авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Локальная коррозия оборудования из нержавеющих сталей при эксплуатации установок переработки нефти

-- [ Страница 3 ] --

*)Определение Ерс вызывало определенные затруднения из-за значительных колебаний потенциала при гальваностатической поляризации.

В чисто сульфатном растворе (оп.2) сталь находится в устойчивом пассивном состоянии. На потенциодинамической кривой поляризации отсутствует область активного растворения вплоть до Е = 1,45В, соответствующего перепассивации стали.

Введение сульфат-ионов в хлоридсодержащие растворы приводит к повышению потенциала питтингообразования Еb, что указывает на их ингибирующее действие. В хлоридно-сульфатных растворах сталь подвергается питтинговой коррозии без наложения поляризации (Есоr Егр) при концентрации S2O32- 50-100 мг/дм3 независимо от соотношения в них С1- и SO42- (оп.9-11, 13-15, 19,20 – табл.2). В этих растворах в сравнении с растворами с концентрацией S2O32- <50 мг/дм3 не только значения базисов питтингостойкости ниже, но Есоr на 150-250 мВ более отрицательны и на потенциодинамических кривых исчезает область пассивности. По мере увеличения концентрации хлор-ионов при постоянном содержании тиосульфат-ионов (100 мг/дм3) наблюдается обычная тенденция к разблагораживанию Ерс (оп.9,11,19). При более высоком относительном содержании сульфат-ионов (оп.10 и оп.14), а также при [Cl-]/[SO42-] = 1:1 (оп.20) с максимально высоким содержанием сульфат-иона в ходе поляризации отмечаются значительные амплитуды колебаний потенциалов, причем в оп.10 и 14 Ерс>Еb, что не совсем согласуется с представлениями о питтингообразовании на стали: Еb должен быть больше, чем Ерс, что, по-видимому, связано с неустойчивостью пассивного состояния стали вследствие конкурирующих процессов с участием хлор-, сульфат-ионов в присутствии восстановителя S2O32-.

Базисы питтингостойкости Ерс и Еb (метастабильной пассивности) с увеличением концентрации тиосульфат-иона уменьшаются, что указывает на снижение питтингостойкости. Зависимость Еrp (устойчивой пассивности) от концентрации S2O32- значительно сложнее. При малых концентрациях тиосульфат-иона (10-25 мг/дм3) Еrp на ~200 мВ отрицательнее Есоr. С ростом концентрации S2O32- Еrp смещается к Есоr и при [S2O32-] = 100 мг/дм3 Есоr Егр, что указывает на возможность протекания питтинговой коррозии без анодной поляризации.

Питтинги, образовавшиеся в ходе экспериментов по химическому методу, имели большие геометрические размеры, чем при электрохимических исследованиях. Причины этого понятны, т.к. связаны с разницей в продолжительности экспериментов и c неустойчивостью системы при поляризации стали. С увеличением концентрации тиосульфат-ионов геометрические размеры питтингов, образовавшихся после гальваностатической и потенциодинамической поляризаций, уменьшаются. Причиной такой зависимости, обратной полученной при испытаниях стали химическим методом явилась, по-видимому, неустойчивость системы при малых концентрациях тиосульфат-иона, о чем свидетельствуют периодические колебания анодного тока на анодной поляризационной кривой (рис.3).

Стимулирующее действие тиосульфат-ионов может быть объяснено электрохимическими превращениями тиосульфат-ионов с образованием на поверхности стали серы и других серусодержащих соединений.

Из поляризационных кривых на платине в растворах без и с добавками S2O32- следует, что введение в раствор тиосульфат-ионов приводит к повышению анодных токов и смещению Ест в отрицательную область, причем сдвиг Ест (относительно базового раствора) в хлоридном растворе больше (от 0,63 В до 0,44 В), чем в смешанном хлорид-сульфатном растворе (от 0,59 В до 0,47 В). Полученные результаты свидетельствуют о преимущественном протекании на платине анодных реакций окисления тиосульфат-ионов. По-видимому, это справедливо и для превращений тиосульфат-ионов на поверхности стали:

2S2O32- - 2е- S4O62- (11), а также (3).

В то же время незначительное увеличение катодного тока свидетельствует о возможном протекании реакций (1) и (5), а также:

S2O32- + 8е- + 8Н+ 2НS- + 3Н2О (12);

S2O32- + 6е- + 6Н+ 2S2- + 3Н2О (13); S0 + 2е- + Н+ НS- (14).

В присутствии сульфат-ионов возможно протекание реакции (2) при катодной поляризации, о чем свидетельствует меньший сдвиг Ест и повышение анодного тока в хлоридно-сульфатном растворе. Таким образом, стимулирование процесса питтингообразования на сенсибилизированной стали добавками тиосульфат-ионов к хлоридно-сульфатным растворам может быть объяснено преимущественным протеканием реакций анодного окисления тиосульфат-ионов, а также реакции восстановления тиосульфатов до серы.

Для описания зависимостей основного (Ерс) и дополнительных (Еrр и Еb) базисов питтингостойкости сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т от состава раствора электролита была использована полиномиальная зависимость 3-ей степени, где у = Ерс (или Еrр, или Еb), при этом достигнута высокая точность расчета - ± 2% отн (см. уравнение 10).

В результате анализа корреляционных зависимостей химических и электрохимических показателей питтингостойкости сенсибилизированных аустенитных сталей (на примере 12Х18Н10Т) от состава растворов электролитов может быть сделан вывод о целесообразности проведения операций пропаривания установок до содержания в дренажных водах: тиосульфат-ионов – не более 5 мг/дм3; хлор- и сульфат-ионов – не более 100-150 мг/дм3, при этом допустимо превышение концентрации сульфат-ионов по отношению к хлор-ионам до 2-х кратного и недопустимо обратное соотношение. При достижении рекомендуемых величин вероятность зарождения питтингов на этапе пропаривания и их дальнейшего развития на аустенитных сталях, особенно на сенсибилизированных участках (сварные швы), в период ремонта и при последующей эксплуатации установок в рабочем режиме существенно снижается.

В Ы В О Д Ы

1. На основе экспериментальных данных промышленных испытаний, результатов технического освидетельствования и ревизии оборудования выявлены и систематизированы виды, особенности и причины локальных коррозионных поражений аустенитных нержавеющих сталей на всех этапах эксплуатации установок переработки нефти.

2. Предложена и экспериментально обоснована принципиальная схема протекания локальных коррозионных процессов на сталях типа Х18Н10Т и аустенитных сварных швах в низко- и высокотемпературном оборудовании установок первичной и вторичной переработки нефти на различных технологических этапах эксплуатации.

3. Показано, что основными причинами локальной коррозии аустенитных сталей и аустенитных сварных швов является наличие агрессивных компонентов в технологических средах, накопление отложений в аппаратах и трубопроводах при эксплуатации в рабочем режиме, образование агрессивных конденсатов (растворов электролитов) при пропаривании оборудования перед ремонтом, агрессивных паст при взаимодействии остающихся на стенках аппаратов отложений с атмосферной влагой в период ремонта установок.

4. Обоснован состав растворов, моделирующих конденсаты пропаривания основного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств для исследования стойкости аустенитных сталей к питтинговой коррозии.

5. Впервые химическим и электрохимическим методами в соответствии с ГОСТ 9.912 детально исследована склонность аустенитных сталей к питтинговой коррозии (на примере стали 12Х18Н10Т в закаленном и сенсибилизированном состоянии) в растворах электролитов, моделирующих состав конденсатов пропаривания в широком диапазоне концентраций анионов и их соотношений: концентрации хлор и сульфат-ионов – от 0 до 5000 мг/дм3, тиосульфат-ионов – от 0 до 100 мг/дм3, сульфид-ионов - от 0 до 100 мг/дм3. Установлено, что в растворах, моделирующих конденсаты пропаривания, сенсибилизированные нержавеющие стали более склонны к питтинговой коррозии, чем закаленные.

6. Показано, что основные факторы, характеризующие стойкость аустенитной стали (на примере сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т), к питтинговой коррозии:

питтинговый фактор и условный объем самого глубокого питтинга, определяемые химическим методом;

гальваностатический (Ерс ) и потенциодинамические ( Еrр, Еb) базисы питтингостойкости, определяемые по поляризационным кривым, зависят от концентраций агрессивных анионов и их соотношений в растворах.

7. Впервые предложена система корреляционных (функциональных) зависимостей химических и электрохимических показателей питтингостойкости сенсибилизированной аустенитной стали (на примере стали 12Х18Н10Т) от состава раствора электролита, позволяющая прогнозировать вероятность зарождения питтинга в конденсатах пропаривания оборудования установок НПЗ перед ремонтом.

8. Показано, что предложенная система корреляционных (функциональных) зависимостей позволяет оценивать необходимую степень очистки оборудования при пропаривании, обеспечивающую снижение вероятности образования питтингов на стали на этапе пропаривания и их дальнейшего развития в период простоев при ремонтах и при последующей эксплуатации установок в рабочем режиме.

9. В результате электрохимических исследований на платине в хлоридно-сульфатных растворах, содержащих тиосульфат-ионы, показано, что стимулирующее действие тиосульфат-ионов на питтингообразование стали связано с преимущественным протеканием реакций анодного окисления с участием тиосульфат-ионов и воды.

10. Обоснована возможность снижения питтингообразования и коррозионного растрескивания нержавеющих сталей и аустенитных сварных швов в оборудовании и сформулированы следующие рекомендации нефтеперерабатывающим заводам:

применение на блоках предварительной гидроочистки установок рифор-

минга водно-аммиачной промывки при эксплуатации оборудования в рабочем режиме (по тракту газопродуктовой смеси и нестабильного гидрогенизата);

выполнение сварки хромомолибденовых сталей перлитными электродами типа ЦЛ17 (взамен аустенитных) с последующей термообработкой сварного соединения для снятия в нем внутренних напряжений.

Публикации по теме диссертации

  1. Тесля Б.М., Демешко О.А., Андреева Г.А., Парпуц Т.П. Коррозионная стойкость печных змеевиков при регенерации катализаторов риформинга

// Химия и технология топлив и масел. № 8. 1985. С. 9-12.

  1. Бурлов В.В., Парпуц И.В., Парпуц Т.П. Коррозионное растрескивание аустенитных сварных швов оборудования и мероприятия по его предотвращению // В кн.: Материалы отраслевого совещания гл. механиков нефтеперераб. и нефтехимич. предприятий. Кириши, 7-10 декабря 2003 г. М.: Компрессорная и хим.техника. 2004. С. 69-76.
  2. Бурлов В.В., Парпуц Т.П. Исследование питтингообразования на нержавеющих сталях в водных средах, моделирующих конденсаты пропаривания установок нефтеперерабатывающих заводов // Тезисы докладов 7 межд. научно-практической конференции «Новые материалы и технологии защиты от коррозии». СПб: Ленэкспо. 2004. С. 47.
  3. Бурлов В.В., Парпуц И.В., Парпуц Т.П. Коррозионное растрескивание сварных швов нефтеперерабатывающего оборудования, выполненного с плакирующим слоем из стали 08Х13 // Коррозия: материалы, защита. 2004. № 7. С. 22-35.
  4. Бурлов В.В., Парпуц И.В., Парпуц Т.П. Проблема локальных коррозионных поражений нержавеющих сталей и аустенитных сварных швов в условиях эксплуатации оборудования технологических установок переработки нефти // В кн. «Процессы нефтепереработки и нефтехимии». СПб: ГИОРД. 2005.

С. 271-289.

  1. Парпуц Т.П., Алцыбеева А.И., Бурлов В.В., Кузинова Т.М., Кузичкин Н.В. Исследование зависимости величины питтингового фактора сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т от содержания агрессивных ионов (С1-, SO42-, S2O32-) в водных растворах, моделирующих конденсаты пропаривания установок НПЗ // Там же. С. 248-258.
  2. Бурлов В.В., Парпуц И.В., Парпуц Т.П. Локальные коррозионные поражения оборудования из стали Х18Н10Т и аустенитных сварных швов в процессах нефтепереработки // Вестник УДГУ, сер. Химия. Ижевск. 2005. № 8.

С. 3 -12.

  1. Парпуц Т.П., Алцыбеева А.И., Бурлов В.В., Кузинова Т.М., Кузичкин Н.

    В. Зависимость величины питтингового фактора сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т от содержания агрессивных ионов в водных растворах электролитов // Тезисы докл. межд. конференции «Физико-химические основы новейших технологий ХХ1 века». М.: ИФХ РАН. 2005. Т.2. С. 166.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.