Abstracto. Arrastre de sosa cáustica (NaOH)

Abstracto

Arrastre de sosa cáustica (NaOH) en la trayectoria de vapor causó un fallo catastrófico en tubos de acero inoxidable 304H en un calentador a gas y dio lugar a un cierre inesperado después de sólo 5 meses de servicio continuo, tras el inicio de la producción. Se estudió la causa de la falla, con un enfoque en el efecto de fragilización cáustico en el agrietamiento por corrosión bajo tensión. Las grietas se examinaron en el cordón de soldadura, la zona afectada por el calor, y las áreas sifón. La dureza se mide para el metal de base, la zona afectada por el calor, y el metal de soldadura, y microestructuras se examinaron mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Iniciación de grietas se atribuye a ranuras en el carburo precipitado en la zona afectada por el calor y también la formación de fase sigma en el metal de soldadura, como se muestra por análisis de rayos X de dispersión de energía. Además, la grieta se propagó por fragilidad cáustica a causa de tensiones residuales y martilleo.

Por último, el rasgo característico de la fractura se ilustra mediante el escaneo de fractography microscopía electrónica, y se compone principalmente de corrosión intergranular bajo tensiones y algunas cuasi-divisiones transgranulares.

Introduccion

Se necesitan tres factores clave para el inicio y la propagación de la corrosión intergranular bajo tensiones: un material susceptible, un ambiente corrosivo, y el estrés suficiente. Aunque los aceros inoxidables austeníticos son susceptibles a la sensibilización y la corrosión intergranular bajo tensión,  son ampliamente utilizados en tubos de calderas y recalentadores debido a su alta resistencia a la corrosión, alta resistencia a la oxidación, las características mecánicas aceptables a temperaturas elevadas, y bajo costo.

El hidróxido de sodio se inyecta para neutralizar componentes ácidos en el camino de vapor, pero cáustica puede concentrarse en tubos de calderas y atacar la superficie de metal (conocida como la especulación); incluso trazas de sosa cáustica en el vapor se pueden depositar en las superficies y causar concentraciones  de mucho porcentaje. No sólo granos sensibles, sino también la fase sigma formada en el metal de soldadura puede iniciar el agrietamiento cáustico. En esta investigación, la causa del fracaso de los tubos de acero inoxidable 304H del sobrecalentador en una planta petroquímica de metanol en Irán se estudió con especial atención a los efectos de la fragilidad cáustica sobre la corrosión intergranular bajo tensiones.

Presentación del caso

Condición de servicio

Para impulsar las turbinas de vapor de alta presión para el proceso de metanol, vapor sobrecalentado se genera en un calentador de gas de cilíndrico vertical. Seis intercambiadores de calor están dispuestos en el sistema de calentador de conductos de encendido, que consiste en un una sección de convección y radiante.

El agua desmineralizada para la caldera de vapor y la ruta posterior está dispuesto en la unidad de tratamiento de agua. La corriente de alimentación a la unidad de tratamiento de agua comprende agua desmineralizada desde el límite de la batería para el tratamiento final y condensado reciclado a partir de las turbinas de vapor y el proceso de metanol.

la figura 1 representa el circuito de agua-vapor de agua desmineralizada en la unidad de tratamiento de agua para el vapor sobrecalentado en el calentador encendido, de la que se recicla de nuevo el vapor. En primer lugar, el condensado reciclado en la unidad de tratamiento de agua se purifica en el filtro de condensado. A continuación, el condensado filtrado se desaliniza en los intercambiadores de cationes y se desgasifica en la columna desgasificadora. Para el pulido final, el agua previamente tratada y el agua desmineralizada desde el límite de batería se mezclan a través de los filtros de lecho mixto; sosa cáustica también se inyecta para la regeneración y el control de pH. La Tabla 1 muestra las cantidades permitidas de compuestos químicos y las propiedades químicas del agua utilizada desmineralizada para su procesamiento.

...