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轻烃厂作为天然气加工、储存、集输的重要场所,其安全性备受关注。厂区内的大量换热器由于接触的的介质较复杂,有高温、高压、强腐蚀、高流速等特点,常出现腐蚀泄漏和冲刷泄漏。辽河油田80万轻烃厂内再生气换热器E-303封头和管束均出现较为严重的腐蚀和穿孔,严重影响轻烃厂正常安全运行。本次研究首先通过现场调研并采集轻烃厂内部4处气样和11处外部气源气样,对换热器腐蚀来源及腐蚀环境进行研究。研究结果表明:各气样中均含有氧气和二氧化碳,天然气中这些腐蚀介质会引起换热器中钢材的腐蚀,影响设备正常运行。现场采集换热器高温入口管束、低温出口管束、封头高温入口、封头低温出口、筛板高温入口、筛板低温出口、进口阀门、出口阀门腐蚀产物,利用XRF、XRD技术对腐蚀产物进行元素和化合物的组成分析,结果显示,各部位腐蚀产物组成基本相同,主要含有铁和硫元素,并且硫元素主要以非晶态出现。腐蚀产物主要是Fe3O4,存在少量的Fe2O3和FeOOH。利用动电位极化并结合SEM,研究了氧气、二氧化碳、温度对换热器封头Q345D钢腐蚀的影响。研究结果表明:氧气、二氧化碳的浓度和温度大小均会对钢材的腐蚀产生影响,但通过对极化曲线自腐蚀电流密度的比较可知,温度对钢材腐蚀影响最大。氧气、二氧化碳的浓度与钢材腐蚀程度成正比,且氧气对钢材造成的伤害比二氧化碳要大。氧气主要会造成钢材溃疡和小孔型的局部腐蚀,且分布较为集中;二氧化碳主要会造成钢材的全面腐蚀和严重的局部腐蚀,腐蚀坑范围较大,分布较为均匀;温度会对钢材造成严重损伤,但当温度大于溶液沸点时其腐蚀进程会受到影响。利用FLUNET软件,模拟流速对于换热器管束及封头的冲蚀腐蚀情况。模拟结果表明:随着流速的增大,管束内壁的剪切力逐渐增大,说明流速对管道内壁的腐蚀趋势有促进的作用,对于流态的模拟分析也表明,流速冲刷造成了封头高温进口挡板腐蚀相比于封头低温出口更为严重。最后利用动电位极化并结合SEM,研究了待选的8种钢材在模拟工况中的腐蚀情况。通过比较各钢材自腐蚀电流密度及腐蚀微观形貌,并结合现场实际情况及经济效益,从待选的8种钢材中选择316L不锈钢作为换热器管束的替代钢材,并提出相关防护对策。