[发明专利]抗应力腐蚀的稀土合金钢管壳式换热器

说明书

本发明专利涉及石油化工装置中的热交换器领域。

在石油化工系统中普遍存在着H₂S和Cl^-的应力腐蚀现象，特别是被用作传热设备的换热器，一般金属材料很难解决H₂S和Cl^-的应力腐蚀问题，一些企业在碳钢(如10^#、16MnR等)材料所不能解决的情况下而采用喷涂，而涂料在高温和冲刷的作用下容易脱落，其耐腐蚀效果并不明显，而不锈钢不仅价格高而且还不能解决应力腐蚀问题，因为溶液介质中的氯离子≥10PPm和H₂S≥100PPm时便会产生应力腐蚀的敏感性。此外，不锈钢的导热性能较差，一般仅为碳钢和低合金钢的1/3，在选用不锈钢材料时，还必须对换热器的换热面积进行扩容，不仅效率低，而且还额外增加投资成本。

本发明的目的在于提供一种既耐应力腐蚀又耐均匀腐蚀，而价格又相对低廉的抗应力腐蚀的换热器产品。

本发明是通过如下技术方案实施的：

本人于98年9月29日中报了专利“抗硫腐蚀的特殊钢管”(申报号98121615.3)，其中的12Cr2AlMoV具有特殊的抗应力腐蚀性能，在此基础上又改进开发了08～09Cr2AlMoRE的稀土合金钢，并已申报发明专利。本发明专利的特点就是用08～09Cr2AlMoRE的冷拔无缝钢管和板材为主体的防腐材料制作换热器管束和壳体。具体方案为：凡在管程和壳程中走H₂S和Cl^-等腐蚀介质的条件下均可使用08～09Cr2AlMoRE冷拔钢管制作的换热器，一般浓度条件为Cl^-≥10PPm、H₂S≥100PPm。换热器管束的管板在腐蚀不太严重的情况下可选用16Mn锻，在腐蚀较重的情况下应选用与管材匹配的材质，或耐蚀成分相近的材质，如12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV、15CrMo等低合金铬钼钢系锻件，筒体用08～09Cr2AlMoRE钢板材。本技术方案所选钢种08～09Cr2AlMoRE的耐腐蚀性能如下：

1.几种钢的耐腐蚀性能对比：

                         表1 均匀腐蚀试验对比

介质浓度、温度、浸泡时间08～09Cr2AlMoRE  12Cr2AlMoV  08Cr2AlMo3％HCl    80℃  24h    5.17    7.68    12.750％H₂SO₄ 70℃  6h    17.0    25.0    37.0

注：腐蚀速率单位为：mg/cm²h