高温氢气 硫化氢的腐蚀与防护

PART-1腐蚀部位及形态

        存在于加氢精制及加氢裂化装置高温(300--420℃)的反应器容器、加热炉管及工艺管线。腐蚀形态为H2S对钢的化学腐蚀。在富氢的环境中，90％~98％的有机硫将转化为硫化氢。在氢的促进下可使H2S加速对钢材的腐蚀。在富氢环境中，原子氢能不断侵入硫化物垢层中，造成垢的疏松多孔，使金属原子和H2S介质得以互相扩散渗透，因而H2S的腐蚀能不断进行。

PART-2腐蚀反应       

各种钢材的H2-H2S的腐蚀速率可按库柏·高曼(Couper Gtorman)曲线查出。图1是以石脑油为稀释剂的H2S-H2对碳钢的腐蚀速率。若以柴油为稀释剂，H2S-H2对碳钢的腐蚀速率则应乘以1.896倍(腐蚀加重)。若采用Cr-Mo钢，其腐蚀速率将随着含Cr量的增加而降低，则需乘以Fcr系数(表1)。图2为H2S-H2对18-8型不锈钢的腐蚀速率，当用Cr12％型钢，则乘以6.026系数。PART-3腐蚀影响因素

01、浓度：H2S含量在1％(体积分数)以下时，随着H2S浓度的增加，腐蚀急剧增加。

02、温度：当温度在315~480℃时，温度的高低是影响腐蚀速率的主要因素。随着温度的提高，腐蚀速率将急剧增加，此时温度每增加55℃，腐蚀速率大约增加2倍。

03、时间：H2S-H2的腐蚀速率随着腐蚀时间的增长而逐渐下降，超过500h的试验数据比短时间的腐蚀数据小2~10倍。图1及图2中的腐蚀速率试验时间均超过500h，有的接近25000h。PART-4、防护措施及材料选用

高温H2S-H2腐蚀环境以材料防腐为主。

01、根据压力容器的设计温度及硫化氢浓度(体积分数或摩尔分数)，从腐蚀图中查取腐蚀速率。当腐蚀速率超过0.2mm/a时，应选取更好的材料或选用不锈钢复合板或采用堆焊不锈钢结构，基材按抗氢钢选用铬钼钢。

02、不锈钢复合钢板的覆层可根据设计条件选用0Cr13、0Cr18Nil1Ti或00Cr17Nil4Mo2等低碳不锈钢板，覆层厚度最少为3mm。

03、不锈钢堆焊层宜选用双层，双层堆焊的过渡层为00Cr25Ni13(E309L)，表层为00Cr20Ni0Nb(E347NbL)。

04、操作温度≤250℃时，在H2-H2S介质中选用碳钢和低合金钢可满足操作的要求。