炼油行业加氢裂化装置的高压空冷器盛装介质为高压氢气和生成油，一旦泄漏，大量外喷，有可能引起爆炸，其后果不堪设想。国内外均有高压空冷器泄漏起火的安全发生，2000年5月镇海炼化高压空冷管束A301H曾发生泄漏起火。为确保我国加氢裂化生产装置的长周期运行，适应高硫原油炼制工艺的工况，本课题进行了如下研究：

　　1、加氢裂化高压空冷失效原因调查与主要失效模式分析

　　镇海炼化公司加氢裂化车间A301管束中流速最高达6.7m/s，Kp值在 0.24～0.49之间，高分水中NH4HS浓度在8～16%之间，再加上工艺上的波动，因此A301空冷管束存在NH4HS水溶液冲涮腐蚀的可能性。冲涮腐蚀试验证实，当流速达到8m/s的情况下，高分含硫污水与低分生成油的比例为1：1条件下，年腐蚀速率为0.228m。如果管束中存在铵盐的结晶或其它固体颗粒，其冲涮腐蚀速率将更大。根据失效管晶粒度、宏观形貌、机械性能、冲涮腐蚀试验情况、A301管束工艺条件等项分析，课题组认为，镇海炼化加氢裂化装置A301管束的失效是由于介质特性、运行工艺条件、钢管的钢质纯净度、表面光洁度等综合原因造成的冲涮腐蚀。

　　2、加氢裂化高压空冷管束检测技术研究

　　采用远场低频涡流技术检测空冷器管束进行了详细的试验室试验和现场测试，研究了外壁管箱、翅片的影响，缺陷尺寸的影响，检测灵敏度、相位的调整等。目前，带翅片空冷器管束检测精度为3个Φ3通孔当量，均匀腐蚀减薄整等。

　　3、安全评估和寿命预测

　　吸收国内外对压力管道腐蚀减薄缺陷的评价方法，结合近十年来通用所和国内有关单位对压力管道局部减薄缺陷研究的成果，给出了含局部减薄压力管理塑性失稳评定方法。并对高压空冷器管束年腐蚀速率，确定了运行周期内免于评定的最大允许局部减薄深度，对较严重减薄缺陷的提出了安全性评定的要求。以腐蚀速率为0.228mm/年，每个检验周期为三年计算，高压空冷器管束最大允许均匀减薄均匀量对 10#钢为1.08mm，20#钢为1.29mm。

　　4、延寿措施和建议

　　根据NACE、UOP、API几次调查情况和本课题所进行的工作，为了保证高压空冷器的安、稳、长运行，延长高压空冷管束的使用寿命，要从工艺设计、操作和设备设计、制造几方面进行，并加强检验以监控腐蚀严重程度，如控制NH4HS浓度；限制管束内流速；控制注水量和水的质量；在空冷管束设计制造过程中，不锈钢内衬管端部应设计为锥形倒角，避免内衬管与碳钢管之间流场的突然变化引起湍流，造成碳钢管的严重冲蚀，同时在制造过程中，内衬管应与碳钢管紧密配合，防止松衬，避免内衬管与碳钢管之间产生缝隙腐蚀；缩短有腐蚀倾向的装置的检验周期和增加检验覆盖的范围。

　　创新点：

　　提出了高压空冷器管束中典型危害性缺陷检测方法，采用远场涡流、内窥镜、超声波技术相结合的方法检测高压空冷器管束内部腐蚀缺陷取得了良好的效果。

　　找出了镇海炼化高压空冷器管束的失效原因，进行了管束介质流场分析，讨论了高压空冷器的主要失效模式并评价了影响其安全运行与寿命的危害性因素。

　　研究了高压空冷器的安全保障技术，所建立的极限分析模式与安全评估、寿命预测方法符合工程实际。提出的延寿措施和制造中应注意的问题为保障高压空冷器的安全运行起到了显著作用。

　　本课题进行的加氢裂化高压空冷破裂原因和安全评估技术整体研究居于国内领先水平。所提出的危险源检测、安全评价、寿命预测技术对加氢裂化高压空冷的安全运行具有重要意义，课题成果可为中石化、中石油同类企业提供参考经验。

　　应用情况：

　　调查国内外碳钢管束高压空冷器失效分析研究结果及有关案例；调查镇海炼化国产高压空冷器结构设计与制造工艺质量；调查镇海炼化高压空冷器运行工况，分析了高压空冷器的主要失效模式。

　　进行了试验室测试和现场测试，总结高压空冷器管束中典型危害性缺陷检测工艺方法，以及壁厚偏差，未端效应，外翅片等各种干扰因素对检出精度影响，制订空冷器管束检测工艺。对镇海在用8台高压空冷器进行了危险源检测。

　　针对减薄、蚀坑、裂纹等缺陷的主要失效模式提出适用的安全评定方法与寿命预测方法、在用高压空冷器缺陷安全评定与寿命预测方法及在用高压空冷器延寿技术方案。

　　提出了加氢裂化高压空冷器的延寿措施和建议。

　　对镇海在用8台高压空冷器进行了安全评估，确保其安全运行。