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干燥烘干机简体和管束的腐蚀检测分析
发布时间：2013-10-06 08:38 来源：未知
天津石化公司200 kt/a聚酯工程精对苯二甲酸(简称PTA)装置，设计生产能力为250 kt/aPTA，年运行时间7200h，装置小时产量为35 tPTA，操作弹性70%～110%。该装置采用日本三井化学株式会社(简称MCI)的专利技术，基础工程设计为日本三井造船株式会社(简称MES)，详细工程设计由中国石化工程建设公司（原中国石化集团北京石化工程公司）完成。PTA干燥烘干机为回转列管式，是生产CTA和PTA的关键设备，简体、列管、支撑板等腐蚀程度直接影响装置的安全满负荷运行，通过检测调查，制定了改进减缓腐蚀的措施。
1、回转列管式干燥烘干机在PTA装置中的工艺作用
PTA是生产聚酯切片和涤纶短纤维的重要原料，在PTA装置中干燥烘干机是生产PTA半成品和最终产品的重要设备之一。经氧化或加氢的浆料，再通过离心、过滤之后，最终进入干燥烘干机进行干燥。干燥烘干机转动壳体内表面分布着蒸汽列管，蒸汽作为热源，对进入干燥烘干机的CTA和PTA滤饼直接加热，使之烘干成粉末状。经干燥烘干机烘干后的CTA和PTA粉末具有很强的流动性，由转阀和风送系统输送至半成品和成品料仓，最后成品将送至聚酯装置和PTA打包站打包。
2、干燥烘干机腐蚀情况监测
2.1干燥烘干机的结构
PTA装置中的这两台动设备是天津石化公司所有装置中体积和重量最大的设备，其中TA单元中的TM-304干燥烘干机直径为2 800 mm，总长为28 500 mm；PTA单元中的PM-404干燥烘干机直径为3 100 mm，总长为31 000 mm。在干燥烘干机中，与机器本体连接的管口较多，并且物料带有酸性物质，对密封的要求较高，也是这台机器运转是否完好和长周期的关键部位。该机器的密封形式较多，不仅有填料密封、机械密封、迷宫密封，而且还有膜片密封。
由于干燥烘干机的重量和体积比较大，结构比较复杂，对其运转的要求较高。结构组成主要包括：列管式滚筒、进料斗、螺旋进料器、支撑滚、驱动及减速系统、出料系统、蒸汽及疏水系统、密封系统、润滑系统。简体、列管、支撑隔板等材质为316。
2.3干燥烘干机腐蚀检测
在这次检验中使用的检查方法：测厚；目视检查；尺寸检查；硬度检查；金相检查；磁粉探伤；渗透等。
(1)筒体腐蚀情况
通过检查，从进料口算，筒壁第2节～第4节存在半均匀麻坑点蚀，第1节及第4节后半部光滑。简体厚度原设计为14 mm，测厚检验最多减薄量达到了4mm，形状均为成片的点蚀。
在筒壁第2节～第4节半均匀麻坑点蚀附近的焊道存在腐蚀，形成了一道“沟”，深度3.8 mm左右。
(2)列管支撑隔板腐蚀
第一、二节支撑隔板严重蚀坑，尺寸为∮6mm×2 mm和∮10 mm×4 mm。第三节筋板呈麻坑状，第四节筋板较好，无麻蚀坑。第四节筋板后焊缝腐蚀，靠近简体的部位腐蚀相对严重，20 mm厚的支撑隔板腐蚀的还剩16 mm，2008年与2005年检测结果比较发现腐蚀有加快的趋势
(3)扬料板腐蚀
进入干燥烘干机内检查发现，第二、三节3 mm厚的扬料板全部腐蚀掉，其他部位无腐蚀。
(4)列管腐蚀
经过检测，干燥烘干机内部的列管焊道未发现腐蚀，保持得相当完好，但列管支撑板处磨损比较严重，一圈沟深达1.3 mm，而且有发展的趋势。同时对简体和列管的焊道进行了磁粉探伤，未发现裂纹等缺陷；经硬度测试，发现硬度值与2005年所测得的数据基本一致。
3、分析与建议
3.1腐蚀类型
通过对于燥机的全面检验，发现腐蚀类型包括：全面腐蚀；局部减薄；冲刷腐蚀；点蚀；应力腐蚀；腐蚀疲劳；晶间腐蚀。
3.2腐蚀原因分析
(1)溴离子是根据生产工艺需要添加四溴乙烷催化剂而存在于物料中的，是不可避免的。在氧化反应中，溴离子与高温醋酸一起会加重对316L材质的腐蚀。经工艺参数核算，TM-304干燥烘干机进料中溴离子(Br-)实际浓度为(25.7—56)uL/L，超过标准规定的最低允许卤素浓度25uL/L且在150℃的高温下，成为产生腐蚀的主要因素。纯醋酸溶液，虽有一定的腐蚀性，但对含钼不锈钢腐蚀并不严重，可以安全地使用。但当醋酸溶液中含有溴离子时，对设备和管道呈现强烈的腐蚀性。溴离子比氯离子对金属的腐蚀影响更大，更易在局部形成点蚀。
筒壁、支撑板、扬料板等腐蚀严重的部位主要是过料时间停留较长的部位，在浆料中存在一定的溴离子，是形成点蚀的主要原因。
(2)由于简体外隔热层已经使用9年多的时间，保温效果已经降低，造成靠近筒壁的物料温度相对偏低，怀疑存在局部露点腐蚀，也是筒体、扬料板和靠近筒壁支撑板腐蚀严重的原因之一。
(3)在对干燥烘干机内部进行碱洗时，由于碱液
（纯碱和无离子水）中存在一定的CI，对不锈钢材质有一定的损害。目前，经过对碱液的化验分析，碱液中的CI含量为5 mg/L，比国家标准规定的物料中不能超过25 mg/L的要求低一些，但在工艺生产过程中不可知的因素较多，又加之多种腐蚀因素并存，所以Cl-的存在对316L材质的腐蚀有加速的作用。
(4)厚3 mm的扬料板由于局部已经腐蚀没了，致使湿料堆积在简体的底部，不仅降低了物料的干燥效果，而且也造成湿料在筒体内部的流动分布不均匀，因此在往下料端推进的过程中形成挂料，也是形成局部腐蚀的一大原因。
3.3建议
(1)筒壁、支撑板和扬料板的点蚀、露点腐蚀严重，但列管基本完好。根据目前的腐蚀检测数据分析，回转列管式干燥烘干机还可以继续投用，但需要考虑下一步的维修方案：筋板更新，扬料板更新加厚，简体内壁局部做防腐处理。建议维修施工时将列管抽出，做干燥烘干机整体维修考虑，此外也要加强列管表面腐蚀的检测。
(2)为避免碱洗时氯离子残留沉积，拟使用优质NaOH和优质脱盐水，确保每次进行化验，且在2mg/L以下才准许使用，可避免由于Cl-浓度高对不锈钢晶间组织结构的破坏，减少造成局部腐蚀的因素。
(3)为了避免第3节第4节壳体内壁的露点腐蚀，可采用提高壁温（在下部增加高温管排，提高壁温，减少散热），使其大于145℃或更高些。
(4)在今后的操作中，积极探索四溴乙烷催化剂的使用浓度，研究试验进一步降低催化剂使用浓度的可行性，可适当减缓对干燥烘干机简体的腐蚀。
