На установках производства серы коррозия, как правило, наблюдается в зонах, где температура поверхности металла ниже температуры конденсации водяных паров.

В металлических корпусах различных аппаратов установок производства серы не обнаруживается признаков коррозии, если снаружи они защищены соответствующим слоем теплоизоляции.

Разрушение корпуса печи-реактора происходило, когда его температура была достаточно низкой и отмечалась конденсация водяных паров на стальном корпусе из-за негерметичности внутренней футеровки.

Наблюдалась коррозия фундаментной плиты и вала циркуляционного насоса расплавленной серы, установленного в резервуаре хранилища жидкой серы.

Отмечалась коррозия подогревателей из сталей 08X13 в хранилищах серы (серных ямах). Пропуски пара, как правило, происходили в результате коррозии сварных стыков подогревателей. При попадании пара в расплавленную серу коррозионная активность ее сильно возрастает, так как в конденсирующемся паре растворяются содержащиеся в сере кислые газы. В этом случае могут быстро выйти из строя погружные насосы, внутренняя поверхность крыши серной ямы, изготавливаемая из стали 08X13.

В связи с тем что среды установки производства серы могут вызывать межкристаллитную коррозию (МКК), легированные стали, применяемые для изготовления тонкостенных элементов (решеток, труб теплообменников), должны обладать стойкостью к МКК (ГОСТ 6032—84).

Для того чтобы избежать конденсации агрессивной среды на поверхности аппаратов, рекомендуется при остановках перед охлаждением продувать все оборудование установок производства серы подогретым инертным газом.

В работах [27, 28] для изучения коррозионной стойкости различных материалов на установках получения серы на нефте- и газоперерабатывающих заводах проводили испытания образцов стали и алюминия в яме хранения жидкой серы. Образцы размещали на установке производства серы и в ее хранилище как при погружении в жидкую серу, так и над ней.

Условия работы в яме хранения жидкой серы следующие: верх ямы (паровая фаза) — температура 100 °С; P = 0,1 МПа; среда: пары серы, сероводород, сернистый газ, кислород, пары воды, азот; низ ямы — температура 130°С; Р = 0,1 МПа; среда: расплавленная сера, сероводород, пары воды. Продолжительность испытаний 2000 ч. Результаты испытаний приведены в табл. 8.12.

Полученные данные показывают, что с наибольшей скоростью (0,4 мм/год) корродирует углеродистая сталь в среде, содержащей одновременно H2S, SО2 и СО2 (как в жидкой, так и в паровой фазах). На НПЗ, где в парообразной фазе над расплавленной серой отсутствует СО2) скорость коррозии снижается до 0,02 мм/год. Высокой коррозионной стойкостью в условиях хранения жидкой серы обладают алюминиево-магниевый; сплав АМГ и алюминий А00, стали 08Х22Н6Т, 12XI8H10T, 08Х22Н6М2Т.

Таблица. 8.12. Результаты коррозионных испытаний образцов стали и алюминия в оборудовании производства жидкой серы

Таблица 8.13. Скорость коррозии (мм/год) сталей и сплавов на уставовке получения серы (ГПЗ)

Продолжение

Исследуемые хромистые стали 08X13, I0XI7T, 07Х14АГ20, а также хромоникельмарганцовистые 10Х14Г14Н4Т, 12Х18Г8Н2Б оказались в этих условиях коррозионно-стойкими, поэтому могут быть рекомендованы для изготовления оборудования узла хранения жидкой среды.

На одном из ГПЗ проводили исследования коррозионной стойкости сталей разных марок при 2048 ч выдержки в действующем оборудовании для получения жидкой серы. Места размещения образцов и полученные результаты представлены в табл. 8.13, из которой видно, что наибольшей скоростью коррозии во всех случаях характеризуются углеродистая сталь и сталь 15Х5М. Температура оказывает заметное влияние на скорость коррозии углеродистой стали. Так, в ряду: вход конвертора— реактор-генератор — выход конвертора скорость коррозии углеродистой стали с повышением температуры от 280 до 373 °С увеличивается соответственно с 0,05 до 0,142 и 0,260 мм/год.

С этих позиций нельзя объяснить высокую скорость коррозии углеродистой стали для экономайзера, где температура по регламенту 252 °С. Однако на самом деле в этом аппарате температура бывает значительно ниже, так как в трубное пространство часто попадает вода, а не пар, и, видимо, в этом аппарате происходит конденсация воды и сероводородная коррозия.

Для всех исследуемых условий замечено положительное влияние хрома (стали 15Х5М, 08X13, 10Х17Т) на скорость общей коррозии, дополнительное легирование никелем (сталь 12X18H10T) также повышает коррозионную стойкость. Однако на хромистых сталях (особенно 08X13) наблюдается питтинг.

Высокой коррозионной стойкостью во всех исследуемых условиях обладает марганцовистая сталь 06Х17Г15НАБ, стали Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т подвержены питтинговой коррозии.

Таким образом, в жидкой сере коррозионно-стойки хромистые стали с содержанием Сr > 13 %, хромоникелевые и хромо- марганцовистые. При температуре выше 300 °С коррозионно- стойки лишь хромистые стали с 17 % Сг и выше, а также стали 12Х18Н10Т и 06Х17Н15НАБ.

В табл. 8.14 приведены рекомендуемые материалы для одной из установок производства серы. При изменении состава среды и рабочих условий материальное оформление аппаратов может быть изменено.