煉油廠設(shè)備和管道選材

煉油廠設(shè)備和管道選材劉小輝中國(guó)石化股份有限公司青島安全工程研究院03六月2024內(nèi)容一、預(yù)備知識(shí)——材料簡(jiǎn)介（鏈接）；二、選材工作的復(fù)雜性；三、材料的耐蝕性分析；四、SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況。選材工作的復(fù)雜性★

國(guó)內(nèi)煉油廠加工高硫、高酸原油增多，解決設(shè)備和管道腐蝕問(wèn)題的長(zhǎng)期性和艱巨性。催生了選材標(biāo)準(zhǔn)的制定與具體實(shí)施要求；裝置建設(shè)一次性投資控制與長(zhǎng)周期安全操作的矛盾；設(shè)備和管道材料建設(shè)過(guò)程中的控制及標(biāo)準(zhǔn)要求、技術(shù)規(guī)范的實(shí)施與現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)的進(jìn)度、施工條件等之間的矛盾；裝置運(yùn)行期間腐蝕監(jiān)控的必要性與成效性之間的矛盾；腐蝕損壞的原因分析與預(yù)防措施的實(shí)施（失效案例）；國(guó)內(nèi)設(shè)備和管道腐蝕數(shù)據(jù)的缺乏和腐蝕數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)原油加工的多樣性問(wèn)題?！獭獭獭獭獭獭獭锔吡?、高酸原油加工對(duì)設(shè)備和管道腐蝕的復(fù)雜性①煉油裝置設(shè)備和管道采用材料品種的多樣性；碳鋼、鉻鉬鋼、不銹鋼、鎳基合金/板、鍛、管/焊接材料的選擇的多樣性。②材料腐蝕種類的復(fù)雜性；均勻腐蝕及局部腐蝕。（按材料腐蝕機(jī)理分類腐蝕分為三類：化學(xué)、電化學(xué)和物理腐蝕，煉油裝置中的均勻腐蝕和局部腐蝕基本均為電化學(xué)腐蝕，但高溫氧化過(guò)程最初是化學(xué)腐蝕，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)轉(zhuǎn)化為電化學(xué)腐蝕。）

選材工作的復(fù)雜性均勻腐蝕根據(jù)不同的材料、不同的硫、酸量等因素其材料的均勻腐蝕速率是不同的。局部腐蝕一般有局部應(yīng)力存在，或者在局部存在材料缺陷、材料自身的原因，或者是由于局部相變、流速加大等因素。二者比較局部腐蝕更具危害性。一個(gè)設(shè)備內(nèi)可能存在幾種腐蝕環(huán)境和開(kāi)裂。選材工作的復(fù)雜性③腐蝕破壞難以預(yù)防和控制。④焊接接頭和母材腐蝕破壞類型、機(jī)理的不同性。例如母材HIC開(kāi)裂，而焊接接頭的SSC、SOHIC的開(kāi)裂是不同的。⑤腐蝕開(kāi)裂的多重性。例如奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕開(kāi)裂，也就是說(shuō)材料的腐蝕開(kāi)裂大部分是在兩種或兩種以上的腐蝕機(jī)理同時(shí)作用下進(jìn)行的。選材工作的復(fù)雜性⑥煉油設(shè)備和管道的成型、焊接、熱處理等制造過(guò)程影響了（一般是加速）材料的腐蝕開(kāi)裂的機(jī)理和進(jìn)程。⑦裝置操作的穩(wěn)定性、煉廠介質(zhì)的（原油、成品油、循環(huán)水等）復(fù)雜性以及管理的重要性影響設(shè)備和管道的腐蝕開(kāi)裂的可能性和時(shí)間長(zhǎng)度。選材工作的復(fù)雜性金屬材料的耐蝕性分析金屬和合金的耐蝕理論①腐蝕熱力學(xué)理論給定狀態(tài)的金屬能否自發(fā)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成另一狀態(tài),先決條件是反應(yīng)發(fā)生伴隨能量釋放,這時(shí)金屬發(fā)生腐蝕.如果轉(zhuǎn)化反應(yīng)要求供給能量,意味轉(zhuǎn)化反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,則金屬處于穩(wěn)定狀態(tài)不發(fā)生腐蝕.

多數(shù)金屬的腐蝕屬電化學(xué)腐蝕,可用電極電位來(lái)判斷.主要金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位可查表（教科書(shū)或手冊(cè)）.材料的耐蝕性分析②腐蝕動(dòng)力學(xué)理論金屬的腐蝕動(dòng)力學(xué)也就是金屬腐蝕速度的大小來(lái)判斷金屬的腐蝕性.

金屬的腐蝕速度主要由陰極極化控制、陽(yáng)極極化控制、體系電阻控制和混合控制。材料的耐蝕性分析材料的耐蝕性分析耐蝕合金化的途徑

合金材料的腐蝕是個(gè)及其復(fù)雜的過(guò)程，從材料角度來(lái)看，腐蝕與材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理等因素有較大關(guān)系，因此，直到現(xiàn)在未能建立起有充分科學(xué)依據(jù)的耐蝕合金化理論體系，也不能根據(jù)現(xiàn)有的材料的物理化學(xué)特性從理論上定量計(jì)算耐蝕合金的最佳組分。然而根據(jù)現(xiàn)有的電化學(xué)理論和較多的實(shí)驗(yàn)研究成果，對(duì)大部分材料已提出了金屬腐蝕的決定因素。

①提高材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高材料熱力學(xué)穩(wěn)定性的方法是向不耐蝕的金屬和合金中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素進(jìn)行合金化，使合金的自由能降低，電極電位顯著升高，熱力學(xué)穩(wěn)定性提高。如奧氏體不銹鋼。②抑制腐蝕發(fā)生的陰極過(guò)程抑制腐蝕發(fā)生的陰極過(guò)程就是降低陰極活性（與介質(zhì)的電位相比）。材料的耐蝕性分析材料的耐蝕性分析③抑制腐蝕發(fā)生的陽(yáng)極過(guò)程抑制腐蝕發(fā)生的陽(yáng)極過(guò)程是最有效提高合金耐蝕性的途徑。主要包括三個(gè)方面：一是減少合金表面的陽(yáng)極面積，二是添加易于鈍化的合金元素，三是添加強(qiáng)的陰極性合金元素，四是使合金表面形成電阻大的的腐蝕產(chǎn)物膜。增加金屬表面電阻（減小陰、陽(yáng)極腐蝕過(guò)程中電流量）。主要合金元素對(duì)金屬耐蝕性的影響Cr元素

Cr的腐蝕電位比鐵更負(fù)，鈍化能力比鐵更強(qiáng)。一般認(rèn)為Cr含量達(dá)到5%是形成雙層鈍化膜，達(dá)到12-13%時(shí)合金從活化態(tài)材料的耐蝕性分析向鈍化態(tài)過(guò)渡，當(dāng)Cr含量超過(guò)13%后，進(jìn)入鈍化穩(wěn)定態(tài)。Ni元素

Ni屬于熱力學(xué)不夠穩(wěn)定的金屬，其電極電位較鐵正，鈍化傾向較鐵大些，但不如Cr。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究：Ni對(duì)鐵基材料的耐蝕作用不是鈍化作用而是使合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加。只有當(dāng)Ni含量大于40%時(shí)，Ni合金才表現(xiàn)出從活化態(tài)移向鈍化態(tài)（鈍化作用）。

材料的耐蝕性分析Mo元素

Mo元素的增加增加了合金的鈍化能力，使其具有抗還原性介質(zhì)腐蝕和耐氯離子腐蝕的能力。在Fe-Cr合金中添加Mo，合金的鈍態(tài)穩(wěn)定性和耐點(diǎn)蝕能力大大增加。Si元素

Si作為合金元素（或非合金元素）存在于C.S、低合金鋼、不銹鋼和耐蝕合金中，Si的存在可以提高耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂，耐硫腐蝕、耐點(diǎn)蝕和抗氧化作用。

材料的耐蝕性分析在低合金鋼中加入Si能提高材料的耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂壽命。

Si能提高Cr-Ni奧氏體不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕的能力，一般認(rèn)為：對(duì)低合金鋼，Si含量在大于等于1.5%時(shí)對(duì)耐應(yīng)力腐蝕有好的作用。對(duì)Cr-Ni不銹鋼，Si含量在3-4%時(shí)有好的作用。

Cu元素在低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金中常加入銅提高材料的耐蝕性。

Cu的加入主要是促進(jìn)了銅的陽(yáng)極鈍化（銅的電位較高），或者在金屬表面形成富銅的保護(hù)膜，降低了腐蝕速度。Ti和Nb元素

Ti和Nb作為穩(wěn)定化元素加入到奧氏體不銹鋼中，主要起到抗晶間腐蝕的作用。材料的耐蝕性分析N元素

N加入奧氏體不銹鋼中提高了耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力，其能力相當(dāng)于Cr的30倍。這主要是由于鋼中的N降低了Cr的活性，它在晶界偏聚形成Cr2N型化合物，抑制了Cr23C6的析出，降低了晶界處Cr的貧化，改善表面膜性能。N在界面富集，時(shí)表面富Cr，提高了鋼的鈍化能力和鈍態(tài)穩(wěn)定性，同時(shí)N還可形成NH4+抑制溶液的PH值下降，N還形成NO3-，有利于鋼的鈍化和再鈍化。研究表明：N僅是強(qiáng)化Cr、Mo等元素在奧氏體不銹鋼的耐蝕作用。

材料的耐蝕性分析N在雙相鋼中的作用：推遲高溫單相鐵素體的出現(xiàn)和有害金屬間化合物的析出；晶界富集N，提高表面膜的穩(wěn)定性；N固溶于奧氏體中，N原子可消耗H離子，減緩微區(qū)PH值的降低，起到減緩腐蝕的作用。提高強(qiáng)度，提高抗應(yīng)力腐蝕的能力。N的含量控制。（0.08-0.2%）材料的耐蝕性分析

鋼的純凈度和耐蝕性提高鋼的純凈度，降低材料中某些雜質(zhì)元素的含量可以提高材料的耐蝕性。

C元素除了某些馬氏體、鐵素體材料需要保持一定水平數(shù)量的C元素保證耐蝕性外，奧氏體、低合金鋼、C.S大部分材料C元素含量提高將降低材料的耐蝕性。

N元素

N元素作為合金元素適量加入不銹鋼中可改善耐蝕性能。然而在低合金鋼中N的存在可使材料的韌性、焊接性能和耐蝕性下降。

材料的耐蝕性分析P元素

P元素對(duì)不銹鋼、低合金鋼、碳鋼的耐蝕性有不利影響。主要原因是P多在晶界偏析。

S元素鋼中得S易和鋼中的Mn形成硫化物，該硫化物容易溶于酸性和氯化物溶液中，使得鋼材對(duì)點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕敏感。材料的耐蝕性分析材料的表面特性與耐蝕性材料的腐蝕開(kāi)始都是發(fā)生在與介質(zhì)接觸的界面，腐蝕界面是電化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)、電極反應(yīng)的場(chǎng)所，因此，通過(guò)研究腐蝕界面形貌、結(jié)構(gòu)特征等可以獲得腐蝕發(fā)生的基本理論和腐蝕特點(diǎn)。材料的耐蝕性分析①表面膜特征理論隨著材料與外界條件的不同，材料表面形成單晶、多晶和非晶三種不同結(jié)構(gòu)的薄膜，三種膜的結(jié)構(gòu)、組織、附著力不同而對(duì)材料的腐蝕產(chǎn)生不同的影響。表面膜主要有超細(xì)晶粒薄膜和非晶薄膜兩種結(jié)構(gòu)。②鈍化膜理論鈍化膜理論主要有吸附膜理論和成相膜理論。材料的耐蝕性分析③化學(xué)轉(zhuǎn)化膜理論通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)方法，在金屬表面制得穩(wěn)定的化合物膜層，該膜層可以提高材料的耐蝕性。如：磷酸膜技術(shù)、氧化膜技術(shù)、陰極氧化膜技術(shù)等。④金屬表面合金化金屬表面合金化是在高溫下滲入外來(lái)合金元素，使其表層有別于基體以提高材料的耐蝕性。如表面滲鋁、離子注入等方法，金屬表面合金化不僅可以獲得耐腐蝕性能優(yōu)良材料，而且也可以降低成本。材料的耐蝕性分析碳鋼及低合金鋼在煉油腐蝕環(huán)境中的耐蝕性

1.碳鋼在鹽酸中的耐蝕性鹽酸是一種強(qiáng)還原性酸，碳鋼在不同濃度的鹽酸中耐蝕性極低，腐蝕過(guò)程是陰極氫去極化析出氫，并生成可溶性腐蝕產(chǎn)物，不能阻止金屬的繼續(xù)溶解。碳鋼在鹽酸中隨鹽酸濃度、溫度增加而加劇。

材料的耐蝕性分析2.碳鋼在硫酸中的耐蝕性低濃度硫酸（濃度小于50%）一般屬于還原性酸，對(duì)碳鋼產(chǎn)生強(qiáng)烈的氫去極化腐蝕，腐蝕速度雖濃度、溫度升高而加劇，在濃度達(dá)到50%時(shí)腐蝕速率最大。當(dāng)硫酸濃度大于50%時(shí)，屬于氧化性酸，碳鋼可以形成鈍化膜，腐蝕速率雖濃度增加而降低。當(dāng)濃度達(dá)到70-100%時(shí)，腐蝕速率最低。

材料的耐蝕性分析3.碳鋼在氫氟酸中的耐蝕性碳鋼在濃度低于70℃的氫氟酸中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕，但在濃度大于75%，溫度低于60℃時(shí)，碳鋼是穩(wěn)定的。這時(shí)因?yàn)殍F表面生成的氟化物隨氫氟酸濃度的增加溶解度下降的原因。對(duì)于無(wú)水氫氟酸，碳鋼更為耐蝕。

材料的耐蝕性分析4.碳鋼在環(huán)烷酸中的耐蝕性碳鋼在環(huán)烷酸中腐蝕是由于環(huán)烷酸與鐵反應(yīng)生成油溶性的環(huán)烷酸亞鐵，脫離金屬表面，造成金屬表面繼續(xù)裸露在腐蝕環(huán)境中。另外環(huán)烷酸腐蝕為吸熱反應(yīng)，提高溫度將會(huì)顯著加速碳鋼的腐蝕。研究表明：環(huán)烷酸在金屬表面的吸附為自發(fā)過(guò)程，在溫度低于某一點(diǎn)時(shí)，盡管金屬表面吸附很多環(huán)烷酸分子，但由于缺乏活化分子，腐蝕反應(yīng)難以發(fā)生，當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬表面的活化反應(yīng)增加，反應(yīng)加劇。因此環(huán)烷酸的腐蝕是受溫度控制的腐蝕。材料的耐蝕性分析SH/T3096-2010和SH/T3129-2010介紹：

1編制簡(jiǎn)介根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《2008年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃》（發(fā)改辦工業(yè)〔2008〕1242號(hào)）的要求，2008年啟動(dòng)了SH/T3096-2001《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備選材導(dǎo)則》和SH/T3129-2002《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》的修訂工作，2008年3月召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)修訂的第一次工作會(huì)議，本次會(huì)議上專家認(rèn)為：目前國(guó)內(nèi)煉油加工企業(yè)加工高酸原油的數(shù)量逐年增多，由于酸腐蝕引起的設(shè)備和管道損壞已經(jīng)成為煉油行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，加工高酸原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)選材應(yīng)納入標(biāo)準(zhǔn)的修訂內(nèi)容，SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況另外考慮煉油加工企業(yè)設(shè)備和管道選材的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性，決定SH/T3096和SH/T3129合并重新編制SH/T3096和SH/T3129，標(biāo)準(zhǔn)名稱為SH/T3096《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》和SH/T3129《加工高酸原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制規(guī)范要求，最終兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的名稱確定為SH/T3096《高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》和SH/T3129《高酸原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》，兩項(xiàng)導(dǎo)則報(bào)批稿已審查完畢，將于近期出版發(fā)行。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況2.標(biāo)準(zhǔn)修訂原則本次修訂在上一版的基礎(chǔ)上參考了近年來(lái)國(guó)內(nèi)在加工高硫、高酸原油主要設(shè)備和管道材料使用方面的成功經(jīng)驗(yàn)和出現(xiàn)的問(wèn)題，以及國(guó)外石油公司在大型煉油廠（年加工能力800-1200萬(wàn)噸）加工高硫、高酸原油工藝裝置的材料流程和實(shí)際案例，部分采用了API(美國(guó)石油協(xié)會(huì))和NACE（美國(guó)腐蝕協(xié)會(huì)）在高硫、高酸原油加工過(guò)程中對(duì)材料腐蝕的最新研究成果和出版的最新標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮國(guó)內(nèi)煉油加工企業(yè)裝置的大型化、長(zhǎng)周期操作的安全性和原油加工的多樣化等方面的情況，另外近年來(lái)國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)在材料冶煉、加工和生產(chǎn)方面的技術(shù)進(jìn)步及水平的提高，也為我們石油化工設(shè)備和管道領(lǐng)域在材料性能的優(yōu)化、腐蝕控制方法的選擇和材料技術(shù)要求提高等方面提供了有力的技術(shù)支撐。

本次兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作按照專家的意見(jiàn)在近年來(lái)石化企業(yè)加工高硫、高酸原油設(shè)備和管道按照SH/T3096-2001和SH3129-2002進(jìn)行設(shè)計(jì)選材的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大裝置領(lǐng)域,適當(dāng)提高材料范圍和等級(jí),進(jìn)一步加大煉油企業(yè)重點(diǎn)裝置設(shè)備和管道的防腐蝕能力。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.SH/T3096-2010和SH/T3129-2010與上一版主要內(nèi)容變化3.1新標(biāo)準(zhǔn)與上一版本相比在煉油裝置上增加了加氫精制裝置、氣體分餾裝置、硫磺回收裝置和溶劑再生裝置主要設(shè)備和管道選材。這些裝置在高硫原油加工中存在硫的腐蝕，而且近年來(lái)加工高硫原油的經(jīng)驗(yàn)證明還比較嚴(yán)重。為此把上述裝置列入本次修訂內(nèi)容。3.2附錄的腐蝕曲線圖更新為APIRP939-C2009版《GuidelinesforAvoidingSulfidation（Sulfidic）CorrosionFailuresinOilRefineries》中的腐蝕曲線。新版本中高溫硫化氫和氫（大于等于240℃）共存時(shí)對(duì)各種材料的腐蝕速率在瓦斯油和石腦油條件下分別進(jìn)行了圖示，包含材料有碳鋼、1.25Cr、2.25Cr、5Cr、7Cr、9Cr、12Cr和18Cr奧氏體不銹鋼八種材料。3.3增加了“碳鋼在堿液中的使用溫度與濃度極限”和“各種金屬材料的高溫氧化年腐蝕率”供材料選用者參考。3.4增加了“附錄B：部分金屬材料的牌號(hào)對(duì)照”，這主要是由于目前國(guó)內(nèi)在不銹鋼板、鍛件和管材牌號(hào)方面還沒(méi)有完全統(tǒng)一，增加附錄B以方便使用人員查找對(duì)應(yīng)在本導(dǎo)則中出現(xiàn)的同一類材料在板、鍛、管材料品種中不同的牌號(hào)的表示方法。3.5在高溫臨氫環(huán)境下設(shè)備和管道材料選擇“臨氫作業(yè)用鋼防止脫碳和微裂的操作極限圖”更新為APIRP941-2008版《SteelforhydrogenserviceatElevatedTemperaturesandpressuresinpetroleumRefineriesandpetrochemicalplants》中的曲線。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.6根據(jù)審查意見(jiàn)，正文中不再列入08Cr2AlMo、09Cr2AlMoRe材料，但用戶可根據(jù)具體使用情況及使用經(jīng)驗(yàn)酌情考慮是否選用。這一條是基于這兩種材料以前主要是用于存在濕硫化氫腐蝕環(huán)境的換熱設(shè)備和空冷設(shè)備的換熱管，由于濕硫化氫腐蝕引起碳鋼材料的損壞主要是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SSC）、氫鼓包（HB）、氫致開(kāi)裂（HIC）和應(yīng)力導(dǎo)向開(kāi)裂（SOHIC）。而根據(jù)國(guó)內(nèi)外在濕硫化氫腐蝕環(huán)境下對(duì)材料損傷的研究成果和實(shí)際使用情況來(lái)看，換熱管在濕硫化氫環(huán)境中的損壞主要存在于管接頭以及由于濕硫化氫環(huán)境下存在鹽酸（該環(huán)境PH較低）工況才使得碳鋼材料產(chǎn)生腐蝕減薄，最后在應(yīng)力的存在下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況另一個(gè)方面，即使碳鋼鋼管存在濕硫化氫腐蝕開(kāi)裂的潛在可能性，也應(yīng)該從材料的化學(xué)成分、組織、性能等方面來(lái)控制材料產(chǎn)生腐蝕開(kāi)裂的可能性。因此，在濕硫化氫環(huán)境條件下，專家認(rèn)為選用這兩種材料不是太合適。因此，本次修訂標(biāo)準(zhǔn)正文中予以取消。根據(jù)這兩種材料化學(xué)成分和性能來(lái)看，這兩種材料比較適合用于中溫（240-300℃）硫腐蝕條件下，如果這兩種材料能積累更多這方面的數(shù)據(jù)?？捎糜谏鲜隽蚋g環(huán)境。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.7由于目前國(guó)內(nèi)1Cr9Mo的供應(yīng)渠道、材料價(jià)格、焊接等具體情況，本次修訂盡量減少該材料在管道的使用范圍，使用者可根據(jù)裝置設(shè)計(jì)、使用情況采用奧氏體不銹鋼材料。3.8對(duì)煉油加工裝置的重要設(shè)備和管道在高硫、高酸原油加工中腐蝕較嚴(yán)重的部位采用了較高等級(jí)材料，或者該設(shè)備和管線有幾種材料選擇時(shí)，在裝置建設(shè)或改造投資允許的情況下可優(yōu)選高等級(jí)材料。如：加氫裝置的高壓空冷器、常減壓蒸餾裝置的常壓塔和減壓塔塔頂材料以及溶劑再生裝置的有關(guān)管道等。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.9目前在加工高硫、高酸原油中高溫（240-350℃）腐蝕環(huán)境中，采用了碳鋼滲鋁換熱管，根據(jù)實(shí)際使用情況和APIRP939中的說(shuō)明，使用效果良好，本次修訂增加了這一選項(xiàng)，但應(yīng)注意在使用過(guò)程中的定期檢查，因?yàn)闈B鋁換熱管一旦產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕，其破壞速度是很快的。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.10濕硫化氫腐蝕環(huán)境的定義和分類現(xiàn)在，國(guó)外在煉油。天然氣工業(yè)濕硫化氫腐蝕環(huán)境的定義主要有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，NACEMR0103和NACEMR0175/ISO15156。國(guó)內(nèi)對(duì)于濕硫化氫腐蝕環(huán)境的定義有SH/T3075-2009《石油化工鋼制壓力容器材料選用標(biāo)準(zhǔn)》和HG20581《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》。SH/T3075是完全按照NACEMR0103的規(guī)定，HG20581是參考NACEMR0103的規(guī)定進(jìn)行了重新定義。綜合分析國(guó)內(nèi)和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于濕硫化氫腐蝕環(huán)境定義在煉油行業(yè)的適應(yīng)性，本標(biāo)準(zhǔn)（SH/T3096和SH/T3129）采用SH/T3075的規(guī)定

SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況目前，國(guó)際上關(guān)于濕硫化氫環(huán)境的嚴(yán)重程度的分類基本上有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。歐盟1995年發(fā)布的EC16（EuropeanFederationOfCorrosionPublicationsNUMBER16）、NACEMR0175/ISO15156《Prtroleumandnaturalgasindustries-MaterialsforuseinH2S-containingenvironmentsinollandgasproduction》和NACE國(guó)際出版物8X194（2006版）《MaterialsandFabricationPracticesforNewPressureVesselsUsedinWetH2SRefineryservice》均把濕硫化氫腐蝕環(huán)境基于開(kāi)裂機(jī)制的基本理解、經(jīng)驗(yàn)和對(duì)材料產(chǎn)生危害程度的影響分成了三種工況，SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況即第一類工況代表開(kāi)裂的低可能性，也就是說(shuō)碳鋼設(shè)備和管道在焊接熱影響區(qū)（HAZ）表現(xiàn)出產(chǎn)生低的SSC可能性，和基本可以忽略的HAZ區(qū)域產(chǎn)生SOHIC或基體金屬產(chǎn)生HIC或HB的可能性。主要考慮的破壞形式是HAZ微觀組織硬化或焊縫金屬硬化（HBW硬度較高）的結(jié)果導(dǎo)致SSC的發(fā)生。第二類工況代表工藝環(huán)境表現(xiàn)出產(chǎn)生SSC、SOHIC、HIC或HB中等可能性。對(duì)于碳鋼設(shè)備表現(xiàn)出基體金屬產(chǎn)生HIC、HB開(kāi)裂和HAZ產(chǎn)生SSC或SOHIC開(kāi)裂。第三類工況代表代表工藝環(huán)境表現(xiàn)出產(chǎn)生SSC、SOHIC、HIC或HB高可能性，對(duì)于碳鋼設(shè)備表現(xiàn)出基體金屬產(chǎn)生HIC、HB開(kāi)裂和HAZ產(chǎn)生SSC或SOHIC開(kāi)裂。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)SH/T3075把濕硫化氫腐蝕環(huán)境分成兩類，一類為嚴(yán)重濕硫化氫腐蝕環(huán)境，其他定義為一般濕硫化氫腐蝕環(huán)境，嚴(yán)重濕硫化氫腐蝕環(huán)境基本等同于NACE國(guó)際出版物8X194（2006版）第二、三類工況。其他基本等同于第一類工況。綜合考慮國(guó)內(nèi)材料供應(yīng)情況和標(biāo)準(zhǔn)的一致性，本標(biāo)準(zhǔn)（SH/T3096和SH/T3129）濕硫化氫腐蝕環(huán)境的分類采用SH/T3075的規(guī)定。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.11濕硫化氫腐蝕環(huán)境下采用碳鋼、抗HIC鋼材料的說(shuō)明根據(jù)上述濕硫化氫腐蝕環(huán)境的分類，兩項(xiàng)導(dǎo)則在設(shè)備和管道材料選擇時(shí)也進(jìn)行優(yōu)化考慮，對(duì)于一般濕硫化氫腐蝕環(huán)境，選擇碳鋼的同時(shí)可在內(nèi)壁涂刷防腐蝕涂料，設(shè)備和管道制造后應(yīng)進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理，控制焊接接頭的HBW小于等于200。對(duì)于嚴(yán)重濕硫化氫腐蝕環(huán)境應(yīng)采用抗HIC鋼，或者更嚴(yán)重時(shí)采用奧氏體類（或鐵素體類）復(fù)合材料。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況當(dāng)采用抗HIC鋼時(shí)，應(yīng)對(duì)材料的化學(xué)成分控制、冶煉方法、材料性能、設(shè)備熱處理、抗SSC、HIC腐蝕試驗(yàn)等要求提出詳細(xì)的規(guī)定才能保證設(shè)備在使用過(guò)程中安全長(zhǎng)周期運(yùn)行。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.12濕硫化氫腐蝕環(huán)境下采用防腐涂料的說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在一般濕硫化氫腐蝕環(huán)境下，設(shè)備內(nèi)壁可涂刷防腐蝕涂料，從國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)采用涂料的情況來(lái)看，作用還是比較顯著的。目前影響涂層使用壽命的主要因素涂裝工藝的穩(wěn)定性和可靠性，其二在檢修、開(kāi)停工中采用高流速的蒸汽吹掃易損壞涂層。只要在采購(gòu)、制造、安裝、使用的各階段采取有利于保證涂層質(zhì)量，保護(hù)涂層完好的措施，就可以提高防腐涂層的使用壽命。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況另外，目前國(guó)內(nèi)外采用一種能自我固化的有機(jī)薄膜涂層或進(jìn)行噴鋁、鎳磷鍍等方法來(lái)防止碳鋼材料濕硫化氫的腐蝕。不管是采用上述哪種方法，應(yīng)根據(jù)具體的濕硫化氫腐蝕環(huán)境的嚴(yán)重程度、設(shè)備使用壽命、涂裝工藝的可靠性及成本等方面綜合考慮。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.13原油中酸值和餾分油中酸值的確定目前，測(cè)定原油中的酸值有兩種方法，一種是中和法，即GB264-83《石油產(chǎn)品酸值測(cè)定法》，其酸值的定義為：中和一克石油產(chǎn)品所需的氫氧化鉀毫克數(shù)。第二種方法是電位滴定法，即GB/T7304《石油產(chǎn)品和潤(rùn)滑劑酸值測(cè)定法》，其酸值的定義為：滴定1g試樣到終點(diǎn)時(shí)所需要的堿量。綜合比較這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)酸值的定義，其主要區(qū)別理解為GB264采用的中和法測(cè)得的酸值不一定能反映出原油中包含的所有酸的組成，而GB/T7034中采用的滴定法測(cè)得的酸值應(yīng)是原油中包含的所有酸的組成，一般來(lái)講，采用滴定法所測(cè)得的酸值數(shù)大于中和法所測(cè)得的酸值數(shù)。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況由于目前對(duì)除環(huán)烷酸之外的酸對(duì)設(shè)備的腐蝕機(jī)理和腐蝕具體數(shù)據(jù)并不能完全確定，其二，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外煉制含酸油在工藝條件下對(duì)各種材料的腐蝕數(shù)據(jù)一直是采用中和法所測(cè)定的酸值測(cè)得的。其三，中和法與電位滴定法二者的酸值數(shù)值并沒(méi)有完全確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，SH/T3129仍然采用GB264酸值的定義。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況關(guān)于餾分油中酸的起始腐蝕值應(yīng)根據(jù)具體原油的性質(zhì)和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線來(lái)確定，目前，國(guó)內(nèi)外各工程公司在這一方面的規(guī)定也不盡相同，根據(jù)接觸到的資料，一般餾分油中的酸值在1.5-1.8時(shí)作為起始腐蝕酸值（同時(shí)還應(yīng)考慮溫度的定義）。SH/T3129并沒(méi)有此項(xiàng)規(guī)定，設(shè)計(jì)者在使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可根據(jù)具體情況考慮這個(gè)因素。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.14加工高硫原油設(shè)備和管道材料選擇時(shí)溫度分段的考慮

SH/T3096定義在高硫原油加工中各種材料（碳鋼、低合金鋼和不銹鋼）硫腐蝕的起始腐蝕溫度為240℃，這個(gè)溫度界限的確定一方面延續(xù)了上一版的規(guī)定，同時(shí)根據(jù)SH/T3075-2009的定義也把這個(gè)溫度界限作為硫腐蝕的起始腐蝕溫度，另外這一規(guī)定也參考了NACE國(guó)際出版物34103-2004版《OverviewofSulfidicCorrosioninpetroleumrefining》和APIRP939-C2009版關(guān)于硫腐蝕的相關(guān)說(shuō)明。但需要說(shuō)明的是，在NACE國(guó)際出版物34103-2004中硫腐蝕對(duì)碳鋼的使用溫度上限定義為260℃，在260-315℃之間是否能使用碳鋼取決于硫化物的種類、濃度、流體工藝條件、材料中硅含量和設(shè)計(jì)使用壽命。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況APIRP939-C2009版關(guān)于硫腐蝕對(duì)碳鋼的使用溫度上限定義為230℃,在采用完全脫氧的鎮(zhèn)靜鋼和控制材料硅含量大于等于0.1%的前提下，可使用到275℃。275-325℃使用5Cr材料，大于325℃使用9Cr材料。綜合考慮，SH/T3096定義240℃為碳鋼在高硫原油加工中使用的溫度上限（但上述規(guī)定也不是絕對(duì)的，必要情況下應(yīng)根據(jù)介質(zhì)中總硫含量、操作溫度和材料類別詳細(xì)計(jì)算材料的腐蝕速率來(lái)確定設(shè)備和管道主體材料）。

SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況對(duì)于介質(zhì)溫度大于或等于200℃含有氫氣和硫化氫的設(shè)備和管道，首先，應(yīng)以操作溫度加28℃和最高氫分壓為參數(shù)，按照APIRP941確定設(shè)備和管道的主體材料，主體材料確定后當(dāng)介質(zhì)溫度大于或等于240℃按照導(dǎo)則所給出的氫加硫化氫的腐蝕曲線計(jì)算材料的腐蝕速率。關(guān)于SH/T3096所定義240℃主要參考了SH/T3075-2009、NACE國(guó)際出版物34103-2004和APIRP939-C2009的規(guī)定。SH/T3075-2009定義為大于等于240℃，、NACE國(guó)際出版物34103-2003和APIRP939-C2009均認(rèn)為大于232℃氫加硫化氫在碳鋼和低合金鋼中的腐蝕速率將會(huì)加速。，但應(yīng)注意碳鋼和低合金鋼在汽油、石腦油等輕油組分與在蠟油、柴油、渣油等重油組分與的腐蝕速率和腐蝕起始溫度是不一樣。前者腐蝕速率要高于后者，溫度要低于后者。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況3.15加工高酸原油設(shè)備和管道材料選擇時(shí)溫度分段的考慮高酸原油的加工最重要的是要確定碳鋼的使用溫度上限，這個(gè)溫度位置的確定目前國(guó)內(nèi)外也沒(méi)有統(tǒng)一的定義，有的國(guó)外工程設(shè)計(jì)公司定義為220℃，也有的定義為240℃。這主要由于環(huán)烷酸的腐蝕是原油性質(zhì)、裝置加工流程、壓力變化（減壓工藝中）、硫含量等因素共同作用的，而且介質(zhì)流速的高低、汽液兩相的變化也是必須考慮的條件，例如，在減壓條件下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在溫度為110-160℃之間環(huán)烷酸對(duì)碳鋼產(chǎn)生腐蝕。因此，在考慮腐蝕的可控制性和經(jīng)濟(jì)性前提下，SH/T3129-2010規(guī)定小于240℃作為碳鋼使用溫度上限。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況

3.16設(shè)備和管道設(shè)計(jì)使用壽命和腐蝕余量的說(shuō)明設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)使用壽命和腐蝕余量是材料選擇的重要因素。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)備、管道以及加熱爐爐管等受壓元件腐蝕余量是根據(jù)裝置加工原油含硫量、酸值等條件按照導(dǎo)則給出的腐蝕曲線圖計(jì)算所選材料的腐蝕速率和確定的設(shè)計(jì)使用壽命而確定的。設(shè)計(jì)使用壽命是設(shè)備和管道在裝置中所處的重要性，材料水平、投資費(fèi)用高低等因素確定的。對(duì)于采用碳鋼、低合金鋼制造的設(shè)備當(dāng)腐蝕余量大于等于6mm時(shí)，應(yīng)采用更高等級(jí)的材料，但對(duì)于存在局部應(yīng)力腐蝕、沖刷腐蝕、電偶腐蝕等局部嚴(yán)重腐蝕時(shí)，這些部位應(yīng)考慮采用更耐腐蝕的材料。SH/T3096-2010和SH/T3129-2010編制情況4.關(guān)于主要設(shè)備和管道選材時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

4.1本次兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂在重要設(shè)備或管道或其腐蝕嚴(yán)重部位增加了一些高等級(jí)材料的選擇。如常減壓蒸餾裝置常壓塔的頂部、常壓塔頂部或減壓塔頂部的冷卻器和空冷器、加氫裂化裝置的高壓空冷器等設(shè)備或部位采用了鎳銅合金NCu30（UNSN04400）、超級(jí)奧氏體不銹鋼020Cr24Ni6MoN（UNSN08367）、雙相鋼022Cr23Ni5Mo3N（商品牌號(hào)2205）或022Cr25Ni7Mo4N（商品牌號(hào)2507）和鎳-鐵-鉻合金（國(guó)內(nèi)牌號(hào)NS1402、國(guó)外牌號(hào)UNSN08825）等。對(duì)這些材料的應(yīng)用應(yīng)從材料的冶煉方法、化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能、腐