[發明專利]一種低合金鋼在加氫裝置換熱器系統腐蝕性能的評價方法

在審

• 申請號: 202110794222.5
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113567328A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 艾芳芳;陳義慶;李琳;高鵬;鐘彬;王儲;蘇顯棟;傘宏宇
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 王金旗

1.一種低合金鋼在加氫裝置空冷器系統腐蝕性能的評價方法，其特征在于，將低合金鋼試樣分別進行空冷器管束上部HCl-H₂S-H₂O環境的腐蝕模擬和空冷器管束底部垢下的腐蝕模擬，綜合評價低合金鋼腐蝕性能，具體步驟包括：

(1)模擬空冷器管束上部HCl-H₂S-H₂O環境腐蝕

①將低合金鋼試樣置于封閉釜中，通入模擬HCl-H₂S-O₂環境的溶液，低合金鋼試樣完全浸沒于模擬HCl-H₂S-H₂O環境的溶液中，通入氮氣除氧，氮氣通入量為100～150mL/min；流速3m/s～6m/s；

②試驗裝置溫度控制40℃～110℃，試驗時間720h以上；

③試驗結束后，運用失重法測定低合金鋼試樣的HCl-H₂S-H₂O環境腐蝕速率；

(2)模擬空冷器管束底部垢下腐蝕

①將低合金鋼試樣置于封閉釜中，注入模擬垢下腐蝕環境的溶液，低合金鋼試樣完全浸沒于模擬垢下腐蝕環境的溶液中，通入氮氣除氧，氮氣通入量為100～150mL/min；模擬垢下腐蝕環境的溶液pH小于7；流速3m/s～6m/s；

②試驗裝置溫度控制150℃～200℃，試驗時間720h以上；

③試驗結束后清除低合金鋼試樣表面腐蝕產物；

其中，M₀為初始試樣重量，g；M₁為實驗后去除腐蝕產物試樣重量，g；S為試樣腐蝕表面積，cm²；ρ為鋼的密度，g/cm³；

H₀為試樣的初始厚度，mm；D為試樣的最深凹坑深度，mm；H為腐蝕后試樣平均厚度，mm；

則有：

最深凹坑腐蝕深度＝H₀-(H-D)；

(3)評價方法

①如果D＝H，說明低合金鋼試樣穿孔，已發生腐蝕失效，判定該低合金鋼耐蝕性能不合格；

②如果D＜H，說明低合金鋼試樣未穿孔；

當低合金鋼試樣同時滿足HCl-H₂S-H₂O環境腐蝕速率＜2.50mm/a和則判定該低合金鋼腐蝕性能合格，適用于加氫裝置空冷器系統。

2.根據權利要求1所述的一種低合金鋼在加氫裝置空冷器系統腐蝕性能的評價方法，其特征在于，所述的模擬HCl-H₂S-H₂O環境的溶液和制備步驟：先制備HCl水溶液，向HCl的質量濃度為0.0005％～1.5％；再向HCl水溶液中加入Na₂S固體反應生成H₂S溶液，溶液中H₂S質量濃度為100×10^-6～2000×10^-6。

3.根據權利要求1所述的一種低合金鋼在加氫裝置空冷器系統腐蝕性能的評價方法，其特征在于，所述的模擬垢下腐蝕環境的溶液和制備步驟：先向HCl水溶液中加入Na₂S固體反應生成H₂S溶液，HCl的質量濃度為0.0005％～3％，溶液中H₂S質量濃度為100×10^-6～2000×10^-6；其次，向上述溶液中加入液氨，反應生成NH₄Cl和NH₄HS，NH₄Cl的質量濃度0.05％～40％，NH₄HS的質量濃度0.03％～0.6％，溶液pH小于7；再次，加入FeCl₃溶液，FeCl₃溶液的質量濃度0.1％～0.6％。該模擬垢下腐蝕環境的溶液成分是NH₄Cl、NH₄HS和FeCl₃。