一种硝酸盐应力腐蚀开裂的检测方法与流程

文档序号:16128705发布日期:2018-12-01 00:04阅读:189来源:国知局

本发明属于催化裂化装置技术领域,具体涉及一种硝酸盐应力腐蚀开裂的检测方法。

背景技术

催化裂化装置是石油化工厂重要的生产装置之一,催化剂再生系统是催化裂化装置关键工艺部分之一,其主要作用是实现催化剂的再生及重新利用。近年来,国内一些炼油厂再生系统设备发生了腐蚀开裂事故,经分析产生裂纹的原因是由于硝酸盐引起的应力腐蚀开裂。基于风险的检验技术(api581)于2003年首次引入国内,它的开展有助于设备管理,同时优化了检验策略,为企业节约了检验时间及检修成本。目前api581中几乎囊括了炼油厂大部分的腐蚀机理并给出了判定及计算方法,但是还是有一些比较常见的腐蚀机理由于一些客观原因并未纳入其中,这给国内风险评价的工作带来了一定的困难。因此,为了推动基于风险的检验工作在国内的开展,很有必要给出api581中一些还没有纳入的腐蚀机理的判定方法。硝酸盐应力腐蚀开裂是催化裂化装置再生系统常见的腐蚀机理,有必要给出其发生条件及发生可能性的大小,同时由于再生系统设备体积庞大,无损检测往往比较困难,可根据开裂发生的可能性给出针对硝酸盐应力腐蚀开裂的超声检测比例。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种快速判定催化裂化装置硝酸盐应力腐蚀开裂发生可能性的方法,同时根据开裂发生的可能性给出针对硝酸盐应力腐蚀开裂的检测方法。

本发明提供了如下的技术方案:

一种硝酸盐应力腐蚀开裂的检测方法,用于催化裂化装置再生系统,包括如下步骤:

s1、获取催化裂化装置再生系统的历史运行数据,获取催化裂化装置再生系统设备的材料数据,获取催化裂化装置再生系统设备热处理数据,获取催化裂化装置再生系统的器壁温度数据,获取催化裂化装置再生系统设备的材料含碳量数据,获取催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值数据,获取催化裂化装置再生系统烟气含氧量数据;

s2、根据上述获取的数据,确定催化裂化装置再生系统是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测,若需要进行无损检测,则转入s3,若不需要进行无损检测,则停止检测;

s3、根据s8中无损检测的结果确认催化裂化装置再生系统是否发生了硝酸盐应力腐蚀开裂。

优选的,所述s1中历史运行数据,催化裂化装置再生系统是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象,其中未发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象为cn,发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象为cy;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的材料数据,其中催化裂化装置再生系统设备的材料采用碳钢或低合金钢材质为m碳钢或低合金钢,采用非碳钢或非低合金钢材质为m非碳钢或非低合金钢;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的热处理数据,其中催化裂化装置再生系统进行过热处理的应力数据为sty,未进行过热处理的数据为stn;

所述s1中催化裂化装置再生系统运行时的器壁温度数据,其中催化裂化装置再生系统器壁温度低于露点温度为t露点温度以下,等于或高于露点温度为t露点温度及露点温度以上;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的材料含碳量数据,其中催化裂化装置再生系统的材料含碳量在0.001%-0.2%之间为cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%为cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%;

所述s1中催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值数据,其中催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值<7为vph<7,烟气冷凝液的ph值≥7为vph≥7;

所述s1中催化裂化装置再生系统的烟气介质含氧量数据,其中催化裂化装置再生系统的介质含氧量<1.3%为oc氧(v)<1.3%,1.3%≤介质含氧量≤1.8%为oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,介质含氧量>1.8%为oc氧(v)>1.8%。

优选的,所述s2中,根据上述获取的数据,确定催化裂化装置再生系统是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测具体包括:

s=f(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)

其中s表示是否需要进行无损检测,其取值范围为{s是,s否};

a1表示是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象,其值范围为{cy,cn};

a2表示材料因素,其值范围为{m碳钢或低合金钢,m非碳钢或非低合金钢};

a3表示热处理因素,其值范围为{sty,stn};

a4表示器壁温度,其值范围为{t露点温度以下,t露点温度及露点温度以上};

a5表示材料含碳量,其值范围为{cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%};

a6烟气冷凝液的ph值,其值范围为{vph<7,vph≥7};

a7表示介质含氧量,其值范围为{oc氧(v)<1.3%,oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,oc氧(v)>1.8%};

根据上述各参数对硝酸盐应力腐蚀开裂敏感性影响程度及合力作用的结果,是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测可以根据如下方法判定:

当a2=m非碳钢或非低合金钢时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=sty时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度及露点温度以上时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cy时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph≥7时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)>1.8%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)<1.3%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,时,s=s是。

优选的,当s=s是,即需要进行无损检测,通过ut扫查进行无损检测,其中ut扫查的比例通过以下方式确定,

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cy时,ut扫查的比例不低于90%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph≥7时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)>1.8%时,ut扫查的比例不低于90%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)<1.3%时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,时,ut扫查的比例不低于90%。

本发明的有益效果是:本发明全面考虑了催化裂化装置再生系统硝酸盐应力腐蚀开裂的影响因素,包括运行及检验过程中是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂、材料因素、应力因素、器壁温度、含碳量、ph值和含氧量,综合考虑上述因素的产生的影响,来确定ut扫查比例的大小,能够快速有效的检测出催化裂化装置再生系统是否发生了硝酸盐应力腐蚀开裂现象。

附图说明

图1是本发明催化裂化装置再生系统硝酸盐应力腐蚀开裂检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做具体说明。

1、运行及检验过程中是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂;2、材料因素;3、应力因素;4、器壁温度;5、含碳量;6、ph值;7、含氧量。

一种硝酸盐应力腐蚀开裂的检测方法,用于催化裂化装置再生系统,包括如下步骤:

s1、获取催化裂化装置再生系统的历史运行数据,获取催化裂化装置再生系统设备的材料数据,获取催化裂化装置再生系统设备热处理数据,获取催化裂化装置再生系统的器壁温度数据,获取催化裂化装置再生系统设备的材料含碳量数据,获取催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值数据,获取催化裂化装置再生系统烟气含氧量数据;

s2、根据上述获取的数据,确定催化裂化装置再生系统是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测,若需要进行无损检测,则转入s3,若不需要进行无损检测,则停止检测;

s3、根据s8中无损检测的结果确认催化裂化装置再生系统是否发生了硝酸盐应力腐蚀开裂。

在一个优选的实施例中,所述s1中历史运行数据,催化裂化装置再生系统是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象,其中未发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象为cn,发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象为cy;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的材料数据,其中催化裂化装置再生系统设备的材料采用碳钢或低合金钢材质为m碳钢或低合金钢,采用非碳钢或非低合金钢材质为m非碳钢或非低合金钢;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的热处理数据,其中催化裂化装置再生系统进行过热处理的应力数据为sty,未进行过热处理的数据为stn;

所述s1中催化裂化装置再生系统运行时的器壁温度数据,其中催化裂化装置再生系统器壁温度低于露点温度为t露点温度以下,等于或高于露点温度为t露点温度及露点温度以上;

所述s1中催化裂化装置再生系统设备的材料含碳量数据,其中催化裂化装置再生系统的材料含碳量在0.001%-0.2%之间为cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%为cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%;

所述s1中催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值数据,其中催化裂化装置再生系统的烟气冷凝液的ph值<7为vph<7,烟气冷凝液的ph值≥7为vph≥7;

所述s1中催化裂化装置再生系统的烟气介质含氧量数据,其中催化裂化装置再生系统的介质含氧量<1.3%为oc氧(v)<1.3%,1.3%≤介质含氧量≤1.8%为oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,介质含氧量>1.8%为oc氧(v)>1.8%。

在一个优选的实施例中,所述s2中,根据上述获取的数据,确定催化裂化装置再生系统是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测具体包括:

s=f(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)

其中s表示是否需要进行无损检测,其取值范围为{s是,s否};

a1表示是否发生过硝酸盐应力腐蚀开裂现象,其值范围为{cy,cn};

a2表示材料因素,其值范围为{m碳钢或低合金钢,m非碳钢或非低合金钢};

a3表示热处理因素,其值范围为{sty,stn};

a4表示器壁温度,其值范围为{t露点温度以下,t露点温度及露点温度以上};

a5表示材料含碳量,其值范围为{cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%};

a6烟气冷凝液的ph值,其值范围为{vph<7,vph≥7};

a7表示介质含氧量,其值范围为{oc氧(v)<1.3%,oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,oc氧(v)>1.8%};

根据上述各参数对硝酸盐应力腐蚀开裂敏感性影响程度及合力作用的结果,是否需要针对硝酸盐应力腐蚀开裂进行无损检测可以根据如下方法判定:

当a2=m非碳钢或非低合金钢时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=sty时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度及露点温度以上时,s=s否;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cy时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph≥7时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)>1.8%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)<1.3%时,s=s是;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,时,s=s是。

在一个优选的实施例中,当s=s是,即需要进行无损检测,通过ut扫查进行无损检测,其中ut扫查的比例通过以下方式确定,

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cy时,ut扫查的比例不低于90%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量≤0.001%或含碳量≥0.2%时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph≥7时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)>1.8%时,ut扫查的比例不低于90%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc氧(v)<1.3%时,ut扫查的比例不低于20%;

当a2=m碳钢或低合金钢,a3=stn,a4=t露点温度以下,a1=cn,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,a7=oc1.3%≤氧(v)≤1.8%,时,ut扫查的比例不低于90%。

在具体的实施例中,

中石化某催化装置从三级旋风分离器到烟机入口烟气管线,以往运行过程中未发生过应力腐蚀开裂,a1=cn,材料1cr18ni9ti,a2=m非碳钢或非低合金钢,焊接后未进行热处理,a3=stn,烟气温度700℃左右,露点温度约138℃,a4=t露点温度及露点温度以上,材料含碳量0.07%,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,a6=vph<7,含氧量a7=oc氧(v)>1.8%,根据上述方法判断,在这些条件下不会发生硝酸盐应力腐蚀开裂,所以s=s否,可不进行针对硝酸盐应力腐蚀开裂的无损检测。在数次大修中经无损检测均未发现硝酸盐应力腐蚀开裂腐蚀机理。

某炼油厂重油催化装置再生器在运行过程中未发生过开裂,a1=cn,再生器基材为16mnr,a2=m碳钢或低合金钢,a3取stn,即该再生器未进行整体热处理或热处理效果不理想,器壁温度110℃左右,经分析计算露点温度为127℃,故a4=t露点温度以下,材料含碳量为0.18%,a5=cc材料含碳量在0.001%-0.2%之间,ph值为3.8,a6=vph<7,烟气中氧含量1.96%(v),根据上述方法判断,该设备发生硝酸盐应力腐蚀开裂的可能性很大,建议针对硝酸盐应力腐蚀开裂的ut扫射比例在90%以上。2017年对装置进行检修,将再生器过渡段以下衬里全部拆除,对焊缝进行100%无损检测,结果发现大量的裂纹,个别裂纹已经穿透。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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