Page 70 - 理化检验-物理分册2022年第九期

蔡 锐, 等: 某水套加热炉盘管腐蚀原因

图 4 盘管外表面腐蚀产物的 SEM 形貌
表 2 腐蚀产物的能谱分析结果 % 70~80 ℃ 。当炉膛水温度升高时, 氧原子向金属表

质量分数 面的扩散速率增大, 导致腐蚀速率增大。同时, 地层
项目
C O Cl Na Ca M g Fe 水中的离子浓度越高, 溶液的导电性就越好, 氯离子
实测值 0.49 31.06 1.54 0.80 4.65 1.34 60.12 也会破坏腐蚀产物膜的完整性, 从而进一步加剧氧
腐蚀过程。现场水质分析结果如表 3 所示。
表 3 现场水质分析结果 m g / L
离子质量浓度
项目
- - 2- 2+ 2+ 2+ 2+
HCO 3 Cl SO 4 Ca M g Ba Sr

实测值 12 3492 22.9 330.3 30.6 0.692 16.77
此外, 氧化铁垢的形成还会进一步促进腐蚀。
氧化铁作为电化学腐蚀的阴极, 在加热条件下, 垢下
氧化铁膜遭到破坏, 使裸露的金属碳钢变为阳极, 并
在水中发生腐蚀 [ 2 ] 。
图 5 腐蚀产物的 XRD 分析结果
此外, 因金属过热在垢下还会发生汽水腐蚀。
2 综合分析 氧化铁垢的腐蚀形态主要表现为: 较大面积的
结垢腐蚀, 氧化铁垢呈黑褐色鱼鳞状, 垢下金属大部
水套加热炉包括锅筒、 盘管、 火筒和烟管等部 分遭到腐 蚀, 这 与 该 盘 管 腐 蚀 产 物 截 面 形 貌 是 一
件, 其中盘 管 是 加 热 炉 的 核 心 传 热 部 件。 炉 膛 水 致的。
具有硬度高, H 偏低和钙、 镁离子含量高的特点,
p
盘管内为油田采出物。该腐蚀盘管的宏观观察及 3 结论及建议
金相检验结果表明, 盘管以外壁腐蚀为主, 内壁腐 该加热炉盘管腐蚀主要是高温水浴中的溶解氧
蚀程度相 对 较 轻。 XRD 分 析 结 果 表 明, 盘 管 表 面 腐蚀而导致的, 同时伴随着在垢下因金属过热而产
。综 合 上 述 理 生的汽水腐蚀。
的腐蚀产物主 要 为 Fe 3O 4 及 Fe 2O 3
化检验结 果 可 判 断, 加 热 炉 盘 管 的 腐 蚀 形 式 主 要 为减缓加热炉盘管的腐蚀, 建议定期清洗加热
为溶解氧腐蚀。 炉盘管, 并采用在水浴中加入缓释阻垢剂、 除氧剂或
碳钢的溶解氧腐蚀过程首先生成 Fe ( OH ), 生 对盘管外表面进行渗铝等措施进行防护处理。
2
成的亚铁离子通常情况下很不稳定, 遇到氧原子时
参考文献:
3
极易氧化生成 Fe ( OH ), 其再经过脱水生成 Fe 2O 3
和 FeO ( OH ) 均为疏松多孔 [ 1 ] 徐鑫, 杨敏 . 单井水套加热炉盘管腐蚀机理分析[ J ] .
和 FeO ( OH )。 Fe 2O 3
的物质, 并且与基体附着的能力差, 无保护作用, 所 石化技术, 2020 , 27 ( 10 ): 240-241.
[ 2 ] 李建宾, 钦祥斗 .Q245R 钢锅炉管爆管原因[ J ] . 理化
以氧腐蚀一般都可以无障碍地持续进行, 对材料造
检验( 物理分册), 2020 , 56 ( 10 ): 42-46.
成腐蚀破坏。
加热炉盘管外接触的炉膛水温度较高, 可达到
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