一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備防腐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)高酸值劣質(zhì)原油的加工量也逐年增加，由于高酸值劣質(zhì)原油的價(jià)格比優(yōu)質(zhì)原油的要低很多，因此煉制高酸值劣質(zhì)原油已成為石化企業(yè)降低煉油成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。國(guó)內(nèi)外大型煉化企業(yè)也都積極嘗試建設(shè)專門煉制高酸原油的煉廠，逐步積累加工高酸值劣質(zhì)原油的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)際原油市場(chǎng)上高酸值原油的需求量也將逐漸增加。同時(shí)，在高酸值劣質(zhì)原油的加工的同時(shí)，像環(huán)烷酸等高酸值的有機(jī)酸會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和管道。
[0003]環(huán)烷酸是非電解質(zhì)溶液，與金屬發(fā)生的腐蝕反應(yīng)主要是化學(xué)反應(yīng)過程。環(huán)烷酸腐蝕大部分都發(fā)生在液相中，如果在氣相中沒有凝液和霧沫夾帶，則氣相腐蝕很小。環(huán)烷酸與鐵發(fā)生反應(yīng)生成油溶性環(huán)烷酸亞鐵，其能夠被油流帶走，并脫離金屬表面。即使硫化氫與鐵反應(yīng)形成硫化亞鐵保護(hù)膜，也不會(huì)阻止金屬與環(huán)烷酸發(fā)生反應(yīng)，造成金屬表面繼續(xù)裸露在腐蝕環(huán)境中，環(huán)烷酸腐蝕仍可繼續(xù)進(jìn)行；同時(shí)介質(zhì)中存在的硫化氫會(huì)加劇金屬環(huán)烷酸腐蝕，但是金屬與硫腐蝕產(chǎn)物硫化亞鐵卻不能溶于介質(zhì)中，而是形成保護(hù)膜覆蓋在金屬表面，所以介質(zhì)中含硫可以阻止基底金屬繼續(xù)發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕，而且硫化氫可以繼續(xù)與環(huán)烷酸亞鐵循環(huán)反應(yīng)生成環(huán)烷酸和硫化亞鐵沉淀，腐蝕產(chǎn)物硫化亞鐵可以附著在金屬表面上，在金屬表面上形成保護(hù)膜，可以進(jìn)一步減緩環(huán)烷酸的腐蝕?？梢钥闯霏h(huán)烷酸在式中循環(huán)再生，所以要獲得穩(wěn)定的金屬保護(hù)膜，原油中含有的硫必須達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)。
[0004]從環(huán)烷酸腐蝕反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度考慮，環(huán)烷酸與材料的腐蝕反應(yīng)通常要經(jīng)過四個(gè)過程，即環(huán)燒酸分子在溶液中向金屬表面擴(kuò)散、環(huán)燒酸分子被吸附在金屬表面上、環(huán)燒酸分子與金屬表面的活性中心反應(yīng)、產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物從金屬表面脫附等四個(gè)步驟。四個(gè)步驟都能影響環(huán)烷酸腐蝕速率，最慢的步驟就是能夠控制整個(gè)環(huán)烷酸腐蝕反應(yīng)的步驟。如在介質(zhì)濃度較大或介質(zhì)流動(dòng)較快時(shí)，擴(kuò)散相對(duì)于其它步驟的影響來說就較小。由于環(huán)烷酸含量和設(shè)備材質(zhì)不同，介質(zhì)溫度和介質(zhì)流動(dòng)狀況等因素的差異，環(huán)烷酸腐蝕反應(yīng)的控制步驟并不是固定不變的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，包括套管本體、法蘭、外套管、內(nèi)套管、卡套壓帽和熱偶護(hù)管，所述法蘭設(shè)在套管本體的一端，所述外套管和內(nèi)套管均與法蘭焊接連接，且所述外套管設(shè)置在內(nèi)套管的外側(cè)，所述熱偶護(hù)管通過卡套壓帽與法蘭固定連接，所述套管本體、法蘭、外套管、內(nèi)套管、卡套壓帽和熱偶護(hù)管均敷設(shè)有不銹鋼合金層、三氧化二鉻保護(hù)膜和鉬鉻碳化物保護(hù)膜，所述三氧化二鉻保護(hù)膜設(shè)置在不銹鋼合金層和鉬鉻碳化物保護(hù)膜之間，所述鉬鉻碳化物保護(hù)膜設(shè)置在三氧化二鉻保護(hù)膜的外側(cè)。
[0007]優(yōu)選的，所述卡套壓帽和熱偶護(hù)管之間設(shè)有耐腐蝕密封圈。
[0008]優(yōu)選的，所述三氧化二鉻保護(hù)膜通過磁控濺射法濺射在不銹鋼合金層的表面上。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn):該防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，合金元素是提高熱偶套管的抗環(huán)烷酸腐蝕性能的關(guān)鍵，Cr元素是不銹鋼的主要合金元素，是熱力學(xué)不穩(wěn)定還是容易鈍化的元素，能產(chǎn)生過鈍化現(xiàn)象，可以在熱偶套管的材料表面上形成一層Cr2O3保護(hù)膜，在含氧介質(zhì)中該膜被破壞后，就會(huì)迅速自動(dòng)修復(fù)，隨著含Cr量的提高，鋼的耐蝕性也迅速提高，因此Cr對(duì)耐蝕性起著重要作用;本實(shí)用新型在在不銹鋼合金層表面濺射有Cr元素，Cr元素加入到合金鋼里面后，不銹鋼的金相組織由單相變?yōu)殡p相，添加Cr元素還會(huì)使不銹鋼層中的鐵素體含量增加，材料的顯微硬度增加，這必定會(huì)提高材料的抗沖刷腐蝕性能，另夕卜，Mo元素在熱偶套管表面的防腐蝕性保護(hù)膜中的作用也很顯著，它不但可以有效增強(qiáng)表面膜的硬度，減少表面的活性點(diǎn)，提高材料保護(hù)膜在酸性介質(zhì)中的抗點(diǎn)蝕能力，因此，在不銹鋼中增加Mo元素的含量，可以顯著提高其抗環(huán)烷酸腐蝕性能；本實(shí)用新型Mo元素和Cr元素形成碳化物保護(hù)膜，并且可以減少Cr元素碳化物析出，避免合金貧Cr區(qū)的產(chǎn)生，提高了不銹鋼耐晶間腐蝕性能，Mo元素在合金中是一個(gè)有效的高溫強(qiáng)化劑元素，大部分Mo元素都在固溶體中，可以使基體材料得到強(qiáng)化，提高鋼的抗蠕變應(yīng)力和抗破裂斷應(yīng)力的能力;本實(shí)用新型要想獲得較好的抗環(huán)烷酸沖刷腐蝕性能，合金鋼中的Mo元素含量最好保持在5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
【附圖說明】
[00?0]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的截面圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的剖視圖。
[0013]圖中:I套管本體、2法蘭、3外套管、4內(nèi)套管、5卡套壓帽、6熱偶護(hù)管、7不銹鋼合金層、8三氧化二鉻保護(hù)膜、9鉬鉻碳化物保護(hù)膜。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]本實(shí)用新型提供了如圖1-3所示的一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，包括套管本體1、法蘭2、外套管3、內(nèi)套管4、卡套壓帽5和熱偶護(hù)管6，所述法蘭2設(shè)在套管本體I的一端，所述夕卜套管3和內(nèi)套管4均與法蘭2焊接連接，且所述外套管3設(shè)置在內(nèi)套管4的外側(cè)，所述熱偶護(hù)管6通過卡套壓帽5與法蘭2固定連接，所述卡套壓帽5和熱偶護(hù)管6之間設(shè)有耐腐蝕密封圈，所述套管本體1、法蘭2、外套管3、內(nèi)套管4、卡套壓帽5和熱偶護(hù)管6均敷設(shè)有不銹鋼合金層7、三氧化二鉻保護(hù)膜8和鉬鉻碳化物保護(hù)膜9，所述三氧化二鉻保護(hù)膜8設(shè)置在不銹鋼合金層7和鉬鉻碳化物保護(hù)膜9之間，所述三氧化二鉻保護(hù)膜8通過磁控濺射法濺射在不銹鋼合金層7的表面上，所述鉬鉻碳化物保護(hù)膜9設(shè)置在三氧化二鉻保護(hù)膜8的外側(cè)，所述鉬鉻碳化物保護(hù)膜9采用濺射的方式鍍上鉬和等貴金屬，然后在一定的溫度(300°C-40(TC)和氣氛(N2或H2、5.0L/min)下進(jìn)行合金碳化，使貴金屬派射在三氧化二絡(luò)保護(hù)膜8的表面。
[0016]結(jié)構(gòu)原理:合金元素是提高熱偶套管的抗環(huán)烷酸腐蝕性能的關(guān)鍵，Cr元素是不銹鋼的主要合金元素，是熱力學(xué)不穩(wěn)定還是容易鈍化的元素，能產(chǎn)生過鈍化現(xiàn)象，可以在熱偶套管的材料表面上形成一層Cr2O3保護(hù)膜，在含氧介質(zhì)中該膜被破壞后，就會(huì)迅速自動(dòng)修復(fù)，隨著含Cr量的提高，鋼的耐蝕性也迅速提高，因此Cr對(duì)耐蝕性起著重要作用;本實(shí)用新型在在不銹鋼合金層7表面濺射有Cr元素，Cr元素加入到合金鋼里面后，不銹鋼的金相組織由單相變?yōu)殡p相，添加Cr元素還會(huì)使不銹鋼層中的鐵素體含量增加，材料的顯微硬度增加，這必定會(huì)提高材料的抗沖刷腐蝕性能，另外，Mo元素在熱偶套管表面的防腐蝕性保護(hù)膜中的作用也很顯著，它不但可以有效增強(qiáng)表面膜的硬度，減少表面的活性點(diǎn)，提高材料保護(hù)膜在酸性介質(zhì)中的抗點(diǎn)蝕能力，因此，在不銹鋼中增加Mo元素的含量，可以顯著提高其抗環(huán)烷酸腐蝕性能;本實(shí)用新型Mo元素和Cr元素形成鉬鉻碳化物保護(hù)膜9，并且可以減少Cr元素碳化物析出，避免合金貧Cr區(qū)的產(chǎn)生，提高了不銹鋼耐晶間腐蝕性能，Mo元素在合金中是一個(gè)有效的高溫強(qiáng)化劑元素，大部分Mo元素都在固溶體中，可以使基體材料得到強(qiáng)化，提高鋼的抗蠕變應(yīng)力和抗破裂斷應(yīng)力的能力;本實(shí)用新型要想獲得較好的抗環(huán)烷酸沖刷腐蝕性能，合金鋼中的Mo元素含量最好保持在5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0017]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，包括套管本體(I)、法蘭(2)、外套管(3)、內(nèi)套管(4)、卡套壓帽(5)和熱偶護(hù)管(6)，其特征在于:所述法蘭(2)設(shè)在套管本體(I)的一端，所述外套管(3)和內(nèi)套管(4)均與法蘭(2)焊接連接，且所述外套管(3)設(shè)置在內(nèi)套管(4)的外側(cè)，所述熱偶護(hù)管(6)通過卡套壓帽(5)與法蘭(2)固定連接，所述套管本體(1)、法蘭(2)、外套管(3)、內(nèi)套管(4)、卡套壓帽(5)和熱偶護(hù)管(6)均敷設(shè)有不銹鋼合金層(7)、三氧化二鉻保護(hù)膜(8)和鉬鉻碳化物保護(hù)膜(9)，所述三氧化二鉻保護(hù)膜(8)設(shè)置在不銹鋼合金層(7)和鉬鉻碳化物保護(hù)膜(9)之間，所述鉬鉻碳化物保護(hù)膜(9)設(shè)置在三氧化二鉻保護(hù)膜(8)的外側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，其特征在于:所述卡套壓帽(5)和熱偶護(hù)管(6)之間設(shè)有耐腐蝕密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，其特征在于:所述三氧化二鉻保護(hù)膜(8)通過磁控濺射法濺射在不銹鋼合金層(7)的表面上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種防環(huán)烷酸腐蝕熱偶套管，包括套管本體、法蘭、外套管、內(nèi)套管、卡套壓帽和熱偶護(hù)管，所述熱偶護(hù)管通過卡套壓帽與法蘭固定連接，所述套管本體、法蘭、外套管、內(nèi)套管、所述三氧化二鉻保護(hù)膜設(shè)置在不銹鋼合金層和鉬鉻碳化物保護(hù)膜之間，所述鉬鉻碳化物保護(hù)膜設(shè)置在三氧化二鉻保護(hù)膜的外側(cè)。本實(shí)用新型Mo元素和Cr元素形成碳化物保護(hù)膜，并且可以減少Cr元素碳化物析出，避免合金貧Cr區(qū)的產(chǎn)生，提高了不銹鋼耐晶間腐蝕性能，Mo元素在合金中是一個(gè)有效的高溫強(qiáng)化劑元素，大部分Mo元素都在固溶體中，可以使基體材料得到強(qiáng)化，提高鋼的抗蠕變應(yīng)力和抗破裂斷應(yīng)力的能力。
【IPC分類】F16L58/04, C23C28/04, C23C14/35, C23C14/06
【公開號(hào)】CN205347576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520905966
【發(fā)明人】劉明春
【申請(qǐng)人】阜南明環(huán)化工有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日