林德低溫甲醇洗工藝設備的選材

第1期李兵:林德低溫甲醇洗工藝設備的選材85·林德低溫甲醇洗工藝設備的選材李兵(陜西延長(cháng)中煤榆林能源化工有限公司甲醇中心,陜西榆林718500)摘要:林德低溫甲醇洗工藝對設備選材有特殊要求。本文將介紹這些規定,分析其原因,幫助設計者正確選材并提醒設備制造者應注意事項,對提高設備質(zhì)量和延長(cháng)設備壽命有重要意義關(guān)鍵詞:林德低溫甲醇洗;設備;選材中圖分類(lèi)號:TQ546.5文獻標識碼:A文章編號:1008-021X(2016)01-0085-01低溫甲醇洗工藝是以冷甲醇作為酸性氣體吸收液,利用使用,因此也被叫做超低溫鋼,主要用于LNC儲罐。甲醇在-60℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理(2)鋼不能用于低溫甲醇洗設備主要出于以下原因考特性,同時(shí)分段選擇吸收原料氣中的H2S、CO2及各種有機硫慮:等雜質(zhì)①鋼的溫度裕量過(guò)大,造成材料浪費林德低溫甲醇洗工藝設備的使用溫度低(最低設計溫度②鋼(屬于低碳馬氏體鋼,馬氏體組織對H2S應力腐蝕為-80℃),且工藝介質(zhì)中含濕H2S,這就造成了低溫甲醇洗和氫致開(kāi)裂非常敏感)的強度高、硬度大,且存在較高的冷作系統是在低溫+濕H2S的苛刻環(huán)境下工作,為此,林德低溫硬化傾向,這也大大提高了對硫化物應力腐蝕的敏感性。甲醇洗在設備及管道的選材方面給予了諸多方面的限制。(3)低溫甲醇洗是在含硫化氫環(huán)境下工作,鋼中鎳含量1林德材料規定增加,會(huì )降低含硫化氫溶液對應力腐蝕開(kāi)裂的抵抗力,從這林德低溫甲醇洗工藝對設備選材主要提出了以下規方面來(lái)說(shuō),9Ni鋼遠不及3.5N鋼,這也是此項規定最主要的定原因1)低合金鋼材料的最小屈服強度不大于355N/mm2,(4)9N鋼因為本身化學(xué)成分、組織結構等原因,使得在且最小抗拉強度不高于500N/mm2;焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生以下缺陷:冷裂紋、熱裂紋、低溫韌性下(2)9Ni鋼材料不能用于低溫甲醇洗系統降、磁偏吹等。(3)對于奧氏體不銹鋼厚度大于6mm的構件必須采所以除非設計溫度不允許,否則應盡量避免采用9Ni用低碳級或穩定化不銹鋼;鋼。低溫甲醇洗設備的設計溫度下限均在-101℃以?xún)?所4)不銹鋼構件及其焊縫表面潔凈,具有持久性的金屬以規定不能使用9N鋼。光澤,容器內壁不允許有劃痕和退火顏色小于6mm的奧氏體不銹鋼,一般用做非承壓或可更換(5)含銅量>60%的銅及其合金不能用于低溫甲醇洗系構件,所以一般不做特殊規定,只要求滿(mǎn)足材料規定即可。統而對于主要承壓部件或重要零部件,要求采用低碳級或穩定(6)過(guò)熱蒸汽發(fā)生器,不允許采用不銹鋼材質(zhì);化不銹鋼,主要因為穩定化元素的加入和限制低碳都是為了(7)不銹鋼容器的內件需采用含鉻量大于13%的不銹形成超細組織,從而提高不銹鋼的耐腐蝕性。鋼介質(zhì)腐蝕對鋼的表面狀態(tài)極為敏感,一般來(lái)說(shuō),鋼的表2原因分析面越光滑,介質(zhì)的粘附性越小,對基體造成的腐蝕越小針對以上材料規定進(jìn)行的原因分析:般要求不銹鋼設備內表面進(jìn)行拋光處理,也是基于此方面的(1)低合金鋼來(lái)說(shuō),最小屈服強度大于355N/mm2,最小考慮。不銹鋼進(jìn)行退火處理時(shí)如操作不當容易發(fā)生顏色改抗拉強度高于500N/m2(國內規定為540MPa)屬于高強鋼,變,說(shuō)明表面已發(fā)生氧化,造成合金燒損,降低抵抗腐蝕能硬度一般也較高在低溫環(huán)境下工作容易發(fā)生冷脆。而在低力,有試驗表明:發(fā)生退火氧化的304鋼板在自然環(huán)境中放溫和濕硫化氫環(huán)境同時(shí)存在的條件下,硫化氫的溶解度達到置幾天即發(fā)生了銹蝕。輕微的氧化可以通過(guò)機械方法去除最大,在中高強鋼或焊縫及其熱影響區等硬度較高的區域,但不能影響主要受壓元件的機械強度;嚴重的將不能用于主容易發(fā)生硫化物應力腐蝕開(kāi)裂(SSCC),同時(shí)濕硫化氫產(chǎn)生要受壓元件。氫腐蝕使鋼的脆性增加。試驗數據表明:高強鋼即使在溶液由于銅及其合金對多種酸、堿有優(yōu)良的耐蝕性,所以也中硫化氫濃度很低(體積分數為0.001mL/L)的情況下仍能廣泛用于容器制造。但銅及其合金的力學(xué)性能普遍低于碳引起破壞;硫化氫體積分數為0.05-0.6mLL時(shí),能在極短鋼和低合金鋼,同時(shí)由于內部殘余應力和H的存在,致使銅的時(shí)間內引起高強鋼硫化物應力腐蝕破壞。對于低溫環(huán)境及其合金極易發(fā)生應力腐蝕開(kāi)裂和氫脆,有研究數據顯示下工作的設備,保證低溫韌性是第一重要的,所以低溫甲醇H2S環(huán)境對銅的腐蝕達到15mm/a(嚴重腐蝕),這也就洗設備對鋼材的選用做了嚴格限制。9N鋼能在-196℃下中國煤化工(下轉第%6頁(yè))CNMHG收稿日期:2015-11-17作者簡(jiǎn)介:李兵(1964-),河南開(kāi)封人,工程師甲醇中心設備主管主要從事化工工藝與設備的施工和管理。山東化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2016年第45卷方法有了深刻的體會(huì )。此外學(xué)生們還學(xué)會(huì )了如何安排各機政策提出新的實(shí)踐改革模式,并在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中穩步發(fā)械加工工序、粗加工和精加工的加工留量等。在熱處理車(chē)展間,學(xué)生們學(xué)會(huì )了各種常用的熱處理方法熟悉了各種熱處參考文獻理設備,掌握了熱處理后的檢驗方法,在實(shí)踐中學(xué)到了對模[1]王曉燕,王印松韓璞.工科畢業(yè)設計新模式的探索與具零件的淬火、回火、退火和調質(zhì)處理的熱處理方法,并對金實(shí)踐[J].中國電力教育,2012(18):74-75屬材料的熱處理對機械產(chǎn)品性能的影響有了非常深刻的認[2]周慶元包文姝應用型本科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)實(shí)習、畢業(yè)設計和識。同時(shí),年輕教師在指導和管理學(xué)生的過(guò)程中也得到了實(shí)就業(yè)工作一體化模式的構建[J].湖南醫科大學(xué)學(xué)報(社踐鍛煉。項目完成后,北方民族大學(xué)相關(guān)部門(mén)與西北軸承股會(huì )科學(xué)版),2010,12(2):229230份有限公司有關(guān)人員組成結題驗收專(zhuān)家組,對“校企聯(lián)合培[3]李艷玲,畢作慶.基于校企合作的畢業(yè)實(shí)習與畢業(yè)設計養本科生工程實(shí)踐能力”項目進(jìn)行結題驗收。模式[J].遼寧工程技術(shù)學(xué)報(社會(huì )科學(xué)版),2010(1)4結論108-110.高校實(shí)踐項目的改革需要教育者不斷轉變教育思想,勇于創(chuàng )新,并在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中不斷探索。對于工科生畢業(yè)實(shí)(本文文獻格式:蔣亮,李涌泉,劉貴群,等.基于校企聯(lián)合習和畢業(yè)實(shí)踐進(jìn)行調整能夠讓二者更好的適應新時(shí)代的要的工科學(xué)生畢業(yè)實(shí)習和畢業(yè)設計一體化模式的構建與探索求。針對目前本科實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題,應結合國家相關(guān)[J].山東化工,2016,45(1):4-96業(yè)出業(yè)蟲(chóng)雜浙出如★★業(yè)出業(yè)業(yè)出出出出出出出出業(yè)出業(yè)t當出當出當業(yè)業(yè)(上接第85頁(yè))(2)用于低溫工作環(huán)境的鋼板熱處理后應逐張進(jìn)行力學(xué)限制了銅及其合金不能用在低溫甲醇洗系統{。性能試驗;不銹鋼在425~850℃范圍區間停留時(shí),沿晶界析出(3)用于蒸汽的不銹鋼材質(zhì),應盡量采用高鉻奧氏體不C23C6為主的碳化物,造成晶界附近貧鉻,使其耐腐蝕性降銹鋼,對于特定的奧氏體不銹鋼材質(zhì)選用細晶粒能大大提低。要解決這一問(wèn)題,必須采用低碳級或穩定化不銹鋼,并高其抗高溫氧化能力;且快速通過(guò)此溫度區間。不銹鋼尤其是奧氏體不銹鋼長(cháng)期(4)低溫容器用鋼的沖擊試驗溫度應低于或等于殼體或用于處于此溫度區間的介質(zhì)將有失效的危險。有些裂解爐主要受壓元件的最低設計溫度;專(zhuān)利商規定超高壓蒸汽段用Cr-Mo鋼管就是此原因。(5)鋼板8≥16mm的碳鋼和低合金鋼必須進(jìn)行焊后熱實(shí)踐證明,TP304H用于高溫蒸汽氧化嚴重甚至有剝落處理;傾向。據研究結果顯示,在含有水蒸汽的高溫氧化環(huán)境中(6)不允許存在鐵素體鋼與奧氏體鋼之間的異種金屬焊Fe-Cr合金氧化進(jìn)程被顯著(zhù)加速,氧化層積累到一定厚度將接接頭;發(fā)生剝落,脫落的氧化皮堆積在管子彎頭處,引起管子局部(7)注意不得在受壓元件上刻劃或敲打材料標記、焊工過(guò)熱甚至爆炸,如果脫落的氧化皮被帶至汽輪機內,將引起鋼印等。汽輪機的嚴重損壞。凈化低溫甲醇洗203Gr.D或SA203GrE材料,經(jīng)濟適為避免發(fā)生以上兩種危險,過(guò)熱燕汽發(fā)生器及其管道只用,但需將材料的檢驗和復驗、焊前預熱、焊接、焊后熱處理能選用耐熱鋼SA335P91。這種鋼具有優(yōu)良的熱強性、可焊水壓試驗、運輸、安裝等各個(gè)環(huán)節嚴格把關(guān),做到事先做好安性和工藝性以及對應力腐蝕開(kāi)裂不敏感性和生產(chǎn)成本低等排、制定合理的生產(chǎn)工藝操作中提醒注意事項等,為最終生優(yōu)點(diǎn),是亞臨界壓力、超臨界壓力火力發(fā)電機組和核電機組產(chǎn)出高品質(zhì)的設備做好每一步的理想用材,主要用于制作高壓鍋爐的過(guò)熱器和再生器及火參考文獻力發(fā)電站的主蒸汽管道[1]國家技術(shù)監督局.GB150-1998鋼制壓力容器[S]北不銹鋼中的主要合金元素是Cr,只有當Cr含量大于京:中國標準出版社,199813%時(shí)鋼才有耐蝕性。一般地內件的材質(zhì)與容器外殼相2]工業(yè)和信息化部HG/T20581-2011鋼制化工容器材同,即使是可拆卸內件,也應有足夠長(cháng)的壽命。料選用規定[S].北京:中國計劃出版社,20113結論[3]孫愷,馬彩鈴林德低溫甲醇洗工藝水分離器腐蝕及材低溫工況主要受材料低溫韌性的限制,而濕硫化氫工況料分析[J西部煤化工,2007(2):49-51下的選材則受多方面因素的影響,最全面的是GB/T2072[4]郭立峰,魏彥筱,張曉昱,等,18-8奧氏體不銹鋼水蒸汽《石油天然氣工業(yè)油氣開(kāi)采中用于含硫化氫環(huán)境的材氧化的失效分析[J].華北電力技術(shù),2005(8):21料》1,但需提醒注意的是:此標準明確規定了其使用范圍,[5]國家標準化管理委員會(huì ).GBT209722-2008石油天然并強調不一定適用于煉油或下游的加工設備,設計人員應加氣工業(yè)油氣開(kāi)采中用于硫化氫環(huán)境的材料第2部分:抗強對標準規范的靈活應用。開(kāi)裂碳鋼、低合金鋼和鑄鐵[S].北京:中國標準出版社,低溫和濕硫化氫介質(zhì)的組合,使低溫甲醇洗系統的運行2008條件苛刻需要從設計選材制造、檢驗和驗收各個(gè)方面嚴格把關(guān)。以下是提醒注意的幾條重要規定(本文文獻YH中國煤化工CNMHG洗工藝設備的選材(1)8≥12mm的碳鋼和低合金鋼用于濕硫化氫腐蝕環(huán)[J].山東化工,2016,45(1):85,96.)境必須進(jìn)行逐張超聲檢測;