С целью разработки способов защиты от коррозионного растрескивания оборудования установок аминовой очистки газов и учитывая отсутствие единых взглядов на механизм этого вида разрушения, ВНИИНефтемашем были проведены исследования для получения дополнительных данных.

Поскольку все случаи растрескивания аппаратов и трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей на установках сероочистки отмечались исключительно в зоне сварных швов, чаще всего на участках, имеющих наиболее высокие температуры, в лабораторных условиях исследовалось влияние напряжений и температуры на коррозионное растрескивание углеродистых и низколегированных сталей. Напряжения создава ли методом деформации стальной полосы. Полосы из СтЗ и 16ГС изгибали в виде скобы, кольца или петли в соответствии с методикой [22]. За продолжительный срок испытания — 5000 ч ни один из напряженных образцов не дал трещин (табл. 8.5).

Таблица 8.5. Методика испытаний напряженных образцов из СтЗ и 16ГС в 15 % растворе МЭА

Примечание. Продолжительность испытания 5000 ч; содержание СО2 или H2S 0,6 моль на 1 моль МЭА.

Таблица 8.6. Результаты испытаний образцов — петель из стали 16ГС

Примечания. 1. Стальную полосу, из которой изготавливали петли, предварительно растягивали до остаточного удлинения 10 %.

2. Продолжительность испытания 2000 ч, содержание СО2 или H2S 0.9 моль на 1 моль амина; температура 130 °С.

3. Петли из сталей 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т, 10Х14Г14Н4Т не дали трещин за 2000 ч.

Вторая серия образцов была изготовлена из низколегированной стали 16ГС, но полосы предварительно растягивались для создания 10 % остаточного удлинения. В этой серии испытаний, менее продолжительных, чем первые (2000 ч), отмечалось растрескивание образцов (табл. 8.6). В жидкой фазе треснули образцы в растворах МЭА и ДЭА, насыщенных СО2. В чистых растворах аминов и в растворах, насыщенных H2S, растрескивания не наблюдалось.

В паровой фазе наблюдалось растрескивание образцов при всех условиях испытания. Необходимо особо отметить растрескивание за короткий срок образцов в паровой фазе чистых растворов.

В табл. 8.7 приведены результаты аналогичных испытаний петель, изготовленных из стали 16ГС, прошедшей предварительно специальную закалку — нагрев до 925 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в воду—для увеличения твердости стали (HRC не менее 30). Результаты этих испытаний согласуются с приведенными в табл. 8.6 (испытание петель из предварительно растянутых полос).

Из данных табл. 8.5—8.7 может быть сделан вывод о том, что растрескивание углеродистых и низколегированных сталей в растворах аминов возникает при наличии в металле высоких внутренних напряжений.

Таблица 8.7. Результаты испытаний напряженных закаленных образцов — петель из стала 16ГС в 15 % МЭА, насыщенном H2S и CO2

Примечания. 1. Режим термической обработки; нагрев до 925 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в воду. После термообработки для испытаний были выбраны образцы, имеющие твердость не менее 30.

2. Содержание СО2 или H2S 0,6 моль на 1 моль МЭА.

3. Продолжительность испытания 3000 ч.