GB/T 30579-2022 承压设备损伤模式识别

　　ICS 23 . 020 . 30 CCS J 74

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 30579—2022代替 GB/T 30579—20 14

　　承压设备损伤模式识别

　　Damagemodesidentificationforpressureequipments

　　2022-03-09 发布 2022-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 30579—2022

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 一般规定 1

　　5 腐蚀减薄 2

　　6 环境开裂 43

　　7 材质劣化 63

　　8 机械损伤 84

　　9 其他损伤 100

　　附录 A(资料性) 承压设备损伤模式索引 114

　　附录 B(资料性) 典型过程成套装置承压设备损伤分布图 118

　　附录 C(资料性) 损伤模式识别推荐流程 146

　　附录 D(资料性) 常用金属材料牌号 149

　　参考文献 156

　　Ⅰ

　　GB/T 30579—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替 GB/T 30579—2014《承压设备损伤模式识别》，与 GB/T 30579—2014 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　a) 更改了一般规定中环境开裂的定义(见 4 . 2 , 2014 年版的 3 . 1) ;

　　b) 更改了有机酸腐蚀的名称，并增加了有关描述(见 5 . 8 , 2014 年版的 4 . 8) ;

　　c) 增加了烟气露点腐蚀的主要影响因素和主要预防措施(见 5 . 18) ;

　　d) 增加了电偶腐蚀损伤模式(见 5 . 26) ;

　　e) 增加了含盐水腐蚀损伤模式(见 5 . 27) ;

　　f) 增加了含氧工艺水腐蚀损伤模式(见 5 . 28) ;

　　g) 增加了浓差电池腐蚀损伤模式(见 5 . 29) ;

　　h) 增加了乙醇应力腐蚀开裂损伤模式(见 6 . 14) ;

　　i) 增加了硫酸盐应力腐蚀开裂损伤模式(见 6 . 15) ;

　　j) 增加了氢氟酸应力腐蚀开裂损伤模式(见 6 . 16) ;

　　k) 增加了再热裂纹部分主要影响因素、易发生的装置或设备和主要预防措施(见 7 . 13) ;

　　l) 增加了金属热老化损伤模式(见 7 . 16) ;

　　m) 增加了热疲劳(含热棘轮)的检测或监测方法，并修改了主要影响因素(见 8 . 2 , 2014 年版的7 . 2) ;

　　n) 增加了冲刷的损伤形态、受影响的材料和检测或监测方法(见 8 . 6) ;

　　o) 增加了蠕变的检测或监测方法(见 8 . 10) ;

　　p) 更改了应变时效损伤模式的相关描述(见 8 . 11 , 2014 年版的 7 . 11) ;

　　q) 增加了高含氧气体促发的燃烧、爆炸损伤模式(见 9 . 10) ;

　　r) 更改了典型过程成套装置承压设备损伤分布图中的部分损伤模式(见附录 B, 2014 年版的附录 B) ;

　　s) 增加了煤气化装置、减粘装置损伤分布图(见图 B. 23~图 B. 27) ;

　　t) 增加了损伤模式识别推荐流程(见附录 C) ;

　　u) 更改了常用金属材料牌号中的标准号(见附录 D, 2014 年版的附录 C) ;

　　v) 更改了蒙乃尔合金 400、C276 等部分材料的名称与牌号(见附录 D, 2014 年版的附录 C) 。

　　本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)提出并归口 。

　　本文件起草单位：中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院有限公司、北京航空航天大学、华东理工大学、中国石油化工股份有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司、中国石油化工股份有限公司洛阳分公司、中国石油克拉玛依石化分公司、国家能源投资集团有限责任公司。

　　本文件主要起草人：贾国栋、史进、艾志斌、张峥、轩福贞、陈学东、王建军、王辉、韩志远、缪春生、刘小辉、顾望平、邵珊珊、赵保成、谢国山、梁永智、穆澎淘、叶国庆、陈涛、李光海、陈炜、曹怀祥、臧庆安、王卫泽、郭伟灿、曹逻炜、胡久韶。

　　本文件于 2014 年首次发布，本次为第一次修订。

　　Ⅲ

　　GB/T 30579—2022

　　承压设备损伤模式识别

　　1 范围

　　本文件给出了承压设备主要损伤模式识别的损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置或设备、主要预防措施、检测或监测方法、相关或伴随的其他损伤等。

　　本文件适用于承压设备损伤模式识别。

　　本文件不适用于承压设备密封失效、安全连锁装置失效、压力泄放装置失效。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　1

　　GB/T 35013 NB/T 10068

　　

　　承压设备合于使用评价

　　含稳定化元素不锈钢管道焊后热处理规范

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 一般规定

　　4 . 1 本文件所述的损伤是指承压设备在外部机械载荷、介质环境、热载荷等单独或共同作用下，造成的材料性能下降、结构不连续或承载能力下降。

　　4 . 2 本文件将损伤模式分为以下类别：腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤，尚未归入上述损伤类别的列入其他损伤，承压设备损伤模式索引见附录 A。 各损伤类别划分如下。

　　a) 腐蚀减薄：在腐蚀性介质作用下金属发生质量损失造成的壁厚减薄。

　　b) 环境开裂：在服役环境作用下材料发生的开裂。 环境开裂主要包括应力腐蚀开裂，以及氢渗入引起的氢鼓包和氢致开裂。

　　c) 材质劣化：由于服役环境作用下材料微观组织、力学/耐腐蚀性能发生了退化。

　　d) 机械损伤：材料在机械载荷或热载荷作用下，发生的承载能力下降。

　　e) 其他损伤：未归入上述四类情形的损伤模式。

　　4 . 3 损伤个例之间存在差异性，有时不能完全与本文件中描述的典型损伤相吻合，当存在多种损伤或损伤耦合时，需要识别出主导损伤或损伤的耦合效应。

　　4 . 4 本文件从损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置和设备、主要预防措施、检测或监测方法、相关或伴随的其他损伤共 8 个方面进行了描述。 典型过程成套装置承压设备损伤分布图见附录 B。

　　4 . 5 从事损伤模式识别的人员或团队应具有材料学、腐蚀与防护、化工工艺、力学、监检测等相关基础

　　GB/T 30579—2022

　　知识，具有承压设备(如容器、管道、锅炉、储罐等)设计、制造、安装、检验等相关专业知识，以及丰富的在役承压设备运行、检修的经验，能按照本文件提供的典型情况，结合损伤案例的个体特征，进行合理的分析和判断。 损伤模式识别推荐流程见附录 C,常用金属材料牌号见附录 D。

　　5 腐蚀减薄

　　5 . 1 盐酸腐蚀

　　5 . 1 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属与盐酸接触时发生的全面或局部腐蚀：

　　Fe+2HCl→ FeCl2 +H 2

　　注：本文件中所有化学式中的金属一般以 Fe作为代表给出。

　　5 . 1 . 2 损伤形态

　　碳钢和低合金钢发生盐酸腐蚀时可表现为均匀腐蚀，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。 300 系列不锈钢和 400 系列不锈钢发生盐酸腐蚀时可表现为点蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。

　　5 . 1 . 3 受影响的材料

　　碳钢、低合金钢、300 系列不锈钢、400 系列不锈钢。

　　5 . 1 . 4 主要影响因素

　　盐酸腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 盐酸浓度：随盐酸浓度升高，腐蚀速率增大;在热交换器和管道中的氯化铵盐或盐酸胺盐沉积物易从工艺物料或注入的洗涤水中吸收水分，在沉积物下可水解形成酸性溶液，水溶液的 pH值低于 4 . 5 时对碳钢和低合金钢的腐蚀性较强;

　　b) 温度：随温度升高，腐蚀速率增大;

　　c) 合金成分：300 系列不锈钢和 400 系列不锈钢耐盐酸腐蚀能力差，钛(钛合金)和镍(镍基合金)耐盐酸腐蚀，尤其在温度不高的稀盐酸中耐腐蚀性能强;

　　d) 催化或钝化剂：氧化剂(氧气、铁离子和铜离子)存在时，会加速镍基合金的腐蚀;在氧化性介质环境中，钛具有优良的耐盐酸腐蚀能力。

　　5 . 1 . 5 易发生的装置或设备

　　炼油厂中的盐酸腐蚀多与露点腐蚀有关，即在蒸馏塔、分馏塔或汽提塔塔顶工艺物料中，含水和氯化氢的气相发生冷凝，最初析出的液滴酸性很强(pH 值低)，腐蚀速率很高。 易发生的装置或设备如下。

　　a) 常减压装置：

　　1) 常压塔塔顶系统中，塔顶油气冷却形成含盐酸的冷凝液，pH 值较低，可对管道和热交换器(包括壳体、管束和管箱)造成快速腐蚀;

　　2) 减压塔顶真空喷射器和冷凝设备也会发生盐酸腐蚀。

　　b) 加氢装置：

　　1) 原料烃或循环氢中的有机氯化物进入装置内，反应生成盐酸;

　　2

　　GB/T 30579—2022

　　2) 当氨和氯化氢同时存在时，装置中许多部位，如进料/反应产物热交换器的反应产物侧等，均可形成氯化铵盐，这些氯化铵盐也可能在反应产物系统的水相中聚集浓缩，详见 5 . 19 ;

　　3) 氯化氢也可能随着工艺流穿过分馏单元，在注水点及其下游发生严重的酸露点腐蚀。

　　c) 催化重整装置：

　　1) 催化剂中被置换出来的氯化物会反应形成盐酸，流向反应产物系统、再生系统、稳定塔、脱丁烷塔和进料/预加热热交换器;

　　2) 含氯化氢的蒸汽流经气分装置分馏工段，引发混合点腐蚀或酸露点腐蚀。

　　d) 聚丙烯(聚乙烯)装置：催化剂中含有氯化物，如三氯化钛，在聚丙烯的聚合工艺中，与水蒸气或水接触的设备和管道。

　　5 . 1 . 6 主要预防措施

　　盐酸腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 常减压装置：控制初馏塔进料中的氯化物含量，使塔顶回流罐液体中的氯化物含量不超过20× 10-6 ;改善材质适应性，可将碳钢升级为镍基合金或钛;注水稀释急冷塔顶工艺物料，降低盐酸浓度;按 pH 值情况在脱盐装置下游注入适量苛性碱，控制碱液温度、浓度和注入量，避免进料预热系统的碱应力腐蚀开裂和积垢;将缓蚀剂(氨、中和胺和成膜胺等)注入常压塔塔顶操作温度在露点以上的管道;

　　b) 加氢装置：降低上游装置中氯化物盐、盐酸胺盐的夹带量;降低氢气中盐酸夹带量，可安装专用洗涤器或保护床;易发生盐酸腐蚀的部位采用耐蚀镍基合金;

　　c) 催化重整装置：采用与上述加氢装置相同的措施;降低进料中的水和/或含氧物质，减少催化剂中氯化物脱除量;采用加装特殊吸附剂的脱氯设备。

　　5 . 1 . 7 检测或监测方法

　　盐酸腐蚀的检测或监测方法为：

　　a) 对于均匀腐蚀，检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定;对于点蚀坑或蚀孔，检测方法一般为目视检测，必要时可借助内窥镜进行观察;

　　b) 腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用超声波自动扫查、导波检测或射线成像检测查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定;

　　c) 介质的 pH 值、铁离子含量、氯化物含量的测定和监控;

　　d) 设置腐蚀探针、腐蚀挂片或壁厚监测系统实时监控腐蚀速率。

　　5 . 1 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。

　　5 . 2 硫酸腐蚀

　　5 . 2 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属与硫酸接触时发生的腐蚀：

　　Fe+H2 SO4(稀)→ FeSO4 +H2

　　5 . 2 . 2 损伤形态

　　硫酸腐蚀的损伤形态为：

　　3

　　GB/T 30579—2022

　　a) 稀硫酸引起的金属腐蚀多为均匀腐蚀或点蚀，若腐蚀速率高且流速快，不会形成锈皮;碳钢焊缝热影响区会发生快速腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽;

　　b) 储罐及铁路罐车等低流速区或滞留区会形成氢槽;

　　c) 硫酸能腐蚀焊缝的夹杂。

　　5 . 2 . 3 受影响的材料

　　按耐腐蚀性从弱到强排列：碳钢、316L不锈钢、904L不锈钢、铁镍基合金 20、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金 B-2 和哈氏合金 C276 。

　　5 . 2 . 4 主要影响因素

　　硫酸腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 酸浓度：对于碳钢，硫酸浓度低于 70%(质量分数)时，腐蚀速率随浓度增高而减小;浓度在70%~85%范围区间时，腐蚀速率随浓度增高而增大;浓度在 85%~98%范围区间时，腐蚀速率随浓度增高而减小;浓度在 98%~100%范围区间时，腐蚀速率随浓度增高而增大;对于发烟硫酸，腐蚀速率随浓度增高而减小;

　　b) 流速：流速超过 0 . 6 m/s 时，碳钢腐蚀速率较大;

　　c) 温度：硫酸浓度一定时，随温度升高，腐蚀速率增大;浓硫酸与水混合时产生热量，混合点温度升高导致腐蚀速率增大;

　　d) 合金成分：碳钢、316L不锈钢、904L不锈钢、铁镍基合金 20、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金B-2和哈氏合金 C276(按耐腐蚀性从弱到强排列);

　　e) 腐蚀杂质：存在氧化剂时腐蚀速率增大。

　　5 . 2 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生硫酸腐蚀的装置或设备为：

　　a) 废水处理装置可能发生硫酸腐蚀;

　　b) 硫酸烷基化系统易受硫酸腐蚀，如反应器流出物管道、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和苛性碱处理工段;

　　c) 硫酸通常在分馏塔和再沸器的底部蓄积，使该部位硫酸变浓，腐蚀性较强。

　　5 . 2 . 6 主要预防措施

　　硫酸腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 使用铁镍基合金 20、904L不锈钢、哈氏合金 C276 等材料时，可在表面形成一层保护性硫酸铁膜，抵抗稀硫酸腐蚀;

　　b) 根据硫酸的实际浓度、流速和温度等选择对应等级的材质;

　　c) 注入适量苛性碱中和酸值。

　　5 . 2 . 7 检测或监测方法

　　发生硫酸腐蚀的检测或检测方法为：

　　a) 检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定，重点应关注高温和湍流部位;

　　b) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用超声波自动扫查、导波检测或射线成像查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定;

　　c) 介质的 pH 值、铁离子含量测定和监控;

　　4

　　GB/T 30579—2022

　　d) 设置腐蚀探针、腐蚀挂片，或在线壁厚监测系统实时监控腐蚀速率。

　　5 . 2 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　无 。

　　5 . 3 氢氟酸腐蚀

　　5 . 3 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属与氢氟酸接触时发生的腐蚀：

　　Fe+2HF→ FeF2 +H 2

　　5 . 3 . 2 损伤形态

　　氢氟酸腐蚀的损伤形态为：

　　a) 碳钢腐蚀表现为局部区域减薄，可能会形成明显的氟化亚铁垢皮;

　　b ) 蒙乃尔合金 400 发生腐蚀时为均匀腐蚀减薄，但不会产生明显的氟化亚铁垢皮;

　　c) 腐蚀发生时也可能伴随氢脆、氢鼓包和/或氢致开裂以及应力导向氢致开裂，详见 6 . 8;如未消除应力的蒙乃尔合金 400 在接触含氧的氟化氢潮湿蒸汽时，容易发生氢氟酸应力腐蚀开裂，见

　　6 . 16 。

　　5 . 3 . 3 受影响的材料

　　易发生氢氟酸腐蚀的材料为：

　　a) 碳钢、铜镍合金、蒙乃尔合金 400、哈氏合金 C276 ;

　　b ) 低合金钢、300 系列不锈钢和 400 系列不锈钢对氢氟酸腐蚀和/或开裂敏感，一般不能用于氢氟酸使用环境。

　　5 . 3 . 4 主要影响因素

　　氢氟酸腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 流速：碳钢在无水的浓氢氟酸中形成一层保护性的氟化物垢皮，在高流速或强紊流作用下垢皮被破坏，使腐蚀速率增大;

　　b ) 浓度：水的存在会破坏氟化物垢皮的稳定性，并将其转变为非保护性垢皮;根据实验室测定的结果，低流速或滞流状态下，温度在 21 ℃ ~38 ℃范围内，氢氟酸浓度不超过 35%时，碳钢的腐蚀速率随氢氟酸浓度增高而增大;浓度超过 35%后，碳钢的腐蚀速率随氢氟酸浓度增高而减小;

　　c ) 温度：根据实验室在滞流状态的无水氢氟酸中 100 h 内测定的数据，在 60 ℃ ~188 ℃温度范围内碳钢在液态无水氢氟酸中的腐蚀速率随温度升高而增大，在 188 ℃ ~200 ℃温度范围内碳钢在液态无水氢氟酸中的腐蚀速率随温度升高而减小，温度超过 200 ℃时碳钢在气态无水氢氟酸中的腐蚀速率随温度升高而增大;

　　d) 碳钢中残留的铜、镍、铬元素可加速氢氟酸腐蚀;

　　e) 介质受到氧污染时会增大碳钢的腐蚀速率。

　　5 . 3 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生氢氟酸腐蚀的装置或设备为：

　　5

　　GB/T 30579—2022

　　a) 氢氟酸烷基化装置：储运氢氟酸的承压设备，以及含 HF 的火炬气管道，氢氟酸烷基化装置中氢氟酸介质的含水量一般在 1%~3%,且操作温度低于 66 ℃ ,除氢氟酸再蒸馏塔、再生塔和除酸用中和容器应局部或全部采用蒙乃尔合金 400 外，其他承压设备均可采用碳钢材质;

　　b ) 高腐蚀速率的常见部位：操作温度高于 66 ℃的管道和设备，包括泄压阀入口、小口径放气口和排气口的盲管段，以及位于异构体汽提塔、脱丙烷塔、氢氟酸汽提塔、丙烷汽提塔塔顶部位的管道和热交换器、酸汽化器等。

　　5 . 3 . 6 主要预防措施

　　氢氟酸腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 监测操作温度超过 66 ℃的碳钢管道和设备的壁厚。 如已发生严重减薄，不能满足使用要求，可提高材料等级，采用蒙乃尔合金 400 。整体或复合层采用蒙乃尔合金 400 材料，还可避免氢鼓包、氢致开裂或应力导向氢致开裂的问题，详见 6 . 8 。 蒙乃尔合金 400 也无法满足要求的部件应采用哈氏合金 C276,详见 6 . 16 。

　　b ) 控制进料中水、氧和其他腐蚀杂质，并严格控制循环酸的含水量。

　　c) 控制碳钢中残存的铜、镍、铬三种元素总含量不超过 0 . 20%(质量分数)。

　　5 . 3 . 7 检测或监测方法

　　氢氟酸腐蚀的检测或监测方法为：

　　a) 检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定;

　　b ) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用超声波自动扫查、导波检测或射线成像查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定。

　　5 . 3 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　氢氟酸致氢应力开裂。

　　5 . 4 磷酸腐蚀

　　5 . 4 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属与磷酸接触时发生的腐蚀：

　　3Fe+2H3 PO4 → Fe3(PO4)2 +3H2

　　5 . 4 . 2 损伤形态

　　碳钢发生磷酸腐蚀时多呈局部腐蚀或点蚀。

　　5 . 4 . 3 受影响的材料

　　按耐腐蚀能力从弱到强排列为：碳钢、304L不锈钢、316L不锈钢和铁镍基合金 20 。

　　5 . 4 . 4 主要影响因素

　　磷酸腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 酸浓度：若不存在自由态水，固体磷酸(如含磷酸催化剂)不具有腐蚀性;

　　b ) 温度：随着温度升高，腐蚀速率增大;

　　c) 氯化物杂质可促进磷酸腐蚀;

　　6

　　GB/T 30579—2022

　　d) 大部分腐蚀发生于停机时的水洗作业中。

　　5 . 4 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生磷酸腐蚀的装置或设备为：

　　a) 聚合装置：水与催化剂混合的管道和设备;

　　b ) 易发于介质流动低速区或流动死角，例如管道集合管、盲管、釜式再沸器底部和热交换器局部熔透焊缝等，在这些部位有足够的滞留时间使酸滴沉降或聚集。

　　5 . 4 . 6 主要预防措施

　　磷酸腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 选材：在水分无法完全脱除的部位，选择耐腐蚀能力强的材质;

　　b ) 温度：当温度不超过 49 ℃ , 304 L不锈钢在浓度为 100%(质量分数)的磷酸中亦具有很好的耐腐蚀性能;温度在 49 ℃ ~107 ℃范围内时宜用 316 L不锈钢;

　　c) 浓度：在沸点温度下，当磷酸浓度不超过 85%(质量分数)时，可选用 316L 不锈钢或铁镍基合金 20 。

　　5 . 4 . 7 检测或监测方法

　　磷酸腐蚀的检测或监测方法为：

　　a) 检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定;

　　b ) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用超声波自动扫查、导波检测或射线成像查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定;

　　c) 取样分析塔顶系统首个贮罐的水溶液中铁含量;

　　d) 在塔顶冷凝器和再沸器的第一台排水器中设置电阻式腐蚀探针或腐蚀挂片，进行在线腐蚀速率监测。

　　5 . 4 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　无 。

　　5 . 5 二氧化碳腐蚀

　　5 . 5 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属在潮湿的二氧化碳环境(碳酸)中发生的腐蚀：

　　H 2 O+CO 2 +Fe→ FeCO 3 +H 2

　　5 . 5 . 2 损伤形态

　　二氧化碳腐蚀的损伤形态为：

　　a) 形成液相的部位会发生腐蚀，二氧化碳从气相中冷凝出来的部位容易发生腐蚀;

　　b ) 腐蚀区域壁厚减薄，可能形成蚀坑或蚀孔;

　　c) 在紊流区，碳钢发生腐蚀时可能形成较深的点蚀坑和沟槽;

　　d) 腐蚀一般发生在紊流和液体冲击区域，有时也会发生在管道焊缝根部。

　　5 . 5 . 3 受影响的材料

　　碳钢、低合金钢。

　　7

　　GB/T 30579—2022

　　5 . 5 . 4 主要影响因素

　　二氧化碳腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 二氧化碳分压：二氧化碳分压增高，pH 值下降，腐蚀性增强;

　　b ) 温度：温度未达到溶液中二氧化碳气体逸出温度前，随温度升高，腐蚀速率增大;

　　c) 铬含量：若铬含量未达到 12%以上，增加钢中铬含量不能明显提高耐腐蚀能力;

　　d) 杂质：存在其他腐蚀杂质，并导致 pH 值下降时，腐蚀速率增大;氧气浓度大于 10×10-9会导致腐蚀加剧;

　　e) 流态：高流速和湍流会导致局部腐蚀加剧。

　　5 . 5 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生二氧化碳腐蚀的装置或设备为：

　　a) 所有锅炉给水和蒸汽冷凝系统;

　　b ) 制氢装置：在变换器排出气系统中，当排出气流温度降至露点(大约 149 ℃) 以下时，腐蚀比较常见，根据已知检测结果，腐蚀速率可高达 25 . 4 mm/年 ;

　　c) 二氧化碳脱除装置：再生器顶部系统;

　　d) 空分装置：压缩空气经冷却后的低点凝液部位;

　　e) 煤气化装置：粗合成气系统;

　　f) 油/气田集输的油气管道。

　　5 . 5 . 6 主要预防措施

　　二氧化碳腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 缓蚀剂：在蒸汽冷凝水系统中加入缓蚀剂;

　　b ) pH 值：液相的 pH 值提高到 6 . 0 以上可有效降低蒸汽冷凝水系统的腐蚀速率;

　　c) 选材：300 系列不锈钢可有效抵抗二氧化碳腐蚀，能用于产生二氧化碳和脱除二氧化碳设备，同时应注意避免 300 系列不锈钢在现场焊接施工可能造成的敏化。 400 系列不锈钢和双相不锈钢也具有良好的耐腐蚀性。

　　5 . 5 . 7 检测或监测方法

　　二氧化碳腐蚀的检测方法为：

　　a) 检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定，焊缝的腐蚀则应通过目视检测和焊缝尺进行检测;

　　b ) 若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用超声波自动扫查、导波检测或射线成像查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定;

　　c) 腐蚀发生时可能沿着管道底部表面(如果存在分离的水相时)、管道顶部表面(预计湿气系统中存在凝结时)，以及弯头和三通的紊流区，这些部位应重点检测;

　　d) 水质监测分析(pH、Fe离子等)，以确定操作工况的变化。

　　5 . 5 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　锅炉冷凝水腐蚀、碳酸盐应力腐蚀开裂。

　　8

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　　5 . 6 环烷酸腐蚀

　　5 . 6 . 1 损伤描述及损伤机理

　　在 177 ℃ ~427 ℃温度范围内，环烷酸对金属材料的腐蚀：

　　2RCOOH+Fe→ Fe(RCOO)2 +H2

　　5 . 6 . 2 损伤形态

　　环烷酸腐蚀的损伤形态为：

　　a) 高流速区可形成局部腐蚀，如孔蚀、带锐缘的沟槽;

　　b ) 低流速凝结区，碳钢、低合金钢和铁素体不锈钢的腐蚀表现为均匀腐蚀或点蚀。

　　5 . 6 . 3 受影响的材料

　　碳钢、低合金钢、300 系列不锈钢、400 系列不锈钢和镍基合金。 按耐环烷酸腐蚀能力由弱到强大致

　　顺序排列：碳钢、1. 25Cr-0. 5Mo、2. 25Cr-0. 5Mo、5Cr-0. 5Mo、12Cr、9Cr-1Mo、304L 不锈钢、321 不锈钢、 347 不锈钢、316 不锈钢、317 不锈钢、6%的钼合金、因科耐尔合金 625、哈氏合金 C276 。

　　5 . 6 . 4 主要影响因素

　　环烷酸腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 酸值：腐蚀速率随烃相酸值增加而增大，酸值通常用中和值或总酸值表征;原油中不同环烷酸其腐蚀性不同，腐蚀速率与总酸值的关系不能完全对应，由实际介质成分决定;

　　b ) 温度：当烃相介质的使用温度在 218 ℃ ~400 ℃范围内，腐蚀较为常见，且随着温度升高，腐蚀速率增大;

　　c) 硫含量：烃相中的硫可能与钢材反应生成硫化亚铁保护膜，从而减缓环烷酸的腐蚀;

　　d) 流速：随流速升高，腐蚀速率增大;

　　e) 相态：两相流(气相和液相)、湍流区、蒸馏塔的气相露点部位腐蚀严重;

　　f) 材料：合金中钼元素可以提高耐蚀性，钼元素含量下限为 2 . 5%(质量分数)，具体钼元素含量可根据原油及物料中的总酸值确定。

　　5 . 6 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生环烷酸腐蚀的装置或设备为：

　　a) 常减压装置加热炉炉管、常压和减压转油线、减底油管道、常压蜡油回路、减压重蜡油回路(有时减压轻蜡油回路也会出现)，一次加工原料为高酸原油的延迟焦化装置焦化轻蜡油回路和焦化重蜡油回路中可能发生环烷酸腐蚀;

　　b ) 管道高流速、湍流、流向改变的部位，如阀门、弯头、三通、减压器位置，以及泵内构件、设备和管道焊缝、热偶套管等流场受到扰动的部位;

　　c) 常压塔、减压塔内构件在闪蒸段、填料和高酸物流凝结或高速液滴冲击的部位易发生腐蚀;

　　d) 常减压装置的下游装置中注氢点之前的热烃物料系统。

　　5 . 6 . 6 主要预防措施

　　环烷酸腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 掺炼：原设计不耐环烷酸腐蚀的装置或系统部件，原料油混合掺炼，降低酸值或适当提高硫

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　　含量;

　　b ) 选材：使用钼元素含量高的合金来提高耐蚀性，严重腐蚀时宜采用 317L不锈钢;

　　c) 缓蚀剂：选用合适的缓蚀剂。

　　5 . 6 . 7 检测或监测方法

　　环烷酸腐蚀的检测方法为：

　　a) 监测工艺条件：原油和侧线物流中的酸值监测，确定酸在不同馏分中的分布;

　　b ) 测厚：采用目视检测+超声波测厚，确定壁厚变化情况;

　　c) 射线检测：射线成像检测可有效检出局部腐蚀区域;

　　d) 腐蚀监测：设置电阻腐蚀探针、腐蚀挂片或在线壁厚监测系统;

　　e) 腐蚀产物监测：检测物流中的铁、镍元素含量来评估系统的腐蚀程度;

　　f) 氢通量监测：使用氢探针、氢通量检测仪监测氢通量;

　　g) 流场分析，确定管道系统高流速或湍流部位。

　　5 . 6 . 8 相关或伴随的其他损伤

　　高温硫化物腐蚀(无氢气环境)。

　　5 . 7 苯酚腐蚀

　　5 . 7 . 1 损伤描述及损伤机理

　　金属与苯酚(石碳酸)接触时发生的腐蚀。

　　5 . 7 . 2 损伤形态

　　苯酚腐蚀的损伤形态为：

　　a) 碳钢发生苯酚腐蚀时可表现为均匀腐蚀或局部腐蚀;

　　b ) 存在流体冲刷时多引起局部腐蚀。

　　5 . 7 . 3 受影响的材料

　　按耐腐蚀性增强的顺序：碳钢、304L不锈钢、316L不锈钢和哈氏合金 C276 。

　　5 . 7 . 4 主要影响因素

　　苯酚腐蚀的主要影响因素为：

　　a) 温度：低于 121 ℃时腐蚀速率较小，碳钢、304L 不锈钢在 232 ℃以上的苯酚环境中腐蚀速率较大;

　　b ) 浓度：稀苯酚溶液(质量分数为 5%~15%的苯酚溶液)对冷凝干燥器腐蚀性较强;

　　c) 材质：按材料耐苯酚蚀性从弱到强为碳钢、硬度较低的奥氏体不锈钢(如 304L、316L 等)、哈氏合金 C276 ;

　　d) 流速：介质高流速可促进局部腐蚀。

　　5 . 7 . 5 易发生的装置或设备

　　易发生苯酚腐蚀的装置或设备为：

　　a) 润滑油装置中的苯酚提取设施;

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　　b ) 苯酚丙酮装置的苯酚塔再沸器和废苯酚回收工段;

　　c) 双酚 A装置的苯酚回收塔再沸器、苯酚提纯塔再沸器。

　　5 . 7 . 6 主要预防措施

　　苯酚腐蚀的主要预防措施为：

　　a) 流速：在苯酚回收工段应将苯酚介质流速控制在 9 m/ s 以下;

　　b ) 温度：保持苯酚回收塔塔顶温度高于露点温度，至少应高出 17 ℃ ;

　　c) 选材：316L不锈钢可用于处理含酚水的干燥塔、苯酚闪蒸塔和各种热交换器壳体以及分离设备的顶部;萃取炉中的管子和集箱应为 316L 不锈钢，对于 316L 不锈钢不能满足耐蚀要求的场合，如介质流速较高时宜用哈氏合金 C276 。

　　5 . 7 . 7 检测或监测方法