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探讨如何解决硫磺尾气分液罐人孔泄漏问题
摘要：硫磺尾气分液罐罐体发生泄漏，通过分析主要是温度变化时发生腐蚀。加强对设备的抗腐蚀性防护，制定科学的防护管理制度，才能降低设备的腐蚀速度，延长设备的使用寿命.
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石油化工产业生产了大量的化工产品，对于发展国民经济和改善人民生活做出了巨大的贡献。长时间的运转对化工设备的防护和检查提出了更高的要求，保证安全、正常生产，必须提前对设备的腐蚀原因及维修措施进行分析。哈尔滨石化硫磺装置尾气分液罐V-3802，操作介质为制硫尾气，型号为Φ1400/Φ1600×4375，筒体材质为Q245R，壁厚为14mm，设计压力0.106MPa，设计温度为190℃，容积为3.9m3。2020年2月21日，在巡检的过程中发现硫磺尾气分液罐V-3802人孔处出现砂眼泄漏见图1。
图1尾气分液罐人孔漏
1、尾气分液罐泄漏原因分析
尾气分液罐的操作温度145℃，操作压力25～30Kpa，尾气中约含30%(V）的水，水的气相分压为50Kpa(a），操作状态下的尾气中水的露点温度为80～90℃，在操作温度下均为气态。根据现场实际检测保温情况，发现尾气分液罐人孔盖与空气直接接触，冬季低温时存在产生冷凝液相水的情况。尾气分液罐尾气成分见表1。
表1尾气分液罐尾气组成
1.1硫腐蚀
在尾气分液罐正常运行操作过程中，硫磺尾气中含有的硫化氢与铁反应生成硫化亚铁，硫也会与铁反应生成硫化亚铁。H2S+Fe→FeS+H2和Fe+SFeS。生成的FeS在有H2O、SO2等的环境中会生成亚硫酸和连四硫酸。这些生成物会对设备造成强烈的腐蚀。
1.2低温露点腐蚀
在尾气分液罐内低温露点腐蚀腐蚀是指H2S-CO2-H2O型（均匀腐蚀、氢鼓包、氢脆、硫化物应力腐蚀开裂）的电化学腐蚀，主要发生在温度低于露点的部位。这台尾气分液罐就是在常温状态下工作，罐体没有设置伴热管线，罐体人孔处也没有设置保温设施，造成人孔处内介质和罐体温度较低，为腐蚀的发生提供了必要的条件。工艺操作管理不好，没有定期对管线和罐内进行清扫，没有定期对罐内的积液进行排除也是造成罐泄漏的原因之一。
1.3二氧化碳腐蚀
由于介质中含有二氧化碳，而处在游离状态或化合状态的二氧化碳都可能发生腐蚀，尤其在水环境中。二氧化碳和铁在有水的情况下发生反应生成交为疏松的FeCO3和Fe(HCO3）。在工艺介质的不断冲刷下逐渐脱落，露出的新部位继续腐蚀，形成恶性循环，直至把设备腐蚀泄漏。
1.4应力腐蚀
由于人孔在安装过程中采用了焊接的安装方式，如果焊接装配等顺序混乱和焊后未进行热处理的情况，都会导致焊道存在应力。所以焊接热影响区域和焊道处易产生应力导向氢致开裂。
2、尾气分液罐维修措施
2.1尾气分液罐的维修方法
根据生产的需求，决定对人孔进行焊罩子堵漏的方式进行初步堵漏见图2，在初步完成漏点处理后，在罩子外制作安装大罩子形成夹套，并安装DN20蒸汽出入管线，向夹套内通入蒸汽见图3，避免低温露点腐蚀。
2.2焊接工艺
(1)焊接方法
20号钢属于优质低碳碳素钢。该钢的强度低，韧性、塑性和焊接性较好。故采用手工电弧焊打底盖面。
图2尾气分液罐人孔初步处理漏点照片
图3尾气分液罐人孔夹套
(2)焊接材料
20号钢属于优质低碳碳素钢，为满足接头具有相同的性能，应遵循“等成分”原则选择焊接材料，同时为增强接头抗热裂纹和腐蚀能力，使接头中出现少量铁素体，选择手弧焊焊条422×3.2的焊条进行焊接。其成分可见表2和表3
表220CrMo钢的化学成分（质量分数）（w%)
表3焊条化学成分（%）
(3)焊接技术要求
焊接时焊缝要求平滑，不得有气孔夹渣等焊接缺陷，发现缺陷应及时修补，收弧时要成缓坡形。根据20钢的焊接特点，为防止形成马氏体及晶间腐蚀，应严格控制层间温度和焊后冷却速度，采用分段对称焊接。这种对称分散的焊接顺序，即可增大接头的冷却速度，又可减小焊接应力。
3、对策及建议
(1)根据以上论述，发生泄漏的根本原因是腐蚀的影响。设备主要受制造安装质量和使用条件的影响，在管件安装时要严格质量控制。
(2)对硫磺装置尾气分液罐以及其它过程气设备人孔盖进行检查，如果没有保温，增设保温，提高保温效果，避免低温露点腐蚀。
(3)每天及时将分液罐内的凝结液脱除，减少罐内硫化氢溶液的凝结时间，减少硫化氢腐蚀和硫腐蚀。
(4)健全现场尾气监控条件及功能，加强介质的各种指标的监控，以及时准确地把握流程中各参数的变化情况。
(5)加强对尾气分液罐的腐蚀监测，对尾气分液罐及附件尽可能多的选取测厚点，增加测厚的频率并建立测厚台账，发现有减薄严重的及时处理，力争使事后维修变为预知性维修。
4、结术语
通过对尾气分液罐泄漏的原因分析和维修过程中发现，尾气分液罐腐蚀发生概率较高，腐蚀后果严重，泄漏后维护困难。所以在今后的操作中要严格工艺操作，加强介质指标和分液罐罐体各项指标的监控。
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期刊名称：硫酸工业
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主管单位：中国石化集团南京化学工业有限公司
主办单位：南化集团公司研究院,全国硫酸工业信息站
出版地方：江苏
专业分类：化工
国际刊号：1002-1507
国内刊号：32-1126/TQ
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2020-10-22
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