脱乙烷塔底泵轴腐蚀分析及预防措施

周 俊，张 华

(浙江宁波终端天然气处理厂，浙江省宁波市 315800)

脱乙烷塔底泵轴腐蚀分析及预防措施

周 俊，张 华

(浙江宁波终端天然气处理厂，浙江省宁波市 315800)

海滨气候条件下的设备腐蚀是沿海生产单位普遍面临的问题。通过对某单位待投产使用的脱乙烷塔底回流泵泵轴所出现腐蚀情况进行分析，表明该处发生的腐蚀形式主要为点蚀和缝隙腐蚀，同时不排除微生物腐蚀的可能。在海滨气候条件下带有较多氯离子的雨水和雾滴容易从密封轴套与轴的上端间隙进入轴套与轴的狭窄空间内形成积水，由于天气变化原因，随着雨雾的不断聚集和水汽的蒸发，该空间内氯离子含量不断累积升高从而构成在高氯离子浓度下对不锈钢的腐蚀。为达到与外界隔绝和阻止水汽的进入，建议在密封轴套上部和轴接触处涂抹润滑脂。

待投产设备 海滨气候 回流泵 点蚀 缝隙腐蚀

1 设备介绍

深冷单元脱乙烷塔回流泵的作用是将脱乙烷塔底重组分加压后重新输入脱乙烷塔，进一步对乙烷进行脱除。工艺生产橇块有两套，每套有两台回流泵，一开一备，共四台。目前四台泵均和生产橇块内其它设备一起处于氮气正压待产保养阶段。前期通过对其中两台泵的泵体进行解体检查，发现内部有不同程度的腐蚀发生。

2 腐蚀发生的区域与特征

脱乙烷塔底泵泵轴结构见图1。泵轴腐蚀主要发生在集成式机械密封安装套的O型圈与泵轴接触处以及安装套中上部与泵轴接触的狭窄通道间歇内。以O型圈与泵轴接触处腐蚀情况最为严重，已出现直径2 mm，深度约1 mm的凹坑数个(见图2)。腐蚀破坏面为O型圈与泵轴接触的密封面，严重腐蚀的情况已导致静密封失效。另外，在泵壳内水室区也发现黄色浮锈。

2.1 腐蚀发生的机理

脱乙烷塔回流泵泵轴材料是A582-416不锈钢。不锈钢表面有一层超薄的、肉眼实际上看不见的氧化铬薄膜。膜的破损是腐蚀的开始，保护这层膜是缓蚀的关键［1］。当环境有助于保持钝化时不锈钢合金发生局部腐蚀的可能性就大大降低。当介质中有氯离子时，氯离子有选择性地优先吸附在钝化膜上，排挤氧原子，然后和钝化膜中阳离子结合，形成可溶性氯化物，在新的金属表面形成小蚀坑，蚀坑由于在多数情况下遇到的钝化阻力大而会继续增长。蚀坑内的金属表面则处于活化态，电位较负，坑外的金属表面则处于钝态，电位较正，腐蚀电池由此形成。阳极上的金属溶解成为金属离子进入溶液，放出的电子被阴极消耗掉，同时蚀坑快速加深，坑外金属得到阴极保护［2］。介质的pH值、流速、温度和微生物对腐蚀速率也势必产生影响。

图1 间隙位置Fig.1 The gap position

图2 轴与轴套Fig.2 The shaft and the sleeve

2.2 腐蚀的形式和原因分析

在拆开连接管道和泵体后，发现有水存在。根据腐蚀表面特征，认为其发生的腐蚀形式主要为点蚀、缝隙腐蚀，也存在微生物腐蚀。

点蚀:发生在轴与机械密封安装套的间歇以及轴套O型圈与轴接触处。此处轴表面曾有水的积聚，在水中有氯离子存在。点蚀发生在表面生成钝化膜的泵轴材料上。当钝化膜受到破坏后，在破坏膜下的金属基体呈活化态，而钝化膜仍然处于钝化状态，便形成了钝化-活化腐蚀电池。钝化表面为阴极，其面积比活化区大很多，腐蚀就向深处发展而形成小孔。由于海滨环境雨雾中大量氯离子的存在，氯离子从轴与轴套上部结合处进入二者间隙并聚集和浓缩，从而促进了这种腐蚀的加速发展。

缝隙腐蚀:在O型密封圈和轴结合处发生的腐蚀行为主要为缝隙腐蚀，而且这里的腐蚀情况比较严重。在管道水排出后，O型圈和泵轴的结合处还存在少量的水，并且此时轴与O型圈之间缝隙内的介质也处于滞留状态。腐蚀开始时，氧的去极化腐蚀在缝隙内外均匀进行。因滞留关系，氧只能以扩散方式向缝内传递，缝内的氧消耗后供应不足，氧化还原反应很快终止。而缝外的氧可得到相对充分的补充，所以缝外的氧化还原反应继续进行。缝内、外构成宏观的氧浓差电池，缝内为阳极，缝外为阴极。由于形成了大阴极小阳极的特征，腐蚀速度较大。阴阳极分离，二次腐蚀产物在缝口形成，逐步发展为闭塞电池。此时缝内金属阳离子难以扩散出去，随着Fe3+和Fe2+的不断累积，缝内正电荷不断增加，同时吸引缝外Cl－进入缝内以保持电荷平衡，使缝内介质酸化，加速了阳极溶解。阳极加速溶解又吸引更多Cl－进入。随着氯化物的含量的增加，氯化物的水解又使介质的酸性增强。这样便形成一个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。［3］

微生物腐蚀:由于本设备是集成橇块式从国外进口，早已安装在该橇块的管道流程中，加之船运途中的海洋潮湿环境，以及在厂内安装中的水分进入。水在集成式机械密封安装套O型圈上不断积聚，形成腐蚀产生的水膜条件。此处有利于可产生微生物腐蚀菌的如铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌以及硫化氧化菌等存在而产生微生物腐蚀。

2.3 处理措施及建议采取的防范

处理措施:轴和安装套间由于腐蚀孔的存在，已不能满足此处O型圈密封要求，故将此轴用备用轴更换，并将故障轴送外单位电刷镀返修备用。

防范建议:由于该设备结构特点，在设备长期静置不用的情况下，在海滨气候条件下带有较多氯离子的雨水和雾滴容易从密封轴套与轴的上端间隙进入轴套与轴的狭窄空间内形成积水，从而构成腐蚀形成的条件。可在密封轴套上部和轴接触处涂抹润滑脂封闭缝隙与外界的通道，阻止水汽的进入。另外针对类似情况，对厂内其它有类似结构的动设备进行检查，并做同样的对外界水汽的隔绝防护处理，防止同类腐蚀情况的发生。

［1］鲍其鼐.氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀［J］.工业水处理，2007，27(9):1 ～6.

［2］田永奎.金属腐蚀与防护［M］.北京:机械工业出版社，1995:46-49.

［3］曹楚南.腐蚀电化学原理［M］.北京:化学工业出版社，2004:322-328.

Analysis of Corrosion in Bottom Pump of Deethanizer and Preventive Measures

Zhou Jun，Zhang Hua
(NG Plant of Zhejiang Ningbo Terminal，Ningbo，Zhejiang 315800)

The equipment corrosion in marine climate is the problem facing the coastal refiners and petrochemical plants.The analysis of corrosion of the shaft of bottom reflux pump of deethanizer to be commissioned shows that the corrosion in the pump shaft is mainly pitting corrosion and crevice corrosion as well as possible microbial corrosion.In marine climate，it is easy for rain water and fog containing chlorine ions to enter the space between shaft sleeve and shaft from top of sealing sleeve and shaft，and water is accumulated.With the condensation and accumulation of rain water and fog and vaporization of condensate water，the chlorine ions in the condensate is increased in the space and corrosion occurs on the stainless steel at high chlorine ion concentration.To isolate or prevent water and water vapor from entering the space，it is recommended to apply lubricant on the contact location of top of seal sleeve and shaft.

equipment to be commissioned，marine climate，reflux pump，pitting corrosion，crevice corrosion

TE986

B

1007－015X(2012)03－0031－02

2012－02－ 04;修改稿收到日期:2012－04－19。

周俊(1981－)，2003年毕业于重庆石油高等专科学校，助理工程师，主要从事机械设备维护工作。E-Mail:42939549@qq.com

(编辑 张向阳)