典型脱硫装置的超期承压设备检验策略探讨

引言

随着运行时间的增长，部分脱硫装置中的承压设备逐渐进入超期服役状态。这些超期承压设备因长期承受高温、高压、腐蚀等恶劣工况，其材料性能劣化、结构完整性受损，安全隐患日益凸显。因此，制定科学合理的超期承压设备检验策略，及时发现并消除潜在安全隐患，对于保障脱硫装置的安全稳定运行、促进工业可持续发展具有重要意义。

1 脱硫装置流程的关键优化点补充

1.1 原料预处理强化

若原料气含高浓度重烃（如凝析油），需增设低温分离器（-10~5℃）或聚结器，避免重烃进入吸收塔后附着在填料表面，导致传质效率下降和“液泛”风险。对于液态烃（如石脑油），预处理阶段需加入抗乳化剂，防止脱硫剂与烃类形成稳定乳化液，减少后续富液再生系统的“带油”问题（油分会附着在再生塔塔盘，导致塔盘堵塞和腐蚀加剧）。

1.2 脱硫反应辅助措施

胺液脱硫系统中，吸收塔入口前会设置胺液过滤器（精度 5～10μm ），过滤胺液循环过程中产生的降解产物（如热稳定盐）和固体杂质，避免杂质划伤设备内壁或引发沉积物下腐蚀。对于高 H₂S 含量原料（如 H₂S 体积分数 >5% ），会采用“两级吸收工艺”：一级用廉价碱液（如 NaOH）脱除大部分 H₂S，二级用高效胺液（如 MDEA）深度脱硫，既降低胺液消耗，又减少吸收塔内 H₂S 局部浓度过高导致的湿硫化氢腐蚀。

1.3 硫回收预处理

克劳斯装置入口前增设酸性气过滤器和氨洗塔，去除酸性气中的固体颗粒和氨（若原料气含氨），避免氨与 H₂S 反应生成硫氢化铵（NH₄HS），该物质在低温下易结晶堵塞管道，同时防止颗粒冲刷克劳斯反应器内壁引发冲蚀。

2 针对性损伤防控关键措施

2.1 腐蚀类损伤（湿硫化氢、酸性、电化学、沉积物下）防控

（1）选材优化：吸收塔、酸性气管道：选用抗湿硫化氢腐蚀的材料，如 09MnNiDR（低温工况）或 316L 不锈钢（高硫工况），焊缝采用“超低氢焊条”（如 E5015-G），减少氢脆风险；再生塔塔盘：采用双相不锈钢（2205），耐酸性腐蚀和高温氧化性能优于普通碳钢。（2）工艺控制：胺液系统：控制胺液 pH 值在 8.5~9.5（通过添加缓蚀剂调节），避免 pH 过低引发酸性腐蚀；定期过滤胺液（精度 5μm, ），去除热稳定盐和固体杂质，减少沉积物下腐蚀。（3）运维措施：定期“在线清垢”：对吸收塔、换热器采用“高压水射流清洗”（压力 20~30MPa），清除内壁沉积物；腐蚀监测：在设备关键部位（如吸收塔底部）安装“腐蚀挂片”或“在线腐蚀探针”，每月检测腐蚀速率，超 0.1mm/ 年时及时调整工艺。

2.2 力学类损伤（氢脆、冲蚀、疲劳）防控

（1）氢脆防控：设备检修后：对焊接部位进行“脱氢处理”（250~300℃保温 2~4 小时），促进金属内部氢原子逸出；避免静态高应力：设备接管、法兰等应力集中部位，采用“圆弧过渡”设计，减少局部应力（应力值控制在材料屈服强度的 60% 以内）。（2）冲蚀防控：流体流速控制：吸收塔入口气速≤3m/s，换热器管程流速 ⩽2m/s ，避免高速流体冲击；局部防护：在管道弯头、设备入口处加装“耐磨衬里”（如陶瓷衬里）或“导流板”，改变流体流向，减少颗粒冲击。（3）疲劳防控：载荷稳定控制：避免设备压力、温度频繁波动（波动幅度 ⩽ 设计值的 10% ），如再生塔蒸汽加热采用“分程控制”，平稳调节温度；定期应力检测：对长期承受交变载荷的设备（如往复式压缩机出口管道），每 2年进行一次“应力测试”（采用 X 射线应力分析仪）。

2.3 高温类损伤（高温氧化、蠕变、局部过热）防控（1）高温氧化防控：再生塔内壁：涂刷“高温防腐涂层”（如铝基陶瓷涂层），形成致密氧化屏障耐温可达 400℃；定期检查氧化层：每半年采用“超声波测厚”检测氧化层厚度，超 1mm 时采用“喷砂处理”清除，避免氧化层剥落引发进一步腐蚀。（2）蠕变与局部过热防控：温度监控：在设备高温部位（如再生塔加热盘管）安装“多点热电偶”，实时监测温度，超设计温度 10℃时触发报警。

3 典型脱硫装置中超期承压设备的检验策略

3.1 全面检验

制定详细检验计划：本检验计划以脱硫装置超期承压设备的类型差异（如塔器、换热器、储罐等）、结构特点（如焊缝分布、应力集中部位）及运行工况（压力、温度、介质腐蚀性）为核心依据，结合设备常见损伤机理（如湿硫化氢腐蚀、氢脆、冲蚀等），构建“全维度覆盖、高风险聚焦”的检验体系。计

外观检查：清除设备表面油污、浮锈及破损保温层，露出金属本体；对于法兰、焊缝等关键部位，采用高压空气（0.6MPa）吹扫，确保无杂质遮挡。准备工具：高清数码相机（像素 ≈2000 万）、内窥镜（探头直径 ⩽8mm ，可 360^∘ 旋转）、渗透检测剂（符合 GB/T18851 标准）。

内部检查：检查内部结构件：喷淋管（用通球试验检测堵塞，球径为管径的 80% ）、除雾器（检查叶片变形或破损，用灯光照射判断通透性）、支撑梁（检查弯曲变形，用水平仪测量挠度）；腐蚀检查：用内窥镜重点拍摄塔壁焊缝、接管内壁的腐蚀形态，区分“溃疡状腐蚀”（湿硫化氢）与“点状腐蚀”（沉积物下）。

2.2 状态监测

在线监测系统的建立与应用：利用现代传感技术、信息技术等，建立超期承压设备的在线监测系统。实时监测设备的压力、温度、液位、振动、应力等参数，通过数据分析和处理，及时发现设备运行状态的异常变化。利用专业软件对数据进行分析，当参数超出正常范围时，系统自动发出报警信号。

2.4 制定应急预案

事故场景模拟：模拟超期承压设备可能发生的泄漏、爆炸等事故场景，分析影响范围与后果，为制定预案提供参考。应急响应流程制定：明确事故发生时的应急响应流程，包括报警、人员疏散、救援措施实施等，确保高效应对。培训与演练：对相关人员开展应急培训，定期组织演练，提高应急处理能力。

2.5 维修决策

对于发现的缺陷，应根据缺陷的性质、大小、位置等，选择合适的维修方法，如补焊、更换部件、修复腐蚀部位等。在制定维修方案时，要充分考虑设备的运行要求、维修成本、维修时间等因素，确保维修方案的可行性和有效性。维修质量控制：在设备维修过程中，要严格控制维修质量。维修人员应具备相应的资质和技能，按照维修工艺要求进行操作。对维修过程中的关键环节，如焊接质量、部件安装精度等，进行严格的质量检验。

结语

通过采用无损检测技术、理化性能检测、安全附件校验等多种检验方法，制定涵盖全面检验、风险评估、状态监测及维修决策等方面的综合检验策略，并结合实际案例进行应用，能够及时发现设备存在的安全隐患，科学评估设备的风险等级，合理制定维修方案，有效保障超期承压设备的安全运行。

参考文献

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