的确定:腐蚀速率的确定(2000(2000版中的附件版中的附件G G到到N N加上补充加上补

28、充) )第三部分包含一个附件第三部分包含一个附件附录附录A A:后果分析原则:后果分析原则3 3风险评估层次水平风险评估层次水平 20002000版:分三个层次版:分三个层次第一层次:基于打分系统的第一层次:基于打分系统的定性评估定性评估第二层次:基于损伤因子第二层次:基于损伤因子- -失效可能性评估的失效可能性评估的半定量评估半定量评估第三层次:基于损伤因子及调节子因子第三层次:基于损伤因子及调节子因子( (整体、机械、工艺整体、机械、工艺) )的的定量评估定量评估20082008版:分两个层次版:分两个层次层次层次A A:相当于:相当于20002000版的第三层次版的第三层次( (定量分析

29、定量分析) )评估。评估。层次层次B B:失效可能性计算同层次:失效可能性计算同层次A A,失效后果计算比层次,失效后果计算比层次A A适应性更广。适应性更广。( (即即20082008版版中中取取消消了了定定性性分分析析与与半半定定量量分分析析,同同时时在在失失效效后后果果的的计计算算中中增增加加了了一一种种适适用用性性更更广广的的计计算算方方法法,RB.eyeRB.eye软软件件计计算算方方法法采采用用的的是是20002000版版的的第第三三层层次次,目目前前通通用用RBIRBI软件采用的计算方法是软件采用的计算方法是20002000版的第三层次和版的第三层次和20082008版的层次版的

30、层次A)A)层次层次A A中的后果计算采用的是中的后果计算采用的是DNVDNV的后果计算模型,应用软件:的后果计算模型,应用软件:PHASTPHAST软件软件层层次次B B中中的的后后果果计计算算采采用用的的是是NISTNIST的的后后果果计计算算模模型型(E2G(E2G专专利利) ),应应用用软软件件:SUPERTRAPPSUPERTRAPP软件软件4 4风险矩阵图等级划分风险矩阵图等级划分 20082008版版风险矩阵图风险矩阵图20002000版版风风险险等等级级的的划划分分依依据据两个版本有较大的变化。两个版本有较大的变化。20082008版版失失效效可可能能性性等等级级划划分分直直接

31、接采采用用的的是是损损伤伤修修正正因因子子,而而不不是是失失效效概概率。率。另另外外后后果果等等级级划划分分的的数值范围也不一样。数值范围也不一样。5 5失效可能性计算失效可能性计算20082008版:版:PoFPoF= =GffGffDFDF ( (t)t)FMFMGffGff指设备平均失效概率指设备平均失效概率( (不同于不同于20002000版的同类设备失效概率版的同类设备失效概率) )DFDF损伤因子是一个随时间变化而调整的因子损伤因子是一个随时间变化而调整的因子( (不同于不同于20002000版设备修版设备修正因子,而相当于设备修正因子中的损伤子因子正因子,而相当于设备修正因子中的

32、损伤子因子) )FMFM指的是管理系统评估系数指的是管理系统评估系数( (和和20002000版相同版相同) )5.15.1GffGff的变化的变化 2011-06315.25.2修正因子的变化修正因子的变化 20002000版:版:用设备修正因子对同类设备失效概率进行调整,设备修正因子是用设备修正因子对同类设备失效概率进行调整,设备修正因子是损伤子因子与其他因子损伤子因子与其他因子( (通用子因子,机械子因子,工艺子因子通用子因子,机械子因子,工艺子因子) )之和;之和;20082008版:版:用损伤因子对设备平均失效概率进行调整,损伤因子相当于用损伤因子对设备平均失效概率进行调整,损伤因子

33、相当于20002000版的损伤子因子,即摒弃了版的损伤子因子,即摒弃了20002000版的通用子因子,机械子因子,版的通用子因子,机械子因子,工艺子因子。工艺子因子。2011-06325.35.3失效模式失效模式( (损伤机理损伤机理) )20002000版原有的损伤机理的识别与评估在版原有的损伤机理的识别与评估在20082008版中基本上得到版中基本上得到保留保留( (基于的腐蚀数据库也都是相同的基于的腐蚀数据库也都是相同的) ),只不过在,只不过在20082008版中增加版中增加了酸性酸水腐蚀、冷凝水腐蚀、了酸性酸水腐蚀、冷凝水腐蚀、COCO2 2腐蚀、土壤腐蚀的损伤机理腐蚀、土壤腐蚀的损

34、伤机理识别与评估模块。识别与评估模块。2011-06336.16.120082008版层次版层次A A的后果计算的后果计算 6 6失效后果计算失效后果计算 20082008版版层层次次A A的的后后果果计计算算与与20002000版版定定量量评评估估的的后后果果计计算算方方法法、流流程程以以及及依赖的数据库基本上相同依赖的数据库基本上相同20082008版中增加了版中增加了1010种典型流体:种典型流体:Aluminium Chloride (AlCl3) (powder) Aluminium Chloride (AlCl3) (powder) 三氯化铝三氯化铝Carbon Monoxide

35、(CO) Carbon Monoxide (CO) 一氧化碳一氧化碳Hydrogen Chloride (Hydrogen Chloride (HClHCl) ) 氯化氢氯化氢Nitric Acid Nitric Acid 硝酸硝酸Nitrogen Dioxide (NO2) Nitrogen Dioxide (NO2) 二氧化氮二氧化氮Phosgene Phosgene 光气光气Toluene Toluene DisocyanateDisocyanate (TD) (TD) 甲苯二异氰酸盐甲苯二异氰酸盐Ethylene Glycol Ethylene Glycol MonoethylMono

36、ethyl Ether (EE) Ether (EE) 乙二醇单乙醚乙二醇单乙醚 Ethylene Oxide (EO) Ethylene Oxide (EO) 环氧乙烷环氧乙烷Propylene Oxide (PO) Propylene Oxide (PO) 环氧丙烷环氧丙烷20082008版相对于版相对于20002000版增加了版增加了3 3个修正:个修正:当当瞬瞬时时泄泄放放的的泄泄放放量量大大于于4540kg4540kg时时,20082008版版引引入入了了一一个个能能量量效效率率因子因子对对于于燃燃烧烧后后果果计计算算,当当泄泄放放情情况况介介于于瞬瞬时时和和连连续续泄泄放放之之间间

37、的的情情况况( (例例如如,3 3分分钟钟内内泄泄放放量量达达到到4540kg4540kg或或者者泄泄放放速速率率为为55.6lbs/s)55.6lbs/s),将将对对根根据据不不同同泄泄放放类类型型的的计计算算后后果果进进行行混混合合( (加加权权) )以以确确定定最最终终的的燃烧后果影响面积燃烧后果影响面积对对于于燃燃烧烧后后果果计计算算,还还给给出出了了基基于于自自燃燃点点温温度度的的计计算算后后果果混混合合( (加加权权) )方法方法2011-06356.26.220082008版层次版层次B B的后果计算的后果计算 在以下情况下采用新的层次在以下情况下采用新的层次B B的后果分析方法

38、的后果分析方法待分析的物流不能使用层次待分析的物流不能使用层次A A物流库中的现有物流进行替代物流库中的现有物流进行替代存存储储的的物物流流接接近近临临界界状状态态,对对于于气气相相泄泄放放采采用用理理想想气气体体假假设设模模拟很不准确拟很不准确必须在评估过程中考虑两相泄放的影响必须在评估过程中考虑两相泄放的影响 API581 2008API581 2008版中新增加了将安全阀、换热管束以及常压储罐分版中新增加了将安全阀、换热管束以及常压储罐分别作为一类设备的评估方法。别作为一类设备的评估方法。7 7新的设备风险评估模型新的设备风险评估模型 7.17.1 安全阀的风险评估安全阀的风险评估 安安

39、全全阀阀的的风风险险是是校校验验周周期期的的函函数数,通通过过计计算算安安全全阀阀的的风风险险来来确确定定校校验验周周期期,下下图图是是校校验验周周期期为为5 5年年和和3 3年年是是安安全全阀阀的的风风险险走走势势图。图。该该评评估估方方法法不不同同于于普普通通的的对对静静设设备备的的风风险险评评估估,而而主主要要是是一一种可靠性的计算分析方法。种可靠性的计算分析方法。7.27.2 换热管束的风险评估换热管束的风险评估通过风险计算确定管束更换时间通过风险计算确定管束更换时间7.37.3 常压储罐的风险评估常压储罐的风险评估常压储罐后果主要计算环境清理成本常压储罐后果主要计算环境清理成本常压储

40、罐泄漏后果示意图常压储罐泄漏后果示意图2011-06388,腐蚀数据库,腐蚀数据库1.1.减薄腐蚀减薄腐蚀 HCL HCL 硫化物硫化物/ /环烷酸环烷酸 H2/H2S H2SO4 HFH2/H2S H2SO4 HF 酸洗水(酸性)酸洗水(酸性) 酸洗水(碱性)酸洗水(碱性) 胺腐蚀胺腐蚀 CO2CO2 高温氧化高温氧化 冷却水冷却水 土壤腐蚀土壤腐蚀 常压储罐底部腐蚀常压储罐底部腐蚀2 2, SCCSCC 碱开裂碱开裂 胺开裂胺开裂 硫化物应力开裂硫化物应力开裂 HIC/SOHIC-H2SHIC/SOHIC-H2S 碳酸盐开裂碳酸盐开裂 连多硫酸开裂连多硫酸开裂 氯化物开裂氯化物开裂 HSC

41、-HSC-HFHIC/SOHIC-HFHFHIC/SOHIC-HF3 3, 外部腐蚀外部腐蚀 铁素体铁素体/ /奥氏体奥氏体4, 保温层下腐蚀保温层下腐蚀 铁素体铁素体/ /奥氏体奥氏体5 5, HTHAHTHA损坏因子损坏因子6 6, 脆性破坏损坏因子脆性破坏损坏因子7 7, 回火脆化损坏因子回火脆化损坏因子8 8, 475475脆化损坏因子脆化损坏因子9 9, 相脆化损坏因子相脆化损坏因子1010, 管线机械疲劳损坏因子管线机械疲劳损坏因子2011-06392011-0640聚丙烯装置2011-0641柴油加氢装置2011-0642基于风险的检验基于风险的检验1.API. RP580是对A

42、PI 510压力容器检测规范、API 570管道检测规范和API653储罐检测、维修、更换和改造的补充。2, 如果业主/用户选择使用RBI评估方法,这种方法必须包括失效的可能性和相关的失效后果;可能性的损伤包括:减薄、裂纹、材料劣化和机械损坏;后果评估包括:爆炸、着火、有毒物质泄漏、环境影响等;3, 对所有评估设备的风险排序 ;4, 对于每一个设备单元给出详细的检测计划 ;5, 对风险实施减缓计划并对检验和减缓后的风险再评估;风险评估风险评估API RP580-2009 RBI执行的标准(石化)执行的标准(石化)2011-0643API750API510API570API653评估损坏的危险性

43、和残余寿命新文件供研究参考文件API RP 581RISK BASEDINSPECTION TECHNOLOGY可使用文件MPCPITNESS FORSERVICERBI与FFS文件FFSRP579RBI580目前APIAPI文件之间的关系文件之间的关系2011-0644APIAPI风险有关文件与国内标准对比风险有关文件与国内标准对比API RP580API RP580基于风险的检测(基于风险的检测( SY/T6653-2006SY/T6653-2006,GBGB )API API 581581基基于于风风险险的的检检验验-基基础础文文件件(GBGB承承压压设设备备系系统统基于风险的检验实施导

44、则基于风险的检验实施导则 在编)在编)API API 750750石石油油炼炼制制厂厂典典型型风风险险管管理理计计划划导导则则(SY/T6230-SY/T6230-19971997 )API 510API 510压力容器检测规范压力容器检测规范(SY/T6507-2000SY/T6507-2000 )API API 570570管管道道检检验验规规范范在在用用管管道道系系统统检检验验、修修理理、改改造造和和再定级再定级 (SY/T6553-2003SY/T6553-2003 )API API 653653 油油罐罐检检验验、修修理理、改改建建和和翻翻建建( SY/T6620-SY/T6620-

45、20052005)PI PI FFS FFS RP RP 579-07579-07推推荐荐用用于于合合乎乎使使用用的的实实施施方方法法研研究究和和参参考考文文件件(GB/T19624-2004GB/T19624-2004”在在用用含含缺缺陷陷压压力力容容器器安安全全评评定定“)2011-0645含硫油和含酸油选材对比含硫油和含酸油选材对比1,选腐蚀率为0.25mm/a,对比不同的资料,选择材料耐硫或硫环烷酸介质腐蚀的最高使用温度;a) a) API581API581: S1wt%S1wt%,高硫油,高硫油 碳钢碳钢260260 5Cr 5Cr 316316 9Cr 9Cr 399399 TAN

46、0.5 TAN0.5,含酸油,含酸油 碳钢(碳钢(246-260246-260) 5Cr 5Cr (316316399399) 9Cr 9Cr (371-399371-399)b) McConomyb) McConomy:硫腐蚀选材曲线硫腐蚀选材曲线 硫硫wtwt碳碳钢 5Cr 5Cr 0.60.62902903543541 12712713273272 2321321413413小结小结2011-0646c) c) 壳牌公司壳牌公司 5Cr310 5Cr310 (大连石化蒸馏装置沙轻(大连石化蒸馏装置沙轻S=1.8W%S=1.8W%)d) d) 日本石油学会日本石油学会( (混炼混炼 S S

47、1.0W%) 5Cr3101.0W%) 5Cr310(常压)(常压) 5Cr3405Cr340(减压)(减压)e) NACEe) NACE出版物出版物 5Cr2885Cr288 二次加工装置进料环烷酸大于二次加工装置进料环烷酸大于 1.5-1.8 mgKOH/g1.5-1.8 mgKOH/g选用选用316316材料材料f) f) 我国选材导则我国选材导则(S1.0W%) S1.0W%) 5Cr2405Cr240 (TAN0.5)(TAN0.5)18-8(220-28818-8(220-288) 3162883162882011-0647分析对比:分析对比: 选材曲线比较McConomy最保守,

48、有文章说工程设计取其一半数据符合实际, API581它是在McConomy曲线基础上修正并考虑硫与环烷酸联合腐蚀,比较实用,作为腐蚀评估是可行的,但还是保守,特别是对环烷酸。 其他工程公司的经验值得考虑; 我国的选材导则与国外工程公司比较缺乏寿命考虑(没有材料腐蚀裕量)缺乏实际经验,属于保守行列。意见:意见:API581API581可以作为选材的依据,同时要考虑油腐蚀的可以作为选材的依据,同时要考虑油腐蚀的特殊性特殊性2011-0648影响炼油工业中静设备的损伤机理影响炼油工业中静设备的损伤机理API 571-2003 RBI配套文件配套文件-腐蚀机理解释腐蚀机理解释风险评估风险评估序号腐蚀类

49、型序号腐蚀类型1硫腐蚀 10高温氢腐蚀 2湿硫化氢腐蚀 11氧化 3蠕变/应力破断 12热疲劳 4高温H2/H2S腐蚀 13酸性水腐蚀(酸性) 5连多硫酸腐蚀 14耐热衬里退化 6环烷酸腐蚀 15石墨化 7二硫化氨腐蚀 16回火脆化 8氯化氨腐蚀 17脱碳 9盐酸腐蚀 18苛性碱开裂 2011-0649序号腐蚀类型序号腐蚀类型19苛性碱腐蚀 30短时过热应力开裂 20侵蚀/冲蚀 31脆性断裂 21碳酸盐应力腐蚀开裂 32相/X相脆化 22胺开裂 33475脆化 23氯应力腐蚀开裂 34石墨化 24渗碳 35再热裂纹 25氢脆 36硫酸腐蚀 2637HF腐蚀 27热冲击 38烟气露点腐蚀 28汽

50、蚀 39异金属焊缝裂纹 29石墨腐蚀40氢致裂纹(HF) 2011-0650序号腐蚀类型序号腐蚀类型41脱金属(脱锌/脱镍 53电化学腐蚀 42CO2腐蚀 54机械疲劳43腐蚀疲劳 55氮化 44烟灰腐蚀 56振动疲劳 45胺腐蚀 57钛氢化46保温层下腐蚀58土壤腐蚀 47大气腐蚀 59金属粉化 48氨应力腐蚀开裂60应力老化49冷却水腐蚀 61蒸汽阻滞50锅炉水/冷凝水腐蚀 62磷酸腐蚀 51微生物腐蚀 63苯酚(石碳酸)腐蚀52液态金属脆化2011-0651适应性评价适应性评价1 1,确保人员、公众和环境的安全的前提下,对长期服役的,确保人员、公众和环境的安全的前提下,对长期服役的带缺陷

51、或损伤的服役构件结构和设施能继续运行提供计带缺陷或损伤的服役构件结构和设施能继续运行提供计算方法;算方法;2 2,适应性的工程评价步骤适应性的工程评价步骤FFS 评价方法的可应用性及其限制条件评价方法的可应用性及其限制条件数据要求数据要求评价方法与可接受准则:评价方法与可接受准则:1-3级评价(保守级评价(保守-详细详细-最详细)最详细)剩余寿命评价剩余寿命评价补救措施补救措施在役监控在役监控风险评估风险评估API RP 579-2007 Fitness For Service2011-06523,评价范围,评价范围设备脆性断裂的评价设备脆性断裂的评价均匀金属损失的评价均匀金属损失的评价局部金

52、属损失的评价局部金属损失的评价点蚀的评价点蚀的评价气泡和起层的评价气泡和起层的评价焊接未对正和壳体变形评价焊接未对正和壳体变形评价裂纹型缺陷的评价裂纹型缺陷的评价蠕变区域内工作元件的评价蠕变区域内工作元件的评价火灾危害性评价火灾危害性评价4,附录,附录2011-0653裂纹和损害评价方法一览表裂纹和损害评价方法一览表2011-06542011-0655我国类似标准:我国类似标准: GB/T19624-2004GB/T19624-2004 ”在用含缺陷压力容器安全评定在用含缺陷压力容器安全评定“1,适用范围:适用范围:含缺陷的压力容器与压力管道根据“合乎使用”和“最环弱”原则确定是否继续使用。2

53、,失效模式类型:失效模式类型:断裂失效、塑性失效、疲劳失效。3,评定方法分类:评定方法分类:平面缺陷的简化评定平面缺陷的简化评定平面缺陷的常规评定平面缺陷的常规评定凹坑缺陷的评定凹坑缺陷的评定气孔与夹渣缺陷的评定气孔与夹渣缺陷的评定2011-0656压力容器检验规范压力容器检验规范:维护检验、维护检验、定级、修理和改造定级、修理和改造1,允许在线检验,允许在线检验2,根据剩余寿命确定检验周期,根据剩余寿命确定检验周期 两次内部检验或在线检验之间的间隔不应超过按腐蚀速率估计容两次内部检验或在线检验之间的间隔不应超过按腐蚀速率估计容器剩余寿命的一半或器剩余寿命的一半或10年,取其中较低年限。在剩余

54、安全运行寿命估年,取其中较低年限。在剩余安全运行寿命估计低于计低于4年的情况下,检验间隔可以是全部剩余安全运行寿命,但最年的情况下,检验间隔可以是全部剩余安全运行寿命,但最长间隔是长间隔是2年。年。3 3, 压力试验压力试验 当授权压力容器检验员确认需要压力试验时,或经过某些修理当授权压力容器检验员确认需要压力试验时,或经过某些修理或改造,检验员认为压力试验必要时或改造,检验员认为压力试验必要时4 4, 泄压装置泄压装置 一般工艺装置一般工艺装置的压力泄放装置的试验或检验间隔不应超过的压力泄放装置的试验或检验间隔不应超过5年,年,干净的装置干净的装置最长间隔可以增加到最长间隔可以增加到1010

55、年年设备维护设备维护API 510-06 SY/T6507-2000(参照API 510-97第八版)2011-0657压力容器检查(塔、罐、压力容器检查(塔、罐、反应器、换热器和冷凝器)反应器、换热器和冷凝器)1,对象:检验人员,对象:检验人员2,通过检验找出失效原因,通过检验找出失效原因腐蚀与冲蚀、金属成分与组织变化、机械压力、制造错误腐蚀与冲蚀、金属成分与组织变化、机械压力、制造错误3,决定检验周期,决定检验周期4,检验方法与条件、工具,检验方法与条件、工具 各种设备的内外部检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧各种设备的内外部检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧5,修理方

56、法,修理方法6,记录与报告,记录与报告设备维护设备维护API RP 572-09 SY/T6552-2003(参照API RP 572-91)2011-0658管道系统组件检验推荐做法管道系统组件检验推荐做法1,对象:检验员,设备管理人员,对象:检验员,设备管理人员2,通过检验找出失效原因,通过检验找出失效原因确定定点测厚部位、腐蚀与冲蚀、环境开裂、特殊部位、保温层下腐确定定点测厚部位、腐蚀与冲蚀、环境开裂、特殊部位、保温层下腐蚀、土壤腐蚀、疲劳、蠕变、冷冻;蚀、土壤腐蚀、疲劳、蠕变、冷冻;3,决定检验周期,决定检验周期4,检验安全措施,检验安全措施5,检验方法与条件、工具,检验方法与条件、工

57、具 各种部件的检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧各种部件的检验步骤、根据失效机理找出检验部位、检验技巧6,确定报废厚度,确定报废厚度7,记录,记录设备维护设备维护API RP 574-09 SY/T 6635-20052011-0659管道检验规范管道检验规范: :在用管道系统在用管道系统检验、修理、改造和再定级检验、修理、改造和再定级 1,对象:有资格的检验部门、修理部门、工程师与检验员,对象:有资格的检验部门、修理部门、工程师与检验员2,不同失效机理的检验方法,不同失效机理的检验方法3,确定检验周期,确定检验周期4,检验和监测的种类,检验和监测的种类 :内外部宏观检验、测厚、管道

58、振动、附加内外部宏观检验、测厚、管道振动、附加检验检验5,测厚点选择与方法,测厚点选择与方法6,压力试验,压力试验7,阀门与法兰检验,阀门与法兰检验8,检验数据的评定、分析和记录检验数据的评定、分析和记录9 9,管道系统的修理、改造和再定级管道系统的修理、改造和再定级10,埋地管道的检验埋地管道的检验 设备维护设备维护API 570-2009 SY/T6553-2003(参照API 570-98第二版)2011-0660测厚选点方法(参考API570-SY/T6553-2003SY/T6553-2003)n增加选点的部位增加选点的部位a) 发生泄漏事故后对安全和环境造成很大危害的管道;b) 预

59、计或经验证明腐蚀速率很高的管道;c) 局部腐蚀严重的管道;d) 结构上比较复杂的管道,如带有支管、盲管、连接件和 其他类似的附件;e) 绝热层下严重腐蚀的管道。 2011-0661n减少选点的部位减少选点的部位a) 发生泄漏事故后对安全和环境危害不大的管道;b) 相对无腐蚀的管道;c) 长、直的管道。n可不选点的部位可不选点的部位a) 在泄漏时,不危险或对环境影响极小的管道;b) 经资料或类似工况证实为不腐蚀及腐蚀程度不影响管道安全运行。 n特殊工况和局部腐蚀特殊工况和局部腐蚀a) 注入点的下游管道和产品分离器的上游管道,如加氢反应器的流出物管道;b) 蒸汽冷凝的露点腐蚀,如塔顶冷凝器 ;20

60、11-0662c) 工艺介质携带有不可预测的酸液或碱液进入非合金管道或携带的碱液进入未经焊后热处理的钢制管道。d) 加氢流体中铵盐冷凝的位置;e) 输送酸性介质管道系统中混合物流动和湍流的区域。f) 输送高温且具有腐蚀性的原油(230或是更高温度,含硫量0.5%以上)的异种碳钢连接的管道。注意未经硅镇静的钢制管道比硅镇静的钢制管道的腐蚀速率高,特别在高温高硫的环境下。g) 流体淤泥、结晶或结焦等沉积层下腐蚀。h) 在催化重整再生系统中输送氯化物的管道。n冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用冲蚀是固态或液态的碰撞导致的金属减薄。产生带有方向性的凹槽、圆孔、波纹和凹陷。通常发生在涡流域

61、,冲蚀和腐蚀共同作用腐蚀最强烈; 2011-0663n冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用注意部位:冲蚀和腐蚀、冲蚀共同作用注意部位: a) 控制阀的下游,特别是当发生汽化时;b) 孔板的下游;c) 泵出口的下游;d) 流向改变的位置,如弯头的内侧和外侧;e) 管道结构件(如焊缝、温度计插孔和法兰)的下游产生涡流的部位,特别是在对流速非常敏感的系统中,如铵氢硫化物和硫酸系统。对于容易产生局部冲蚀/腐蚀的部位,应当采用适当的无损检测方法进行大面积测量,如超声波扫描、射线照相或涡流检测。2011-0664n盲管盲管 盲管与相邻管道的腐蚀速率区别较大。检验员应测量所选择盲管的厚度,包括滞流末端和它与相邻管道的连

62、接处。对于高温管道系统,在盲管内部由于对流而产生的局部高温区域易形成腐蚀。n注入点注入点易加剧腐蚀或产生局部腐蚀。推荐的注入点管段上游高度最小为300mm或是管道直径的3倍,选择较大者。推荐的注入点管段下游位置为第二个流动主向改变的部位,或距第一次流动方向改变部位7.6m,选择其中较小者。在有些情况下,将注入点管段延伸到下一个压力容器处可能更合适。 2011-0665测厚点2011-0666在产生局部腐蚀的注入点管段上选取测厚点时,应遵从以下原则:a) 在注入点管段上选取适当附件作为测厚点;b) 选取受注入流体冲击的位置作为测厚点;c) 在注入点长直管道上选取中间部位作为测厚点;d) 在注入点

63、管段上选取上游和下游的两端位置作为测厚点。检验注入点较好的方法为射线及超声波检验 在有些情况下,应拆下双端法兰管对其内表面作外观检查,同时也要求作厚度测量,确定它的剩余厚度。在检验周期内,应自注入管口上游300mm到下游10倍管径区域进行更全面的检 验,并记录所有注入点管段测厚值 2011-0667油罐检验、修理、改建与翻建油罐检验、修理、改建与翻建1 1,对象:有资格的检验部门与检验员,也可用于工程技术,对象:有资格的检验部门与检验员,也可用于工程技术人员的培训人员的培训2 2,油罐评定(顶、底、壁、基础),油罐评定(顶、底、壁、基础)3 3,检验方法,检验方法4 4,材料,材料5 5,翻建

64、油罐的设计考虑,翻建油罐的设计考虑6 6,油罐修理与改建,油罐修理与改建7 7,拆除与翻建,拆除与翻建8 8,焊接,焊接9 9,检验与试验,检验与试验1010,标记与记录管理,标记与记录管理设备维护设备维护API STANDARD 653-09SY/T6620-2005(参照API 653-2001)2011-0668避免在胺装置中环境开裂避免在胺装置中环境开裂1 1,解决胺处理装置存在的腐蚀问题,对设计、建设、操作、,解决胺处理装置存在的腐蚀问题,对设计、建设、操作、维修有指导意义;维修有指导意义;2 2,背景:环境开裂与减薄腐蚀,背景:环境开裂与减薄腐蚀3 3,材料要求和设备建造要求指导,

65、材料要求和设备建造要求指导硫化氢腐蚀环境与硫化氢腐蚀环境与CO2CO2腐蚀环境的选材腐蚀环境的选材流速要求流速要求不同胺液设备的材料与硬度要求不同胺液设备的材料与硬度要求设计要求设计要求4 4,现有设备的检验方法与维修要求,现有设备的检验方法与维修要求5 5,附录,附录A A开裂机理开裂机理6 6,附录,附录B B腐蚀控制腐蚀控制设备维护设备维护API RP 945-032011-0669API RP945API RP945n 腐蚀控制的工艺和设备设计导则腐蚀控制的工艺和设备设计导则a)换热器和管线的富液流速小于1.8m/s;b)贫富液换热器的富液应在管程;c)避免贫/富液换热器酸性气体闪蒸,

66、减压阀安装在最后换热器的下游;d)防冲板或假管,减少冲蚀;e)再生器和连接的重沸器低差压;f)采用低压蒸汽(0.35Mpa以下)加热,减少胺分解,极限温度149;g)采用正方型排管(或去掉中间管)减少重沸器管束中的气垫;h) 蒸汽阀安装在重沸器前,防止冷凝液溢入管中;采用大号减压阀降低由于高流速造成的冲蚀。高差压的减压阀内件要用硬面合金。高浓度二氧化碳溶液系统的减压阀用不锈钢;2011-0670i)转油线要设计长径弯头并且要适当加大工艺配管以限制冲蚀,避免过度流速引起的紊流; j)MEA装置要配胺回收器;k)设计再生塔重沸器和回收器的管束在任何时候保证侵没在工艺液中;l)储罐和储存容器要用惰性

67、气体保护,以防止胺液受氧的降解作用; m)如果用过滤器,其能力至少5的胺循环量和不大于0.1溶液重量;n)MEA和DIWA溶液的装置所有碳钢设备和管道要消除应力处理;DEA装置碳钢金属温度大于60和MDEA装置碳钢金属温度大于82要消除应力处理;o)选择材料:一般采用304L, 硫化氢50 mg/L (50 S 50 mg/L (50 ppmwppmw) ) ,或,或水中含水中含H H2 2S S,且,且PHPH20ppmHCN20ppm,且,且PH7.6,PH7.6,或或气相气相H H2 2S S分压分压0.0003Mpa(0.0003Mpa(绝压)绝压)2 2, 不同材料的制造热处理与硬度

68、控制不同材料的制造热处理与硬度控制铁基材料:碳钢与低合金钢、铸铁和球墨铸铁、铁素体不锈钢、奥铁基材料:碳钢与低合金钢、铸铁和球墨铸铁、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、特殊氏体不锈钢、马氏体不锈钢、特殊/ /高合金奥氏体不锈钢、双相不高合金奥氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢锈钢、沉淀硬化不锈钢非铁基材料:镍基合金、钴非铁基材料:镍基合金、钴- -镍镍- -铬铬- -钼合金、钴钼合金、钴- -镍镍- -铬铬- -钨合金钨合金 、钛合金钛合金3 3,制造要求,制造要求硫腐蚀硫腐蚀NACE标准MR0103-052011-0692材料材料硬度硬度碳钢碳钢HB2001Cr-0.5Mo1Cr

69、-0.5Mo、HB2251.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5MoHB2252.25Cr-1Mo2.25Cr-1MoHB2355Cr-1Mo5Cr-1MoHB2359Cr-1Mo9Cr-1MoHB248碳钢螺栓碳钢螺栓HB200合金钢螺栓合金钢螺栓HB225材料材料硬度硬度铁素体不锈钢铁素体不锈钢HRC22马氏体不锈钢马氏体不锈钢HRC22奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢HRC22双相不锈钢双相不锈钢HRC28阀芯材料应优先选用12Cr或18Cr-8Ni系列不锈钢,当采用碳素钢阀芯时阀芯材料的硬度值应不大于HB200。5 5,不同材料母材,不同材料母材/ /焊缝和热影响区的最大硬度值焊缝和热影响

70、区的最大硬度值4,其他,其他螺纹连接螺纹连接电镀、涂层和渗透工艺电镀、涂层和渗透工艺特殊部件(仪表、弹簧、轴承、密封件等)特殊部件(仪表、弹簧、轴承、密封件等)阀阀压缩机与泵压缩机与泵 2011-0693油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料1 1,适用油田酸性环境(,适用油田酸性环境(H2S+CO2+HCL+H2OH2S+CO2+HCL+H2O)选材一般导则)选材一般导则2, 2, 环境分类环境分类硫腐蚀硫腐蚀 NACE标准MR0175-05 原原位位PHPH值值H2SH2S分压分压 papa 硫化氢分压硫化氢分压0.0003MPa0.0003MPa0.0003

71、MPa的环境为的环境为SSC1SSC1区、区、SSC2SSC2区、区、SSC3SSC3区区。 酸性环境的严重程度:酸性环境的严重程度: SSC3SSC3区区 SSC2 SSC2区区 SSC1 SSC1区区00区区; ;3,铁基与非铁基材料要求,铁基与非铁基材料要求4,制造要求,制造要求5,油田各种设备与部件要求,油田各种设备与部件要求2011-0694湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力湿硫化氢炼油厂使用环境下使用的新压力容器用材料和制造规程容器用材料和制造规程1 1,碳素钢或低合金钢制设备和管道应符合下列要求:碳素钢或低合金钢制设备和管道应符合下列要求:所使用的材料应是镇静钢;所使用的材料应

72、是镇静钢;材料的使用状态应是热扎(仅限于碳素钢)、退火、正火、正火材料的使用状态应是热扎(仅限于碳素钢)、退火、正火、正火+ +回回火或调质状态;火或调质状态;材料的碳当量材料的碳当量CECE应不大于应不大于0.430.43 CE = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 CE = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15;冷成形加工的碳素钢或低合金钢制设备或管道元件,当冷变形量大于冷成形加工的碳素钢或低合金钢制设备或管道元件,当冷变形量大于5 5时成形后应进行消除应力热处理,且其硬度应不大于时成形后应进行消除应力热处理,且其硬度应不大于HB200HB2

73、00。2 2,严重腐蚀环境下工作的碳素钢或低合金钢制设备和钢板卷,严重腐蚀环境下工作的碳素钢或低合金钢制设备和钢板卷制管道除满足以上要求外,还应符合下列要求制管道除满足以上要求外,还应符合下列要求:当材料的抗拉强度大于当材料的抗拉强度大于480MPa480MPa时其化学成分时其化学成分 S0.002%S0.002%、P0.008%P0.008%、Mn1.30%Mn1.30%,且应进行抗,且应进行抗HICHIC性能试验或恒负荷拉伸试验性能试验或恒负荷拉伸试验硫腐蚀硫腐蚀NACE 出版物 8X194 (2006)2011-06953,抗氢致开裂的检测抗氢致开裂的检测4,焊接工艺评定试验,焊接工艺评

74、定试验 5,无损检测无损检测(NDE)(NDE)6 6,产品硬度测试产品硬度测试2011-0696湿硫化氢环境分类湿硫化氢环境分类(NACE 8X194)n一类:可不做热处理一类:可不做热处理, ,不选用抗不选用抗HICHIC钢钢工艺温度范围:常温150没有或低的氢通量活动而导致水溶液的腐蚀;水相有50ppmw的总硫化物并PH是中性(6.5-7.5);未知或可测量的HCN或其他氰化物(一般在水相20ppmw);工艺过程有硫化物注入或有效的缓蚀剂减轻腐蚀,或;API581定义的低苛刻度环境;没有SSC问题,和;没有明显的SOHIC、HIC或氢鼓包;2011-0697n 二类:要进行热处理,可选抗

75、二类:要进行热处理,可选抗HICHIC钢钢工艺温度范围:常温150,以下至少满足一个条件;中等氢通量活动而导致水溶液的腐蚀,水相有50ppmw的总硫化物,或;水中硫化氢分压大于0.0003 MPa (0.05 psia),和水相有2000ppmw的总硫化物和PH4,或;水相有7.6,和HCN2wt% NH4HS,或;水相有4-6wt% NH4HS,或;API581定义的中等苛刻度环境检验历史:设备有少量SSC、SOHIC、HIC或氢鼓包或类似设备在相似环境使用有同样问题。2011-0698n 三类:要进行热处理,选用抗三类:要进行热处理,选用抗HICHIC钢钢工艺温度范围:常温150,和高的氢

76、通量活动而导致水溶液的腐蚀,和水相有50ppmw的总硫化物,或以下至少其中的一个;气相硫化氢分压大于0.0003 MPa (0.05 psia),和水相有2000ppmw的总硫化物和PH2000ppmw的总硫化物和PH7.6,和HCN20ppmw,或;水相有2wt% NH4HS,或;水相有6wt% NH4HS,或;API581定义的高的苛刻度环境;检验历史:设备有明显的SSC、SOHIC、HIC或氢鼓包,类似设备在相似环境使用有同样问题。2011-0699NACE中国防腐培训教材中国防腐培训教材培训教材培训教材章题目章题目1腐蚀与其他失效8催化重整装置2原油蒸馏和脱盐9延迟焦化装置3FCC装置

77、10 胺吸收装置4裂化轻烃回收装置11硫磺回收装置5氢氟酸烷基化装置15 炼厂用的结构材料6硫磺烷基化装置16 炼厂腐蚀管理7氢加工装置17 炼厂失效分析2011-06100未来检验规范标准体系构想与美国API规范体系的对比检验周期比较检验周期比较中国:中国:年度检查年度检查每年一次全面检验全面检验根据安全等级确定(1、2级容器6年,3级容器36年一次)耐压试验耐压试验每2个检验周期进行一次中国的检验规范对检验周期的规定基本是刚性的,对于压力容器,除个别情况外,若要延长检验周期,必须经过严格的程序。并且我国规范没有提出可用在线检验代替内部检验。2011-06101美国:美国:外部检验外部检验每

78、5年至少进行一次内部检验和在线检验(这种在线检验是指可以替代内部检验的在线评估)检验周期不应超过按照腐蚀速率评估的剩余寿命的一半或者10年。如果评估认为其安全运行时间少于4年,则检验周期为其安全运行的剩余寿命,最长不得超过2年。耐压试验耐压试验不是必须进行,但检验结果认为有必要时和经过修理改造后的压力容器,应进行耐压试验。API规范对于检验周期的规定是比较柔性的,当满足一定条件时,可以采用在线检验替代内部检验,然后也可根据风险评估的结果延长规范所要求的最低检验期限。2011-06102在线检验在线检验中国:不允许API:允许用在线检验替代内部检验,但应满足如下条件:受结构尺寸的限制或缺少入口,

79、不可能进行内部检验均匀腐蚀速率小于每年0.125mm、剩余寿命大于10年,并满足下列条件: 介质对容器的腐蚀特性起码累计了5年或有同类介质可比较的运行经验 外部检验未发现问题 运行温度不超过材料蠕变温度范围的下限 不会有环境开裂和氢损伤 容器不是带极或极板堆焊2011-06103APIAPI规范考虑的损伤方式规范考虑的损伤方式腐蚀:腐蚀:点蚀、线腐蚀、全面腐蚀、局部腐蚀、阳极腐蚀疲劳损伤疲劳损伤蠕变损伤蠕变损伤超温损伤超温损伤氢损伤氢损伤氢脆:氢脆:氢致裂纹(HIC)、应力导向氢致裂纹(HOSIC)等应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹当存在以上损伤方式的可能时,应增加必要的检查方法,其检查结果可根据AP

80、I RP 579进行合于使用的评价2011-06104API RP579API RP579可进行的评价类型:可进行的评价类型:脆断评价脆断评价均匀减薄评价均匀减薄评价局部减薄评价局部减薄评价点蚀评价点蚀评价气泡和起层评价气泡和起层评价焊接未对正和壳体变形评价焊接未对正和壳体变形评价裂纹型缺陷评价裂纹型缺陷评价蠕变区域内工作元件评价蠕变区域内工作元件评价火灾危害性评价火灾危害性评价2011-06105检验结果评价检验结果评价中国中国根据检验结果给出容器的安全状况等级,并根据安全状况等级确定检验周期美国美国对检验的结果进行综合的评价,在保证容器能够在给定工况条件下安全使用的前提下,根据容器的剩余寿

81、命,确定容器的检验周期2011-06106未来检验规范标准体系构想未来检验规范标准体系构想 未来检验规范标未来检验规范标准体系构想准体系构想当前存在问题当前存在问题我国尚未建立适合中国国情的RBI技术规范标准法规刚性的检验周期与长周期运行要求的矛盾尚未允许采用在线检测在部分设备代替全面检验合于使用评价标准更多针对制造缺陷,法规对合于使用评价应用有严格限制法规只给出了一般性设备的检验要求,尚没有进入以失效模式为依据的检验阶段2011-06107未来检验规范标准体系构想未来检验规范标准体系构想总体架构总体架构模块一 适用于量大面广的一般性压力容器、压力管道 基本沿用现行的压力容器、压力管道定期检验

82、规范体系模块二模块二 适用于用户管理规范的大型成套装置和特殊压力容器 以风险评估和损伤模式判别为前提 根据评估结果确定检验计划 允许采用在线检测 允许进行合于使用评价 以设备的剩余寿命为检验核心,根据剩余寿命确定设备检验周期2011-06108未来检验规范标准体系构想未来检验规范标准体系构想 建立以风险评估和损伤模式辨识为前提,根据评估结果确定检验计划,允许采用在线检测和合于使用评价,以设备的剩余寿命为检验结果,根据剩余寿命确定设备检验周期的在用设备定期检验法规标准体系。这一体系应当包含一般性检验规则和典型成套装置、典型设备的检验指导规则,包括风险评估、合于使用评价、在线检验检测的技术规范和标

83、准。2011-061092011-06110模块二特点模块二特点 从一般性规则到特殊性指导文件 检验对象从单台设备到整套装置,建立系统的检验策略 从与工艺流程基本无关到与工艺相关 合于使用评价从以制造缺陷为主到以使用缺陷为主 检测技术标准从针对停机检测到针对在线检测2011-061112011-06112未来检验规范标准体系构想当前工作未来检验规范标准体系构想当前工作法规层面:新版容规接受RBI检验企业需具备的条件(管理、预案、运行维护、资料、工艺、集散连锁)RBI检验实施程序:2011-06113检验周期检验周期安全状况等级安全状况等级常规检验常规检验RBIRBI检验检验风险等级和剩余寿命风险等级和剩余寿命剩余寿命剩余寿命/2/2,不超过,不超过9 9年年3-63-6年检验周期年检验周期调整调整2011-06114谢 谢2011.062011-06115

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