某化肥廠(chǎng)合成車(chē)間銅洗工段氨洗塔于1976年投入運行，其簡(jiǎn)體為雙層熱套結構。氨洗塔的規格及運行工況為：規格尺寸：①1000×18450（25+20）mm；主體材質(zhì)：16MnR；操作壓力：11．4MPa；操作溫度：20～30℃；操作介質(zhì)：氨水、N2、H2、CO、CH，及微量CO2.

　　該氨洗塔的作用是用氨水吸收、去除從銅洗塔塔頂出來(lái)的合成氣中的微量CO2氣體。在2004年1O月上旬的定期檢驗中，發(fā)現該氨洗塔的第一筒節有局部腐蝕現象，蝕坑最深處達7．5mm

　　1原因分析

　　氫對設備材料的影響

　　氫對鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強度沒(méi)有明顯的影響，但卻劇烈地降低鋼的塑性，對鋼的危害很大。這主要是因為當較多的氫溶解于固態(tài)鋼中時(shí)，可導致鋼中出現非常危險的內部裂紋。

　　氫原子是質(zhì)量最輕、直徑最小的元素，因此它在金屬中的擴散活化能比其它元素低得多，活性比較自由，即使在固態(tài)金屬中，氫原子也能侵入或逸出。這種由于擴散到金屬中位錯處的氫或生成金屬氫化物所造成的材料脆化現象稱(chēng)為氫脆。氫是在各種各樣的環(huán)境中產(chǎn)生的，如水、潮濕空氣、碳氧化合物、海水、酸等，因此氫脆可以是由于酸洗、電解可腐蝕反應所產(chǎn)生的氫所造成，也可以是因金屬與氫接觸所引起的。一般情況下，鋼中的含氫量很低。然而長(cháng)期運行在氫氣環(huán)境中鋼材，由于環(huán)境中的氫分子在分解成原子或離子后，會(huì )吸附在金屬表面，然后溶入金屬中并向其內部擴散，與金屬進(jìn)行了交后作用。擴散人金屬中的氫，會(huì )在鋼中的各種微觀(guān)缺陷（如位錯、、空位等），不均勻的應力應變，以及組織形態(tài)等部位發(fā)生聚集。在應力的作用下，位錯處既產(chǎn)生了應力集中，又導致氫的濃集，生成了“氫氣團”。這種雙重作用提高了材料的應力腐蝕敏感性。

　　金屬中局部富集的氫，當超過(guò)固溶度后，就會(huì )在晶粒內微孔處析出，形成H2或和鋼中碳反應生成cH4.這些氣體聚集后可形成高壓，使材料脆斷。該氨洗塔中的氣體介質(zhì)中含有較高的氫分壓，通過(guò)二十多年的運行，極有可能造成氫在材料內部的聚集，在補焊過(guò)程中如果不進(jìn)行消氫處理，很有可能產(chǎn)生延遲裂紋。當裂紋擴展達到臨界值，就會(huì )產(chǎn)生裂紋失穩擴展的急劇破壞事故。

　　另外，在-30～30℃的溫度范圍內，材料的氫脆敏感性最高。這是由于隨著(zhù)溫度的升高，氫的擴散加快，向空氣中逸出量增加，結果使鋼中氫含量下降所致。

　　電化學(xué)腐蝕

　　在腐蝕電解液中，金屬與電位更高的另一種金屬或非金屬導體電連接會(huì )引起加速腐蝕，這就是電化學(xué)腐蝕。能夠發(fā)生電化學(xué)腐蝕必須同時(shí)具備三個(gè)條件：腐蝕電解液、電位更高的金屬或非金屬電連接。同種金屬構件的不同部位電位有差別，例如，焊接件焊縫的電位與基體電位有差異；構件的冷加工部位或受應力部位電位較低；或者是電解液中貴金屬離子在構件局部表面發(fā)生沉積，這些都可能會(huì )使構件出現類(lèi)似電化學(xué)腐蝕的現象。

　　合成氣是從銅洗塔中由醋酸銅溶液吸收、去除微量H2S后進(jìn)入氨洗塔的，這也就有可能將醋酸銅溶液帶入氨洗塔。在氨洗塔內，醋酸銅溶液與氨水發(fā)生中和反應，生成單質(zhì)銅覆蓋在塔壁上。銅的電位為一0．08V，碳銅的電位為-0．40V，在電解液中，對于沒(méi)有被銅覆蓋的碳鋼表面就會(huì )發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使碳鋼遭受到嚴重的腐蝕。

　　氨水自身的腐蝕性不強。氨水中的二氧化碳含量不超過(guò)0．02％時(shí)，碳鋼有耐腐蝕性。若合成氣中有較多的二氧化碳，就會(huì )在氨水中形成甲銨或碳酸銨，碳鋼就會(huì )遭受到明顯腐蝕。

　　容器檢驗選點(diǎn)部位不合理

　　該氨洗塔整體高度為18450mm，除平蓋封頭和槽鋼平支架外，中部由9個(gè)筒節構成。自該氨洗塔投運以來(lái)，均由企業(yè)所在地鍋爐壓力容器特種設備檢驗所進(jìn)行定期檢驗。在2004年10月以前所進(jìn)行的歷次檢驗中，因氨洗塔第一筒節為液相，內部又有支架，所以在檢驗選點(diǎn)時(shí)未考慮。但由于檢驗選點(diǎn)的不合理，使可能早已出現的隱患未被及時(shí)發(fā)現，從而延誤了整改最佳期，使腐蝕程度不斷加劇。

　　2隱患整改方案

　　檢驗結果出來(lái)后，陜化化肥股份有限公司化肥廠(chǎng)立即組織廠(chǎng)內有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了討論分析，確定了維修方案。為了保證設備的安全使用，考慮到減薄部位的強度問(wèn)題，由相關(guān)有資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人員對氨洗塔的腐蝕部位用磨光機打磨后，用BM310Mo--L(①3．2mm；Cr24．0～26．0％，Nil9．0～23．0％，Mo1．9～2．4％)不銹鋼焊條進(jìn)行了補焊。補焊結束后未進(jìn)行任何無(wú)損檢驗即投入了運行。