高硫原油加工装置用阀门的选材柯松林（中国石化工程建设公司，北京100011）3种腐蚀环境中阀体及阀内件的选材。

　　1概述近年来，石化企业高含硫原油加工量迅速增加，阀门因无氢高温硫化物、高温H2+H2S和低温湿H2S引起的腐蚀明显加剧，导致的事故也越来越多，一些阀门的选材已不能满足加工高硫原油装置的需要，因此必须结合生产的实际情况以及现场应用的经验重新考虑阀门的选材，以消除隐患，确保装置的安全运行。

　　2选材分析21无氢高温硫化物腐蚀无氢高温硫化物腐蚀是指在240C以上，氢分压小于0.345MPa环境下活性硫化物（H2S等）的腐蚀。当介质温度高于240原油中的硫化物开始分解，腐蚀开始发生，并随着温度升高而加剧，到380*C腐蚀严重，这是由于分解出活性强的单质硫的缘故。到480*C时几乎分解完毕，其腐蚀速率也不再受硫化物浓度的影响。所以无氢高温硫化物腐蚀就是单质硫的化学腐蚀，为均匀腐蚀。影响高温硫化物腐蚀速率的因素主要有温度、硫化物浓度以及介质的流速等。

　　无氢高温硫化物腐蚀主要发生在常减压蒸馏装置的常压炉出口管道、减压炉的进出口管道和常压塔减压塔的塔底管道，流化催化裂化装置的分馏塔塔底管道和塔侧管道，延迟焦化装置的加热炉进出口管道、分馏塔的塔底管道和焦炭塔的塔顶塔底管道，加氢裂化装置的脱乙烷塔和脱丁烷塔塔底管道等。

　　用于无氢高温硫化物环境中的阀门，通常根据经修正的McConomy曲线估测材质腐蚀速率，但考虑到经济原因，一般所选材质的腐蚀速率不宜超过0.25mm/a.无氢高温硫化物腐蚀环境下，阀体常用的材质有碳钢、1. 5Mo和lCi.5Mo，必要时可选用lCi.9Mo或304不锈钢，但是由于1Cr9Mo目前国内尚无材料标准，且其价格较贵，可焊性差，耐腐蚀性与不锈钢相差甚远等缺点，所以1Cr9Mo的阀门很少应用。阀内件（阀座密封面、阀板、阀瓣密封面和阀杆）根据阀体材料选取。碳钢阀的阀内件一般选用13Cr不锈钢。铬钼钢阀常用在高温下，阀座和阀板（或阀瓣）密封面多选用stellite硬质合金，阀杆选用25Cr2Mo1V，但一些国外工程公司常用13Cr做阀杆。不锈钢阀的阀座和阀板（或阀瓣）密封面可选用stellite合金或304不锈钢，若介质含杂质较多，磨损速率较大，应选用耐磨性较好的stellite合金，以延长阀门的使用寿命。

　　阀杆宜选用304不锈钢。

　　22高温H2+H2S腐蚀+H2S腐蚀为单质硫的化学腐蚀及氢损伤。从CouperGorman曲线上可以看出，介质温度200*C以上时，腐蚀速率为介质温度和H2S分压的函数，但同时还应考虑氢气产生的表面脱碳和内部脱碳的影响。

　　+H2S腐蚀主要发生在加氢装置（加氢精制、加氢裂化、加氢脱硫）的加热炉进出口管道、加氢反应器的进出口管道及随后的高温换热系统管道、热高压分离器的进出口高温管道等地方。

　　用于高温H2+H2S环境中的阀门，首先应以介质中的氢分压和设计温度加30~40°C为参数，根据Nelson曲线进行预选材。然后以介质中的H2S含量和设计温度为参数，根据CouperGorman曲线估算预选材质的腐蚀速率，所选材质的腐蚀速率不宜超过0.25mm/a当选用奥氏体不锈钢时，应选用321或347等稳定型奥氏体不锈钢。因为高温下奥氏向，而在高温H2+H2S环境下，腐蚀产物FeS在停工期间与空气中的氧气发生反应，被氧化成连多硫酸（H2SXO6）。连多硫酸易引起奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀，后造成应力腐蚀开裂。工程上常采用充氮保护，必要时注入纯碱进行中和，所以要选用耐晶间腐蚀很好的稳定型奥氏体不锈钢，并应进行稳定化热处理。阀门内件根据阀体材料选取。碳钢阀的阀内件一般选用13Cr.铬钼钢阀的阀座密封面和阀板（或阀瓣）密封面用stellite合金，阀杆用25Cr2Mo1V，―些国外工程公司常用13Cr.不锈钢阀的阀内件选用321、347稳定型奥氏体不锈钢，也可选用stellite合金，阀杆除选用321或347外，还可选用高硬度高强度耐磨性好的高温用沉淀硬化不锈钢，如ASTMA638Gr. 2.3低温湿H2S腐蚀低温湿H2S腐蚀是指介质中含H2S和水分，并处于露点温度以下时的腐蚀环境，其腐蚀机理为硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）、氢致开裂（HIC）及应力导向氢致开裂（SOHIC），同时还伴随有均匀腐蚀。影响腐蚀的主要因素有H2S浓度、pH值、结构应力及流速等。发生SSCC和HIC的环境苛刻程度的定性判定如表1所示。

　　表1发生SSCC和HIC的环境苛刻程度弱中等强弱中等弱中等弱中等强弱中等强体不锈钢生敏化Ca存间腐蚀倾lCPu冷系统的管道A延迟焦化装置的分馏塔塔顶及涵。bookmark1低温湿H2S腐蚀主要发生在加氢装置（加氢精制、加氢裂化、加氢脱硫）的高压分离器和低压分离器的顶部管道、脱硫塔的塔顶管道、脱乙烷塔和脱丁烷塔的塔顶管道及后冷系统的管道，气体脱硫装置的再生塔塔顶与后吸收稳定塔塔顶管道等。通常低温湿H2S腐蚀环境的介质有酸性水、酸性气、富胺液和贫胺液等。

　　d般来说，用于低温湿H2S环境的阀门，阀体选材对气相介质并可预见有少量凝结水出现的低温湿H2S环境，若采取保温伴热等防凝措施，选用普通碳钢。对易发生SSCC的环境，应选用抗SSCC的镇静碳钢，碳当量CE<0.42，Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5材质的硬度不超过22HRC，还必须进行焊后热处理，且焊缝的硬度不超过200HB.并应符合NACEMR0175的规定。对液相或气液混相介质的低温湿H2S环境，当介质中的H2S含量小于0.005wt时，选用一般碳钢。当介质中的H2S含量介于0. 时，若pH值为5. 5~7.5，选用普通碳钢，若pH<5.5或pH>75宜选用抗HIC碳钢。对阀门来说，抗HIC碳钢除了要满足抗SSCC的要求之外，材质中的磷含量P0. ，硫含量0.01wt，若经过钙化处理，硫含量可放宽到0.当介质中的H2S含量大于1wt时，无论pH值多少，均宜选用抗HIC碳钢。但是，在一些苛刻的情况下，如介质流速较快或H2S浓度很高时，根据现场的应用经验，应限制介质的流速，甚至选用316L，因为此时均匀腐蚀的速度很快，抗SSCC和抗HIC的要求对抗均匀腐蚀不起作用。目前有些现场通过管道扩径的方法来降低介质流速，还有些现场则选用了316L.碳钢阀的阀内件宜用316，也可用stellite合金。不锈钢阀的阀内件宜用316L，也可用stellite合金。阀杆除用316L外，还可选用沉淀硬化不锈钢，如17*4PH. 3结语用于高含硫原油加工装置中的阀门，因不同腐蚀工况引起的事故明显增多，为延长阀门使用寿命，减少安全隐患，应根据实际工况选择阀体和阀内件材料。

　　钝化前增加不锈钢抛丸处理，有利于提高铸件光亮度。

　　钝化清洗后，铸件用布擦干或用热风吹以上工艺方案的研究和不断改进取得了良好的效果，提高了不锈钢铸件产品的外观质量，受到了用户的欢迎。