鹽湖工業(yè)過程裝備風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)規(guī)范2025-11-01實施2025-11-01實施青海省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 1 25通用要求 26風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)實施程序 37工藝風(fēng)險識別 38承壓設(shè)備風(fēng)險評估 39在線監(jiān)檢測策略制定 410檢維修策略制定 6附錄A(資料性)鹽湖工業(yè)典型裝置腐蝕回路圖(示例) 7附錄B(資料性)鹽湖工業(yè)常見的損傷模式 8附錄C(資料性)鹽湖工業(yè)多相流流態(tài)異常案例 附錄D(資料性)鹽湖工業(yè)常見設(shè)備推薦的檢驗策略(僅供參考) 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國特種設(shè)備檢測研究院提出。本文件由青海省市場監(jiān)督管理局歸口。本文件起草單位：中國特種設(shè)備檢測研究院、華北科技學(xué)院、青海鹽湖鎂業(yè)有限公司、青海鹽湖元品化工有限責(zé)任公司、北京科技大學(xué)、北京化工大學(xué)、西安交通大學(xué)、江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院江蘇分院、寧波市特種設(shè)備檢驗研究院、中國石油天然氣股份有限公司青海油田分公司、武漢左晟檢測技術(shù)有限公司。本文件主要起草人：路篤輝、叢廣佩、王目凱、楊碩、丁彥龍、李翔、王琪、趙夢曦、王中軍、包忠斌、李建彪、趙亞潔、顏維龍、魏正祥、楊海霞、吳宏輝、高東、徐業(yè)銀、韓利哲、張煙生、柴軍輝、勵凱宏、趙毅。本文件由青海省市場監(jiān)督管理局監(jiān)督實施。1本文件規(guī)定了鹽湖工業(yè)過程裝備風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)的術(shù)語和定義、通用要求、風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)實施程序、下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T26610.1承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則第1部分：基本要求和實施程序GB/T26610.2承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則第2部分：基于風(fēng)險的檢驗策略GB/T26610.4承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則第4部分：失效可能性定量分析方法GB/T26610.5承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則第5部分：失效后果定量分析方法GB/T30579承壓設(shè)備損傷模式識別GB/T35320危險與可操作性分析(HAZOP分析)應(yīng)用指南GB/T42595承壓設(shè)備修TSG21固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程以實現(xiàn)系統(tǒng)安全為目的，應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理和方法，對系統(tǒng)中存在的危險和有害因素進行辨一種用于展示某一裝置或工藝單元中具有相同材料類型、相似操作條件和相同損傷模式的工藝原2DCS:集散控制系統(tǒng)(DistributedCoHAZOP:危險與可操作性分析(HazardandOperabilityStudy)IOW:完整性管理窗口(IntegrityOperatingWindow)RBI:基于風(fēng)險的檢驗(RiskBasedInspection)RCM:以可靠性為中心的維修(ReliabilityCenteredMaintenance)b)工藝操作發(fā)生變更時(如進料總量、組分、操作條件或連續(xù)操作時長有變化);d)工藝風(fēng)險評估報告(如HAZOP)中存在與承壓設(shè)備有關(guān)的高后果風(fēng)險或同類失效案例；e)承壓設(shè)備發(fā)生重大變更(如更換、重大維修改造)。3承壓設(shè)備風(fēng)險等級一般應(yīng)劃分為低、中、中高和高4個等級，風(fēng)險矩陣示例參見圖1。失效可能性4321圖1風(fēng)險矩陣6風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)實施程序風(fēng)險監(jiān)控過程包括工藝風(fēng)險識別(如采用HAZOP分析、LOPA分析和DOW指數(shù)半定量風(fēng)險校準(zhǔn)等方法)、承壓設(shè)備風(fēng)險評估(如采用RBI、RCM分析方法)、在線監(jiān)檢測策略制定和維修策略制定4部分，詳細(xì)的實施步驟如下：a)采用工藝風(fēng)險識別方法確定高后果風(fēng)險工藝段；b)采用風(fēng)險評估方法對高后果風(fēng)險工藝段內(nèi)的承壓設(shè)備進行詳細(xì)風(fēng)險分析，識別其潛在損傷模式和風(fēng)險等級；c)對于風(fēng)險處于不可接受狀態(tài)的承壓設(shè)備，應(yīng)詳細(xì)分析確定其主導(dǎo)損傷模式；d)若主導(dǎo)損傷模式與時間有關(guān)且在線監(jiān)檢測技術(shù)可執(zhí)行，則制定在線監(jiān)檢測策略，并建立IOW參數(shù)預(yù)警機制；e)若主導(dǎo)損傷模式與時間有關(guān)且在線監(jiān)檢測技術(shù)執(zhí)行難度較高，或主導(dǎo)損傷模式與時間無關(guān)，則制定周期性停車檢驗檢測策略和維修策略。7工藝風(fēng)險識別工藝風(fēng)險識別過程應(yīng)滿足GB/T35320和GB/T32857的要求。8承壓設(shè)備風(fēng)險評估8.1基本要求承壓設(shè)備風(fēng)險評估應(yīng)滿足GB/T26610.1、GB/T26610.4和GB/T26610.5的基本要求。8.2主導(dǎo)損傷模式及其損傷趨勢分析主導(dǎo)損傷模式及其損傷趨勢分析步驟，包括：4a)依據(jù)GB/T30579的要求判定承壓設(shè)備潛在的損傷模式，且一般應(yīng)在工藝流程圖上繪制腐蝕回路圖，附錄A給出了腐蝕回路圖的示例，附錄B給出了鹽湖工業(yè)常見的損傷模式；b)選取腐蝕速率或開裂敏感性最高的損傷模式作為承壓設(shè)備的主導(dǎo)損傷模式，腐蝕速率和開裂敏感性的趨勢計算分析應(yīng)按照GB/T26610.4執(zhí)行；c)結(jié)合以往檢驗檢測、腐蝕監(jiān)測、失效記錄、維修記錄等資料數(shù)據(jù)，對主導(dǎo)損傷模式的損傷趨勢進行修正，獲取準(zhǔn)確的損傷趨勢。9在線監(jiān)檢測策略制定9.1在線監(jiān)檢測方案制定9.1.1基本要求采用風(fēng)險評估方法分析出的風(fēng)險等級為中高風(fēng)險(且失效可能性≥4)及以上的承壓設(shè)備評價單元，或鹽湖工業(yè)企業(yè)認(rèn)為有必要開展在線監(jiān)檢測的承壓設(shè)備，應(yīng)根據(jù)其主導(dǎo)損傷模式與時間的相關(guān)性及在線監(jiān)檢測技術(shù)的可執(zhí)行性制定在線監(jiān)檢測方案，在線監(jiān)檢測手段一般包括但不限于以下內(nèi)容：a)侵入式，一般包括腐蝕掛片耗損測量(非實時)、電阻/電感腐蝕探針監(jiān)測、PH值監(jiān)測、氫通量監(jiān)測等。b)非侵入式，一般包括超聲原理壁厚監(jiān)檢測、聲發(fā)射監(jiān)檢測、低頻/高頻導(dǎo)波監(jiān)檢測、光纖/貼片應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、水質(zhì)取樣分析檢測、射線等其它無損檢測手段。9.1.2在線監(jiān)檢測部位的選擇承壓設(shè)備在線監(jiān)檢測部位，包括但不限于以下內(nèi)容：a)對于均勻減薄缺陷類型，宜采用超聲原理壁厚監(jiān)測、電阻/電感腐蝕探針監(jiān)測等方式，其點位選擇包括：——塔器、容器：塔封頭、筒體、汽液相交界處、塔盤、受液槽、易腐蝕部位的接管等；——換熱設(shè)備：·易發(fā)生沖蝕、汽蝕的管程熱流入口的管端，·介質(zhì)流向改變部位，如介質(zhì)入口處、折流板處的殼體等，·接管部位的殼體、管箱；——壓力管道：·受介質(zhì)的湍流、氣蝕、沖蝕、磨損作用嚴(yán)重的部位，如彎頭、肘管、T型管、孔板和節(jié)流閥的下游管段、各種催化劑管線等，·介質(zhì)容易對管線產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的部位，如酸性氣冷凝的部位、氣液交界部位、焊縫熱b)對于非均勻減薄缺陷類型，宜采用具備區(qū)域掃描功能的導(dǎo)波監(jiān)測方式，其點位選擇應(yīng)為可能發(fā)生腐蝕異?；騃OW參數(shù)變化最劇烈的管道。最為嚴(yán)重的腐蝕異常主要為流體流態(tài)腐蝕異常，判定方法參見本文件附錄C,該異常發(fā)生的腐蝕速率按照式(1)計算。5c)對于裂紋缺陷類型，宜采用聲發(fā)射監(jiān)測、光纖/貼片應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測等方式，滿足對裂紋擴展9.2異常損傷參數(shù)預(yù)警9.2.1主導(dǎo)損傷模式10W參數(shù)確定a)按照GB/T30579和GB/T26610.4確定承壓設(shè)備主導(dǎo)損傷b)按式(1)計算主導(dǎo)損傷模式影響因素均值，按式(2)計算主導(dǎo)損傷模式影響因素偏差； …c)按式(3)計算第i個影響因素的損傷影響度；d)將損傷影響度RIi最大的影響因素和損傷異常特征工藝參數(shù)作為該主導(dǎo)損傷模式的關(guān)鍵影響因9.2.2主導(dǎo)損傷模式10W參數(shù)預(yù)警及其響應(yīng)方式和響應(yīng)措施。其中，腐蝕減薄引起的損傷速率增加程度的判定宜按表2執(zhí)行，每增加一個腐蝕等級，則視為損傷速率增加，鹽湖工業(yè)企業(yè)也可按照表2對腐蝕等級為嚴(yán)重腐蝕及以上的承IOW等級響應(yīng)方式臨界預(yù)警方式：報警；滿足條件：(1)高風(fēng)險單元出現(xiàn)損傷速率增加或發(fā)現(xiàn)新的損傷模式；(2)中高風(fēng)險單元出現(xiàn)損傷速率增加且一個檢驗周期內(nèi)(一般為3年)該單元將進入高風(fēng)險狀態(tài)；(3)中高風(fēng)險單元可能出現(xiàn)新的損傷機理；響應(yīng)措施：(1)記錄超限時間并監(jiān)測超限持續(xù)時間；(2)通知專項技術(shù)專家超限已發(fā)生；6表1過程裝備I0W參數(shù)預(yù)警及其響應(yīng)方式確定(續(xù))I0W等級響應(yīng)方式臨界(3)操作人員立即采取預(yù)設(shè)操作行為將超限參數(shù)控制回正常區(qū)間。臨界預(yù)警方式：報警；中風(fēng)險單元出現(xiàn)損傷速率增加，且一個檢驗周期內(nèi)(一般為3年)該單元將進入中高風(fēng)險狀態(tài)；響應(yīng)措施：(2)記錄超限時間并監(jiān)測超限持續(xù)時間；(3)通知專項技術(shù)專家超限已發(fā)生；(4)操作人員采取預(yù)設(shè)操作行為將超限參數(shù)控制回正常區(qū)預(yù)警方式：警示/告知；中風(fēng)險單元出現(xiàn)損傷速率增加，但一個檢驗周期內(nèi)(一般為3年)該單元不會進入中高風(fēng)險狀態(tài)；響應(yīng)措施：(1)記錄超限時間并監(jiān)測超限持續(xù)時間；(2)通知專項技術(shù)專家超限已發(fā)生；(3)操作人員采取預(yù)設(shè)操作行為將超限參數(shù)控制回正常區(qū)中度腐蝕對于判別出的承壓設(shè)備的主導(dǎo)損傷模式與時間無關(guān)，或主導(dǎo)損傷模式與時間有關(guān)但在線監(jiān)檢測技對于已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷且無有效的在線監(jiān)檢測技術(shù)研判缺陷發(fā)展趨勢的承壓設(shè)備，應(yīng)立即制定維7(資料性)鹽湖工業(yè)典型裝置腐蝕回路圖(示例)鹽湖工業(yè)典型裝置腐蝕回路圖繪制示例，見圖A.1。圖A.1鹽湖工業(yè)圖甲醇裝置腐蝕回路圖圖A.1甲醇裝置腐蝕回路圖8(資料性)鹽湖工業(yè)常見的損傷模式B.1高溫硫化物腐蝕B.1.1損傷機理在氫注入點上游的進料系統(tǒng)中，以及在已經(jīng)分離出氫后的部分分餾段里，當(dāng)溫度高于200℃時發(fā)生這樣的腐蝕，此時氫的分壓小于4kg/cm2。高溫硫化物腐蝕速率與材料、溫度和硫化物的濃度有關(guān)，另外流速也是一個重要因素，流速增大加快了硫化物保護層的流失，導(dǎo)致腐蝕速率增大。B.1.2損傷形態(tài)高溫硫化物腐蝕形態(tài)表現(xiàn)為均勻減薄，個別情況下有局部減薄或高速沖蝕破壞。腐蝕產(chǎn)物形成一層薄膜覆蓋在金屬表面。B.1.3控制措施根據(jù)這種特殊的腐蝕機理，合金的耐蝕性能與其鉻含量成正比，含鉻量中等的合金比碳鋼有更好的防腐效果。當(dāng)溫度高于260℃時，常用的較高等級的合金是5Cr、9Cr、12Cr或300系列不銹鋼。鎳基合金因其鉻含量與不銹鋼相近而具有相似抵抗力，低合金鋼也有采用表面滲鋁增加抗力但效果有限。B.2高溫硫化氫/氫氣腐蝕B.2.1損傷機理高溫下(200℃以上)硫化氫對鋼材的腐蝕性很強，氫氣的存在會增加高溫硫化物腐蝕的嚴(yán)重性。主要影響因素是溫度、氫氣含量、硫化氫濃度、以及合金成分。隨著溫度、氫含量以及硫化氫濃度的增加，腐蝕速率加快。B.2.2損傷形態(tài)高溫硫化氫/氫氣腐蝕形態(tài)為均勻減薄，并伴有硫化鐵腐蝕產(chǎn)物的形成。B.2.3控制措施含鉻5%或9%的合金耐H2-H2S腐蝕效果有限，含鉻12%的合金耐H2-H2S腐蝕效果較好，但因可能發(fā)生475°高溫致脆應(yīng)用不多，奧氏體不銹鋼(18%Cr)或含鉻的鎳基合金效果最好。B.3濕硫化氫開裂B.3.1損傷機理鋼在濕硫化氫環(huán)境中腐蝕時，氫能夠滲透進入鋼材，氫來自腐蝕反應(yīng)，而不是物流中的氫氣。游離氰化物能夠剝?nèi)タ赡苄纬傻腇eS保護膜，增加氫滲透的嚴(yán)重性。濕硫化氫開裂包括氫鼓包、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。氫鼓包、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂發(fā)生在室溫至150℃,硫化物應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生在82℃以下。硫化物應(yīng)力開裂主要發(fā)生在高強度的鐵素體或馬氏體鋼上，與硬度和殘余應(yīng)力水平有關(guān)，與雜質(zhì)硫含量無關(guān)，而氫鼓包、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂與硬度幾乎沒關(guān)系；另外，氫鼓包、氫致開裂9與應(yīng)力也沒關(guān)系，只與鋼中夾雜物(含硫高)及夾層缺陷密切相關(guān)，因為這些缺陷為滲氫的積累提供場所，所以PWHT并不能消除氫鼓包和氫致開裂。B.3.2損傷形態(tài)濕硫化氫腐蝕破壞腐蝕形態(tài)為鼓包和開裂。其中氫鼓包、氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂均發(fā)生在母材，應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂發(fā)生區(qū)域靠近焊縫，而硫化物應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生在具有較高硬度的焊縫和熱影響區(qū)表面的局部區(qū)域。B.3.3控制措施濕硫化氫開裂控制措施一般包括：a)焊后熱處理(PWHT)可以降低殘余應(yīng)力水平和硬度，從而降低硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂敏感性；b)限制焊縫熔敷和熱影響區(qū)的硬度降低硫化物應(yīng)力腐蝕開裂敏感性，碳鋼不超過220HB的焊接硬度限制，對低合金鋼，推薦的最大允許焊接接頭硬度是225HB;c)使用304L或316L不銹鋼襯里是避免濕硫化氫開裂最可靠的方法；d)調(diào)整水的PH值，通常做法是注水稀釋；e)采用抗氫鋼，減少鋼材含硫雜質(zhì)以降低鼓包和氫致開裂、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂敏感性；f)采用專用緩蝕劑。B.4連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂B.4.1損傷機理只有奧氏體不銹鋼和少數(shù)有關(guān)的奧氏體合金如合金800,才發(fā)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。當(dāng)這些合金因為焊接、焊后熱處理被敏化，或者因為暴露在371℃至454℃的高溫下時，這些合金就能夠發(fā)生開裂。連多硫酸是硫化鐵膜與氧及水分發(fā)生反應(yīng)而生成的，因此停工期間設(shè)備暴露在空氣和水分中時，就會造成敏化態(tài)的奧氏體不銹鋼發(fā)生這樣的應(yīng)力腐蝕開裂。B.4.2損傷形態(tài)連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂通常發(fā)生在焊縫區(qū)域，少數(shù)在母材高應(yīng)力區(qū)。具有高度的局域性，裂紋形態(tài)為沿晶開裂，不會造成壁厚減薄。B.4.3控制措施對于不同敏化區(qū)間的不銹鋼材料規(guī)定不同的溫度限值。停車階段或停車后立即用堿性的蘇打溶液中和硫酸，或者用干燥氮氣吹掃以隔離空氣，可以消除連多硫酸的生成。B.5堿性酸性水(硫氫化銨)腐蝕B.5.1損傷機理硫氫化銨(NH?HS)是氨和硫化氫氣體的反應(yīng)產(chǎn)物，當(dāng)冷卻到66℃以下時，硫氫化銨結(jié)晶容易堵塞換熱器管束，造成垢下腐蝕，酸性水腐蝕的影響因素為NH?HS的濃度、流速、PH值、溫度等。另外，氰根存在會加速腐蝕，因為氰根會破壞硫化物保護膜。B.5.2損傷形態(tài)酸性水腐蝕通常表現(xiàn)為均勻腐蝕，濃度在2%wt以上時，在沖刷和湍流部位會造成嚴(yán)重的局部減薄。若洗滌水量不足以溶解硫氫化銨而出現(xiàn)沉淀時，在低流速區(qū)域會發(fā)生嚴(yán)重的局部垢下腐蝕，換熱器則會出現(xiàn)換熱管堵塞。B.5.3控制措施普遍的做法是在餾出物空冷器之前注入水，建議通過注水控制硫氫銨濃度限制在2%至10%的范圍內(nèi)，以溶解硫氫化銨防止沉積。因沖洗水中的氧和鐵會加速腐蝕，所以沖洗水最好脫氧。另外，嚴(yán)格控制局部流速，對碳鋼而言，控制流速6m/s,流速超過6m/s時則采用合金825或雙相不銹鋼。設(shè)計上，入口和出口管的管端都可以采用不銹鋼管箍，并帶有錐形管端，管束要便于清洗，同時避免使用U形管。B.6高溫氫腐蝕B.6.1損傷機理當(dāng)溫度高于232℃、氫的分壓大于7kg/cm2時，氫能夠造成碳鋼和低合金鋼發(fā)生氫腐蝕，從而造成鋼材脫碳，削弱金屬強度。此外，在間隙中能夠生成甲烷，造成裂紋、鼓泡，從而使材料失效。對某一特定鋼材而言，高溫氫腐蝕敏感性依賴于溫度、氫分壓、時間和應(yīng)力，且服役時間具有累積效應(yīng)。在裝置正常操作條件下，300系列不銹鋼，以及5Cr、9Cr、12Cr合金對高溫氫腐蝕并不敏感。B.6.2損傷形態(tài)高溫氫腐蝕表現(xiàn)為鋼材表面和內(nèi)部脫碳，沿晶開裂。B.6.3控制措施通過設(shè)計選材來控制，在納爾遜曲線圖指定材料曲線下方的面積是該種材料可以接受的操作條件，當(dāng)碳鋼不適用時，應(yīng)提高材料等級，常用1.25Cr-0.5Mo和2.25Cr-1Mo合金。使用納爾遜曲線選擇材料時采用28℃的安全系數(shù)，但選擇反應(yīng)器材料時，一般采用14℃安全系數(shù)。鉻合金和鉬合金能夠減少高溫氫腐蝕的潛在損害，因為它們生成彌散狀碳化物的能力很強，從而增加碳化物的穩(wěn)定性，減少甲烷的形成，其他碳化物穩(wěn)定元素還有鎢和釩。盡管認(rèn)為適當(dāng)?shù)膴W氏體堆焊層有助于降低堆焊層下基材接觸的氫分壓，但氫仍會擴散通過表層材料而侵蝕到基底材料。因此，不管有什么表層材料，應(yīng)當(dāng)選擇能夠滿足納爾遜曲線要求的基底材料。B.7鉻鉬鋼的回火脆B.7.1損傷機理鉻-鉬鋼，特別是2.25Cr-1Mo鋼，長時間在360℃至566℃的溫度下加熱時，就會發(fā)生回火致脆，使延脆轉(zhuǎn)變溫度明顯升高。熱壁反應(yīng)器的操作溫度通常恰好處于該鋼種產(chǎn)生回火脆性的溫度范圍內(nèi)，所以長期操作會發(fā)生回火脆性斷裂?；鼗鸫嘈悦舾行栽诤艽蟪潭壬鲜怯捎诤辖鹬绣i和硅的存在，以及雜質(zhì)元素磷、錫、銻、砷。盡管操作溫度下材料韌性降低并不明顯，但在開停車階段設(shè)備有可能發(fā)生脆性斷裂。B.7.2損傷形態(tài)珞鉬鋼的回火脆是冶金改變，并不容易發(fā)現(xiàn)，但可以通過沖擊實驗驗證。B.7.3控制措施回火脆對于含有一定量脆性敏感雜質(zhì)元素并處于脆斷溫度范圍內(nèi)的材料來說是不可避免的。降低回火脆可能性和程度的最好辦法是限制母材和焊材中錳、硅以及雜質(zhì)元素磷、錫、銻、砷含量，限制J=(Si+Mn)×(P+Sn)×104(元素重量比);X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100(元素PPM);在裝置進料中會存在氯化物，造成氯化銨沉積，對不銹鋼設(shè)備產(chǎn)生開裂或點蝕。開裂敏感性取決于氯離子的濃度，溫度和pH值。金屬溫度在60℃以上，2<PH值<10時，更易發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕開裂，控制氯含量，選用碳鋼、低合金鋼以及400系列鐵素體不銹鋼或雙相不銹鋼、含鉬的穩(wěn)態(tài)鎳基合金氫脆是個常要關(guān)注的問題，因為溶解氫的濃度很高，裝置在高溫和氫分壓下操作時，氫會在容器壁內(nèi)聚集，假如設(shè)備壁有足夠厚度，并且停工時迅速冷卻，溶解的氫就沒有機會從金屬里釋放出來，材料的機械特性能就會受到影響，這種機械特性的退化叫做氫脆。只有當(dāng)氫留在鋼里時才會有發(fā)生氫脆的條件，假如允許氫釋放出來，那么鋼會重新恢復(fù)其原有的特性。即使金屬里可能有氫，只有在低需要指出的是，氫脆只影響材料的靜強度而不是沖擊性能。相比薄壁容器，厚壁容器更敏感，因控制設(shè)備降溫速率，在材料冷卻到低于149℃的溫度之前，能夠使大量氫從金屬里擴散出來，一般認(rèn)為冷卻速率28℃/hr至56℃/hr可以提供足夠的時間進行排氣。另外，降低鋼材強度，應(yīng)用焊后熱處B.10.2損傷形態(tài)局部變形和鼓包，變形程度可達(dá)3%～10%。開裂部位呈張口的魚咀形，并有減薄。B.10.3控制措施控制爐膛超溫，防止?fàn)t管發(fā)生堵塞造成熱點和過熱，反應(yīng)器床熱電偶監(jiān)控溫度。B.11蠕變及應(yīng)力破裂B.11.1損傷機理高溫下，金屬材料在低于屈服強度的低載荷下，發(fā)生緩慢而持續(xù)的變形，最終破裂。蠕變變形與時間相關(guān)。溫度每升高12℃或應(yīng)力水平增加15%,蠕變剩余壽命減少一半。蠕變有溫度門檻值，溫度在門檻值以下，即使在高應(yīng)力狀態(tài)下，蠕變不會發(fā)生。B.11.2損傷形態(tài)蠕變出現(xiàn)在晶界，后期形成裂紋。溫度在門檻值以上，可見明顯變形、鼓包，最后開裂。B.11.3控制措施選擇高蠕變抗力合金；避免爐管出現(xiàn)堵塞、局部過熱。B.12大氣腐蝕和層下腐蝕B.12.1損傷機理大氣腐蝕是發(fā)生在潮濕的環(huán)境條件下，潮濕的工業(yè)氣體污染環(huán)境下(如鹽湖氣氛環(huán)境)程度更嚴(yán)重，層下腐蝕發(fā)生在保溫層下積水時。關(guān)鍵因素包括環(huán)境條件、潮濕度、溫度、鹽或硫化物的存在，以及保溫層的類型等，特別是氯化物、硫化氫、二氧化硫以及煙塵等空氣污染物加速大氣腐蝕。B.12.2損傷形態(tài)大氣腐蝕表現(xiàn)為均勻或局部腐蝕，依賴于是否有水局部積聚，漆層脫落部位為均勻腐蝕。大氣腐蝕外觀表現(xiàn)為形成紅色氧化鐵產(chǎn)物。層下腐蝕對于碳鋼和低合金鋼表現(xiàn)為松散的、薄片狀的氧化皮，具有高度的局部腐蝕特征。對于300系列不銹鋼，層下腐蝕表現(xiàn)為凹坑或氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。B.12.3控制措施選擇合適的保溫材料，并保持漆層和保溫層完好。B.13含固流體沖刷B.13.1損傷機理含固流體沖刷以固體顆粒對于金屬表面的磨蝕為主，其沖蝕速率主要與流體流速、固體含量、沖刷角度和管件類型等因素有關(guān)，其中，對于金屬材料，沖刷速率與流速的2.6次方成正比，影響最大。而當(dāng)同時存在多種潛在腐蝕機理時，若固體顆粒質(zhì)量百分含量≥4%時，沖蝕機理將湮滅其它機理，成為主導(dǎo)機理。沖蝕機理的計算公式見式B.1～B.3。Up——固體顆?；蛞旱蔚臎_擊速度，等于流體的流速，單位m/s;α——流體對管道或管件沖擊角度，單位°(對于直管，α=0.95817°,對于焊縫和變徑，B.13.2損傷形態(tài)通常表現(xiàn)為均勻腐蝕，在流體方向轉(zhuǎn)變部位，沖刷和湍流部位會造成嚴(yán)重的局部減薄。若低流速控制流速或通過過濾方式減少固體顆粒的質(zhì)量流量，在彎頭等流體流向變化部位增加防磨襯里，(資料性)鹽湖工業(yè)多相流流態(tài)異常案例C.1損傷異常的機理及其損傷特征當(dāng)隨著氣相負(fù)荷增加，流體進入段塞流、環(huán)狀流時，腐蝕機理將發(fā)生質(zhì)變，腐蝕速率明顯增加，其腐蝕加速的原理為：氣液混合過程中出現(xiàn)較大的壓力變化，導(dǎo)致氣體的空化作用，氣體沖擊金屬表面的保護層，破壞保護層，同時空化作用產(chǎn)生的高溫高壓帶動周圍的液膜形成巨大的剪切力，導(dǎo)致已被破壞的保護膜被徹底剝落，暴露出金屬表面，從而加速腐蝕，其中段塞流最為嚴(yán)重，而環(huán)狀流次之，整體腐蝕形貌見圖C.1。圖C.1沖擊流(段塞流、環(huán)狀流)對管道腐蝕影響及其腐蝕形貌管道腐蝕的主要規(guī)律體現(xiàn)為：a)頂部聚集較多氣體，因此腐蝕較輕微；b)管道兩側(cè)受到混合區(qū)渦流的影響，會形成沖刷腐蝕；c)管道底部受到空化作用的影響，腐蝕最為嚴(yán)重。根據(jù)流態(tài)圖，判斷隨著摻煉比的增加塔頂流體兩相流是否進入段塞流或環(huán)狀流，見圖C.2和11圖C.2水平管道流態(tài)判別圖1圖C.3垂直管道流態(tài)判別圖當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過冷凝和氣液分離之后，管道內(nèi)液體含量增加，氣體含量降低，呈現(xiàn)分層流特征，腐蝕機理也發(fā)生轉(zhuǎn)變，發(fā)生沖刷/腐蝕機理，其腐蝕加速的原理為：分層流對于腐蝕的加速主要體現(xiàn)為液態(tài)部分通過湍流加速腐蝕電化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)過程，從而加速保護膜和金屬基體的腐蝕速率。分層流管道腐蝕的主要規(guī)律體現(xiàn)為：a)頂部液滴結(jié)露造成的點蝕或坑蝕，見圖C.4;b)管道兩側(cè)，氣液交接區(qū)(液位波動區(qū))由于腐蝕性介質(zhì)在干濕交替環(huán)境下濃縮導(dǎo)致嚴(yán)重的