现场检测情况

现场检查发现，分布器（管）外壁存在不同程度的腐蚀减薄，局部区域已穿孔；减薄较轻处呈蓝绿色，减薄严重穿孔处附近呈银白色，整体呈现流体介质冲蚀破坏的特征，如图2所示。

图2 汽提塔顶循下返塔分布管

汽提塔顶循线管壁严重减薄并穿孔，外壁已采取黏贴碳纤维层及堵漏处理。减薄发生在管线内壁，如图3所示，具有流体介质冲刷腐蚀的形貌特征。

图3 汽提塔顶循管线减薄区域

该管线规格为DN300，原始厚度6.35 mm，经厚度检测，顶循管线的直管及弯头厚度在1.82~4.9 mm区间，计算出腐蚀速率大于2.5 mm/a。

理化检验情况

采用光谱仪对分布器、顶循管线的材质进行化学成分分析。结果显示分布器材质为S2205不锈钢，其化学成分符合2205双相不锈钢标准要求；顶循管线材质为304L不锈钢，化学成分同样满足相应标准要求。

采用蔡司Axio Observer Z1型金相仪器对汽提塔内分布器及顶循管线进行组织分析。结果显示汽提塔内分布器由铁素体（棕色）+奥氏体（白色）双相组织构成，如图4(a)所示；分布器（管）的平均硬度为222.1 HV1.0；塔顶循管线管壁内侧出现深浅不等的沟坑；组织为奥氏体+少量铁素体，如图4(b)所示，顶循管线的硬度为181.4 HV1.0。组织和硬度均符合相关标准要求。

图4 分布器和顶循管线的组织

采用赛默飞INSPECTE型扫描电镜（SEM）对分布器（管）外壁进行形貌分析，发现表面覆盖腐蚀产物，且存在网状开裂；能谱（EDS）分析结果表明，腐蚀产物主要由O、Fe、Cr、Mo、Mn等元素构成，且以Cr的氧化物为主。

结合X射线衍射（XRD）分析结果（与标准谱图对比），确定腐蚀产物为铁的铵盐(NH4)2Fe2(OH)4(CO3)2·2H2O、铁氰化物Fe4[Fe(CN)6]3和氧化物Fe2O3，如图5所示。

图5 表面腐蚀产物的EDS和XRD谱

对顶循管线样管内壁典型腐蚀区域进行形貌观察和能谱分析。结果显示，腐蚀产物主要由O、S、Cl、Cr、Fe、Ni、Mn等元素构成，其中S元素含量较高；在腐蚀产物较少区域，介质冲刷痕迹明显，管壁减薄严重，如图6所示。

图6 顶循管线内壁腐蚀产物的SEM形貌和EDS结果

对近一年的汽提塔顶回流物料及原料酸性水取样分析数据进行统计，结果表明酸性水及回流物料呈中性（偏碱性），含有少量氯离子、氰化物、硫化物及大量氨氮等，如图7所示。

图7 腐蚀介质检测结果

酸性水中NH3-N的平均质量浓度为2716.06 mg/L，最高质量浓度达到5808 mg/L；硫化物的平均质量浓度为44.37 mg/L，最高质量浓度达到249 mg/L。

结合顶循管线的工作温度（75 ℃左右），对照结盐曲线可知，在汽提塔顶循系统中，顶循管线极易形成铵盐结垢，且塔顶注水等工艺操作形成的混合介质对顶循管线冲刷作用显著。

腐蚀原因分析

酸性水汽提塔顶和回流系统普遍存在铵盐腐蚀和冲蚀协同作用，具体反应式为：

铵盐结晶颗粒沉积在管壁表面，阻碍介质流动和热传递，导致汽提塔内壁及管线温度降低，液态水吸附在表面，铵盐溶于水形成局部腐蚀性溶液。Cl^-具有很强的吸附性且半径小，会加速金属表面保护膜破坏；同时，在流体冲刷作用下，保护膜逐渐脱落，金属基体持续发生阳极反应，腐蚀不断加剧。

此外，沉积的铵盐（NH4Cl/NH4HS）颗粒在水环境中形成垢层，由于铵盐具有吸湿潮解特性，即使在无水环境中也易引发严重的垢下腐蚀，相关腐蚀反应如下：

分布器（返塔下段）虽采用2205双相不锈钢并进行了耐蚀耐热表面强化（CTS）技术处理，但抗流体冲刷性能有限。酸性水中的铵盐、亚铁氰化铁等垢物堆积在分布器表面，在流体冲刷作用下，垢物与金属表面发生摩擦，同时腐蚀介质持续侵蚀金属基体，冲刷与腐蚀协同作用加速了分布器表面的破坏，最终导致局部腐蚀穿孔。

研究表明，当酸性水中有铵盐类垢物存在时，管道容易发生冲蚀。

研究中酸性水中的铵盐、亚铁氰化铁来源于炼油过程中原油含氮化合物的热分解产物，形成含H2S、HCN、NH3、H2O腐蚀环境。当硫化物质量分数大于0.5%，氮质量分数大于0.1%，CN^-质量浓度大于200 mg/L时，腐蚀作用尤为剧烈。

在分布器表面蓝绿色区域检测出的亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3（普鲁士蓝），进一步验证了该腐蚀环境的存在。

单塔汽提工艺特点导致腐蚀介质在气化装置中产生后，富集在酸性水中并持续进入汽提装置，在顶循段不断累积，加重了顶循返塔管线的腐蚀。

顶循系统管线极容易形成硫氢化铵盐结垢，铵盐受热不稳定易分解，且水溶性强、腐蚀性高，溶于水后使介质酸性增强，腐蚀速率随温度的升高而加快。

同时，顶循管线内壁在冲刷腐蚀及卤素离子破坏下失去保护作用，金属铁易被溶解形成腐蚀沉积物，进一步加速了腐蚀。