自1994年5月某煉油廠催化裂化裝置再生系統(tǒng)發(fā)生開裂事故以來，發(fā)生開裂的同類裝置已達(dá)數(shù)十套，為我國腐蝕損失最大的案例。開裂是在裝置摻煉重油、催化蠟油4~7年后產(chǎn)生。開裂設(shè)備主要包括再生器、三旋和煙道。

 

　　裂紋多發(fā)生在設(shè)備筒體環(huán)焊縫處，少量在母材位置，材料為16MnR、SPV355、20G和Q235-A。宏觀檢查表明，裂紋密度高、尺寸變化大。某催化裂化裝置再生器和三旋等位置的裂紋特征如圖所示，裂紋均從內(nèi)表面起始向外表面擴(kuò)展，無明顯塑性變形，向縱深發(fā)展深，多數(shù)裂紋具有穿透性。離子色譜分析表明腐蝕產(chǎn)物中有硝酸根離子的存在。初步判斷開裂是在特定條件下材料發(fā)生了硝酸鹽應(yīng)力腐蝕。

再生設(shè)備宏觀裂紋
 

再生設(shè)備裂紋形貌

焊縫熔合線裂紋截面金相形貌圖
 

固定銷釘焊根裂紋截面金相形貌

焊縫橫裂紋斷口微觀形貌圖

固定銷釘焊根裂紋斷口微觀形貌

結(jié)論：

（1）對某二再生器的開裂分析表明：樹枝狀裂紋均從裝置內(nèi)表面開始向外表面擴(kuò)展；未見明顯塑性變形；斷口具有典型沿晶斷裂特征，開裂屬于應(yīng)力腐蝕開裂。
（2）從腐蝕環(huán)境分析中可以看出，二套再生器煙氣含有較多的O2、NOx和SO3，煙氣具有較強(qiáng)的氧化性，pH值也相對較高，露點溫度也比較高，而相應(yīng)的設(shè)備壁溫則在露點溫度以下，為催化二套再生器發(fā)生硝酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂提供了外界條件。煙氣中存在一定量的氮化物和水蒸氣，在器壁結(jié)露，形成硝酸鹽水溶液，在應(yīng)力共同作用下造成了硝酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂事故。
（3）對NOx-SOx-COx-H2O混合煙氣體系的熱力學(xué)分析表明，在一定溫度和壓力下，混合煙氣體系露點溫度與硫酸蒸汽的分壓有關(guān)，與體系的總壓有關(guān)，與氮氧化物、碳氧化物等氣體的含量無直接關(guān)系。硫酸蒸汽的分壓越大，混合煙氣體系的露點溫度越高。氮氧化物、碳氧化物對露點溫度的影響是通過對體系的總壓表現(xiàn)出來的。