2.4 机械疲劳

　　焦炭塔由于周期性的冷热循环操作，导致焦炭塔的低频疲劳破坏，一是塔壁的塔体鼓包（径向鼓凸），及大家所熟知的"糖葫芦"现象。早期变形仅局限于底部随着时间的推移，塔上部产生的鼓凸也变得比较明显。

　　塔体鼓包的根本原因是由于急冷和反复加热产生的过大的局部循环热应力和变形不协调，使塔壁高温蠕变引起的。由于环焊缝有较高的屈服强度，而且又比母材厚，因而环焊缝径向增长小。塔体就产生强制性的气球装的鼓凸，碳钢制造的焦炭塔这种变形最为明显。

　　另一种低频疲劳破坏是随着塔的恶劣工作条件而产生的塔体焊缝开裂，这种破坏危害性大。

　　3 焦化装置的选材

　　3.1 高硫低酸油焦化装置主要设备和管道的选材

　　（1）焦炭塔

　　焦炭塔的操作温度是400～505℃，要求材料要有较好的高温强度和抗蠕变能力，同时要考虑高温硫腐蚀。焦炭塔的高温硫腐蚀与一般的高温硫腐蚀不同，焦炭塔的中下段塔壁通常都附着一层牢固而致密的由焦炭形成的保护层，隔开了腐蚀介质，一般腐蚀不严重，因此目前焦炭塔主体材料一般为15CrMoR（或14Cr1MoR）。上部塔壁和顶封头，由于介质为气相，结焦层薄而不牢固，尤其是开口接管和立柱加强板等处传热速度较快，塔内达不到结焦温度，而使塔壁裸露而腐蚀严重，因此焦炭塔上部泡沫段及以上部分采用0Cr13（0Cr13Al）复合板。

　　铬钼钢具有比碳钢高的多高温抗蠕变能力，可避免或减缓长期操作的鼓包变形。同时采用铬钼钢时，焦炭塔的壁厚较薄，相应减小了温差应力，即使在相同的总应力下，铬钼钢的疲劳寿命也比碳钢至少高50%。所以铬钼钢的抗疲劳开裂能力比碳钢高。

　　（2）焦化分馏塔

　　塔底部位存在高温硫腐蚀，塔顶可能会有氯化胺冷凝形成对塔盘的腐蚀还可能存在湿硫化氢腐蚀.因此，对于高于260℃的温度段，塔盘用0Cr18Ni9壳体用20R+00Cr19Ni10，对低于260℃温度段，塔盘用0Cr13，壳体用20R+0Cr13Al。

　　（3）加热炉进料缓冲罐

　　加热炉进料缓冲罐的操作温度一般在300℃以上，存在高温硫腐蚀，因此选择20R内衬0Cr13以提高抗硫腐蚀能力。

　　（4）分馏塔顶油气分离器

　　存在湿硫化氢腐蚀，选20R，焊后进行消除应力热处理。

　　（5）甩油罐

　　20R+0Cr13以满足高温硫腐蚀的工况要求，考虑到甩油罐为间歇操作，也可以选用20R。

　　（6）轻蜡油汽提塔

　　存在严重的高温硫腐蚀，因此，塔盘选0Cr13，壳体用16MnR+0Cr13。

　　（7）焦化分馏塔顶水冷器

　　管程介质循环水，材料选用20R。壳程介质为富气（或液化气）含有较高的硫化氢，为湿硫化氢环境，材料选用20R，并进行焊后热处理，且热处理后硬度小200HB。换热管采用09Cr2AlMoRe或08Cr2AlMo，可抗硫化氢腐蚀。

　　（8）焦化分馏塔顶空冷器 顶循空冷器

　　塔顶气里含有较多的硫化氢，材料选用09Cr2AlMoRe或08Cr2AlMo，可抗硫化氢腐蚀。

　　（9）吸收塔 解吸塔 再吸收塔 稳定塔

　　进料含有很高的硫化氢，为湿硫化氢环境，壳体材料选用16MnR+0Cr13Al复合板，塔盘采用0Cr13。

　　对于油-油换热器，当介质温度<240℃时，壳体材料选用碳钢，管子选用碳钢；当介质温度≥240℃时，壳体材料选用碳钢+0Cr13复合板，管子选用00Cr19Ni10，以防止高温硫腐蚀。

　　加热炉进出口管道、焦炭塔高温进料管道以及焦炭塔顶高温油气管道、分馏塔下部高温管道以及其它介质温度≥240℃的含硫油品、油气管道，要考虑高温硫腐蚀，一般选用1Cr5Mo材料。

　　分馏塔顶油气管道，吸收稳定塔顶油气管道，属于湿硫化氢环境，在选材时应考虑湿硫化氢应力腐蚀开裂，一般选用碳钢，并进行焊后热处理。

　　3.2 高硫高酸油焦化装置的选材

　　与焦化加热炉之后的原料油接触的设备、管道选材与上述高硫低酸酸油焦化装置主要设备和管道的选材一致焦化加热炉之前与原料油接触的换热器、管道和加热炉管等高温系统，应防止环烷酸腐蚀，原料油温度<220℃的设备、管道以碳钢为主；原料油温度≥220℃的设备、管道可选用00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、00Cr17Ni14Mo2

　　及其复合钢板。

　　加热炉进料缓冲罐

　　加热炉进料缓冲罐的操作温度一般在300℃以上，存在高温环烷酸腐蚀，因此选择20R内衬00Cr17Ni14Mo2以提高抗环烷酸腐蚀能力。

　　减渣与蜡油换热器

　　减渣温度≥220℃时，壳体选用碳钢+00Cr17Ni14Mo2（或00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti），管束：选用00Cr17Ni14Mo2（或00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti）；蜡油侧温度≥240℃，壳体选用碳钢+00Cr19Ni10。

　　加热炉前温度≥220℃的渣油管道选用00Cr17Ni14Mo2。

　　4 结束语

　　从以上的分析可知，延迟焦化装置的存在的腐蚀及损伤主要是高温硫腐蚀、高温环烷酸腐蚀、湿硫化氢腐蚀和疲劳破坏，因此在焦化装置设备和管道的选材，高温部位应考虑高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀（加热炉前）、分馏部分和吸收稳定部分应考虑湿硫化氢应力腐蚀开裂。

---

期刊库（http://www.zgqkk.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
　　本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导合作，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。

---

　　【免责声明】本文仅代表作者本人观点，与投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站无关。投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。