分析煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料的氫損傷

趙檸（中國寰球工程有限公司，吉林吉林132021）

0 引言

不同材料在煉油廠濕硫化氫環(huán)境條件下的氫損傷表現(xiàn)形式、腐蝕機(jī)理和敏感程度等方面存在一定差異，這就應(yīng)加強(qiáng)各項(xiàng)基礎(chǔ)因素研究力度，嚴(yán)防有關(guān)部門在對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境材料氫損傷現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí)出現(xiàn)問題，使得各類材料氫損傷判定符合煉油廠濕硫化氫環(huán)境優(yōu)化處理要求。延長煉油廠中金屬裝置以及管道結(jié)構(gòu)使用壽命，確保煉油廠綜合運(yùn)行水平和現(xiàn)實(shí)作用有進(jìn)一步提高。

1 煉油廠濕硫化氫環(huán)境的概述

在對(duì)濕硫化氫環(huán)境進(jìn)行研究，明確該項(xiàng)環(huán)境存在于煉油廠各個(gè)主要裝置當(dāng)中。與其他惡劣環(huán)境相比，濕硫化氫環(huán)境整體溫度比較低，雖然不會(huì)導(dǎo)致裝置或者相應(yīng)管道出現(xiàn)著火和爆炸等問題，但是濕硫化氫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致煉油廠中各項(xiàng)裝置以及管道出現(xiàn)不均勻腐蝕問題，對(duì)于裝置和管道實(shí)際使用壽命也有很大影響。而且濕硫化氫環(huán)境下的材料腐蝕現(xiàn)象主要表現(xiàn)為材料開裂破壞上，這一腐蝕現(xiàn)象在很大程度上是由氫損傷導(dǎo)致的，這就應(yīng)通過開裂破壞表現(xiàn)形式以及相關(guān)因素判定煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷敏感程度。應(yīng)用于煉油廠中的裝置以及管道多為金屬材質(zhì)，應(yīng)針對(duì)各類金屬材料氫損傷現(xiàn)象展開研究，深化對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境和腐蝕幅度因素的了解。

2 煉油廠濕硫化氫環(huán)境腐蝕類型

2.1 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂

對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂進(jìn)行研究，了解到該項(xiàng)腐蝕開裂是指在濕硫化氫環(huán)境和拉伸力共同作用下產(chǎn)生的金屬開裂現(xiàn)象。而且煉油廠濕硫化氫環(huán)境中存在大量氫原子，這些氫原子在被金屬材料吸收時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生硫化物應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象，如果不能有效處理相應(yīng)腐蝕開裂問題，必然導(dǎo)致煉油廠濕硫化氫環(huán)境下各類金屬材料質(zhì)量效果和穩(wěn)定性變差，各類金屬裝置以及管道在煉油廠綜合運(yùn)行中作用效果大幅度下降。而且金屬材料出現(xiàn)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象還會(huì)受到周圍環(huán)境介質(zhì)影響，這就應(yīng)保證煉油廠濕硫化氫環(huán)境介質(zhì)以及各項(xiàng)基礎(chǔ)屬性合理性，有效控制濕硫化氫環(huán)境對(duì)各類金屬材料穩(wěn)定性和綜合質(zhì)量效果產(chǎn)生影響。此外，硫化物應(yīng)力腐蝕開裂也會(huì)受到相應(yīng)材料固有性質(zhì)影響，如果金屬材料穩(wěn)定性低下，其在濕硫化氫環(huán)境下出現(xiàn)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂問題的幾率也會(huì)大大提升。

2.2 氫鼓泡和氫致開裂

煉油廠濕硫化氫環(huán)境下金屬材料在實(shí)際應(yīng)用過程中也可能會(huì)出現(xiàn)氫鼓泡或者氫致開裂等問題。其中氫鼓泡是指氫原子堆積在金屬材料表面不連續(xù)處而出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象。如果煉油廠濕硫化氫環(huán)境下各裝置與管道表面存在缺陷，也會(huì)導(dǎo)致氫原子在金屬材料表面缺陷處大規(guī)模堆積，導(dǎo)致金屬材料表面出現(xiàn)氫鼓泡現(xiàn)象，直接影響金屬裝置與管道作用效果和煉油廠綜合運(yùn)行水平。對(duì)于煉油廠濕硫化氫環(huán)境下氫致開裂來說，是指金屬材料內(nèi)部不同平面上臨近氫鼓泡位置處出現(xiàn)的內(nèi)部裂紋現(xiàn)象，這種裂紋在不斷延伸條件下也會(huì)導(dǎo)致金屬材料表面出現(xiàn)裂縫問題。而且導(dǎo)致煉油廠濕硫化氫環(huán)境下金屬材料出現(xiàn)氫致開裂現(xiàn)象的原因也較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)在金屬材料氫鼓泡周圍應(yīng)力比較高，而且金屬材料不同層面氫鼓泡在相互連接條件下也會(huì)產(chǎn)生氫致開裂現(xiàn)象。

2.3 應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂

作為傳統(tǒng)氫致開裂現(xiàn)象重要延伸，應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂主要表現(xiàn)在拉應(yīng)力條件下產(chǎn)生的腐蝕開裂現(xiàn)象。與常見氫致開裂相比，應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂表現(xiàn)在氫鼓泡沿著金屬材料厚度方向發(fā)展而來的開裂現(xiàn)象。而且在煉油廠濕硫化氫環(huán)境下，應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂經(jīng)常發(fā)現(xiàn)味金屬材料本體結(jié)構(gòu)上，而且金屬材料焊接熱影響區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂問題的幾率明顯高于其他區(qū)域。如果不能對(duì)煉油廠金屬裝置和金屬管道表面應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂問題實(shí)施優(yōu)化處理，必然導(dǎo)致金屬裝置以及相關(guān)材料在煉油廠濕硫化氫環(huán)境下敏感程度下降，各類金屬材料在濕硫化氫環(huán)境下作用效果和煉油廠綜合運(yùn)行模式也會(huì)受到極大影響。

3 煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷的判定

3.1 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂條件下材料氫損傷判定

針對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷現(xiàn)象進(jìn)行判定，首先應(yīng)對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕開裂對(duì)煉油廠中各類金屬材料產(chǎn)生的影響展開研究分析，并在考慮各項(xiàng)基礎(chǔ)因素條件下做好金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕開裂敏感程度判定工作，從而避免濕硫化氫環(huán)境下金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕開裂問題持續(xù)惡化。在對(duì)金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕開裂敏感程度進(jìn)行判定時(shí)，首先應(yīng)要求相關(guān)人員在考慮各項(xiàng)基礎(chǔ)因素條件下做好相關(guān)數(shù)據(jù)信息收集工作，同時(shí)強(qiáng)化各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息在金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕開裂這一氫損傷敏感程度判定效果，為規(guī)劃合理材料氫損傷處理措施提供有效參考依據(jù)。當(dāng)然還應(yīng)保證相關(guān)人員對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境下各類金屬裝置和管道工藝數(shù)據(jù)以及相關(guān)加工流程等基礎(chǔ)信息有所了解，繼而為材料氫損傷判定提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。除此之外，在進(jìn)行硫化物應(yīng)力腐蝕開裂這一氫損傷現(xiàn)象進(jìn)行判定時(shí)，還應(yīng)對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境現(xiàn)實(shí)狀況展開有效確定，明確濕硫化氫環(huán)境下水和硫化氫所占比重，保證金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕開裂判定準(zhǔn)確性和有效性，滿足煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷實(shí)際分析要求。

3.2 氫鼓泡和氫致開裂條件下材料氫損傷判定

由于金屬材料表面氫鼓泡與氫致開裂存在一定關(guān)聯(lián)性，這就可以要求煉油廠同步分析濕硫化氫環(huán)境下金屬材料氫鼓泡與氫致開裂這兩種氫損傷現(xiàn)象，確保金屬材料氫鼓泡與氫致開裂綜合判定可以滿足相關(guān)氫損傷問題后期處理要求。與硫化物應(yīng)力腐蝕開裂問題相類似，在對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境下金屬材料氫鼓泡與氫致開裂敏感程度判定時(shí)，也應(yīng)要求相關(guān)部門遵循各項(xiàng)各項(xiàng)要求收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并在各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息支持下對(duì)金屬材料氫鼓泡以及氫致開裂敏感程度實(shí)施準(zhǔn)確判定，并在這一過程中保證各項(xiàng)評(píng)估資料以及相關(guān)信息準(zhǔn)確性和有效性，從而避免煉油廠下金屬材料各項(xiàng)氫損傷敏感程度判定出現(xiàn)問題，確保各項(xiàng)判定結(jié)果準(zhǔn)確性和具體作用得以提升。在對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境進(jìn)行判定時(shí)，需要考慮的項(xiàng)目比較多，主要包括水分含量、水中硫化氫濃度、水中酸堿值、金屬材料中含硫量、金屬材料實(shí)際行駛和焊接后熱處理模式等方面。強(qiáng)化煉油廠濕硫化氫環(huán)境分析效果和各項(xiàng)基礎(chǔ)因素合理性，更好解決煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷問題。

3.3 應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂條件下材料氫損傷判定

由于金屬材料應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂是在外力作用和濕硫化氫環(huán)境共同導(dǎo)致的氫損傷問題，這就應(yīng)要求相關(guān)人員在考慮各項(xiàng)基礎(chǔ)因素條件下對(duì)煉油廠濕硫化氫環(huán)境下金屬材料應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂問題以及相關(guān)氫損傷具體表現(xiàn)展開有效分析，繼而規(guī)劃合理改善措施，避免煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂損傷問題可以得到有效處理。在進(jìn)行該項(xiàng)氫損傷敏感程度判定時(shí)，必須對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)因素以及金屬材料整體規(guī)模形態(tài)展開有效分析，不斷調(diào)整相關(guān)氫損傷敏感程度判定過程中出現(xiàn)的問題，優(yōu)化煉油廠濕硫化氫環(huán)境下金屬材料應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂敏感程度的判定效果。

4 結(jié)語

就煉油廠而言，在長期運(yùn)行以及其他因素影響可能會(huì)形成濕硫化氫環(huán)境，而且這一環(huán)境下腐蝕類型較為復(fù)雜，這就應(yīng)要求有關(guān)部門對(duì)這一條件下腐蝕類型展開研究分析，并在考慮各類腐蝕類型條件下判定材料氫損傷，確保煉油廠濕硫化氫環(huán)境下材料氫損傷問題可以得到優(yōu)化處理，繼而延長煉油廠中各項(xiàng)基礎(chǔ)材料使用壽命和作用效果，為提高煉油廠綜合運(yùn)行效果和節(jié)能環(huán)保水平奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。