汽提塔的腐蝕問題

（1） 汽提塔的使用情況絕大多數(shù)汽提塔都是由于換熱管高溫段腐蝕減薄， 無法滿足生產(chǎn)負荷要求時被更換。

國外一般要求， 對于25-22-2不銹鋼管束的最小壁厚為1.71mm; 國內(nèi)根據(jù)檢驗周期確定不銹鋼管束的最小壁厚，檢驗周期為2a的要求最小壁厚為1.65mm; 檢驗周期為1a的最小壁厚為1.60mm。

汽提塔換熱管高溫段一般處于上管口向下0.5~3.5m之間。由于此段溫度最高， 汽提反應時造成的腐蝕也最為嚴重， 一般年腐蝕減薄量為0.05mm。大型廠氨汽提工藝的汽提塔目前使用時間最長的有12~13a。使用鈦材的管束， 設(shè)備運行6a左右就開始進行上管頭更換。而中型廠使用時間更短， 有些僅使用2a年后， 就不得不掉頭使用。

（2） 汽提塔腐蝕形式汽提塔為一降膜式熱交換器， 管程中的物料為尿素、氨、二氧化碳、甲氨和水， 汽提塔列管中進行的反應是甲銨分解的過程， 并且是一個體積膨脹鼓泡沖蝕內(nèi)壁的工況。在高溫高壓下對設(shè)備的腐蝕較為嚴重。

氨汽提塔的腐蝕主要是上管板管口沖刷腐蝕， 宏觀檢查輔以超聲波測厚、列管ET、內(nèi)窺鏡檢測和管口PT等檢測方法可以確定腐蝕程度。汽提塔的上下封頭是對稱的， 當上管板管口腐蝕減薄嚴重時， 可以掉頭使用， 見圖5-112、圖5-113。

某廠的汽提塔鈦管對分布于不同位置的10根氣提管進行跟蹤測量， 結(jié)果表明， 減薄區(qū)距上管口400mm處趨于明顯， 500mm處最大， 至800mm處恢復正常。氣提管上部局部出現(xiàn)的減薄遠遠超出了減薄率<0.05mm· a-1設(shè)計要求， 大大縮短了氣提塔的使用壽命。對氣提管取樣解剖分析， 管內(nèi)有壁黃白色的疏松黏附物， 見圖5-114。

采用能譜X射線掃描并結(jié)合電鏡觀察確定表面膜的厚度為20~40μm, 見圖5-115, 比正常的氧化膜、陽極鈍化膜或高溫大氣氧化膜厚得多，但表面膜與基體的結(jié)合力很低， 用HNO3+HF混合液清洗3~4min后， 即成塊脫落。電鏡觀察發(fā)現(xiàn)表面膜呈現(xiàn)有龜裂泥狀花樣、凹坑、溝槽或單個裂紋，見圖5-116~圖5-118。

由于鈦的耐蝕性主要靠表面一層牢固致密的氧化膜， 因此可以認為表面膜的破裂是氣提管腐蝕減薄的直接原因。由此可見， 氣提管的減薄是氣泡的機械損傷和介質(zhì)腐蝕聯(lián)合作用的結(jié)果， 是一種較為典型的氣穴腐蝕。

由于氣提管內(nèi)壁的膜厚達20μm以上， 在塔內(nèi)正常供氧條件下內(nèi)壁表面的膜無法完全愈合。所以介質(zhì)的腐蝕一直在膜下不同的部位進行， 形成了一邊在造膜， 一邊在腐蝕， 一邊又在氣泡作用下破壞膜的情況。

一般來說， 在尿素甲銨液中， 鈦材耐蝕性優(yōu)于18-8和25-22-2型不銹鋼， 但抗抗沖刷腐蝕、汽蝕性能不如25-22-2型不銹鋼。氨汽提工藝的汽提塔換熱管有些采用奧氏體不銹鋼（2RE69） 內(nèi)襯鋯材的復合金屬管后， 有效的抵抗了該部位的沖刷腐蝕。根據(jù)對大化肥汽提塔25-22-2列管減薄情況， 腐蝕減薄主要在列管上段距管口5m以上的范圍內(nèi)。5m以下減薄很小， 但管內(nèi)壁結(jié)垢逐漸嚴重。一般的年減薄率小于0.05mm · a-1, 但是赤天化、云天化、金陵、洞氮、安慶和廣石化的減薄率比較高， 超過0.1mm· a-1 。

造成這種情況的原因有兩個方面： 

一是材質(zhì)本身的問題， 據(jù)有關(guān)資料介紹， 使用西德VDM制造的汽提塔列管的有赤天化、云天化、金陵、安慶和廣石化5個廠家， VDM廠家汽提管的休氏試驗值比Sandvik廠家的管束試驗值搞出1 倍， 且其化學成分中的有害元素P、Si等也比Sandvik高，所以這幾個廠的汽提管的年腐蝕率比其他Sandvik廠的年腐蝕率高近1倍； 

二是生產(chǎn)負荷低工藝操作不穩(wěn)定， 也是一個重要的因素。赤天化和云天化兩廠從1987年到1999年都處于較低負荷下運行， 赤天化從1987年10月到1989 年2月期間， 負荷低達65%, 云天化也低于80%。在這一期間平均年腐蝕率達0.19mm· a-1 。由于生產(chǎn)負荷低， 造成工藝操作波動，介質(zhì)分配不均， 供氧量控制困難等問題， 這都會引起腐蝕加劇。