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摘要：大连石化公司140万吨/年重油催化裂化装置烟气脱硫及液化气精制脱硫所用碱液输送管线近年多发泄漏，导致日常生产运行平稳受到影响，现场高风险抢修作业频次较高。本文通过对碱液管线泄漏情况进行总结分析，对因工艺操作条件、介质特征及施工质量影响等可能导致管线泄漏的方面进行探讨，并针对性的从工艺及设备两个方向提出了对应的治理手段。
关键词：碱液线泄漏;碱脆;治理
0 前言
大连石化公司140万吨/年重油催化裂化装置新鲜碱液线为2014年建设投用，其中部分利旧原汽油线，部分为新设管线。主要用于液化气、干气脱硫精制及烟气脱硫补充碱液，对装置产品质量及环境治理有着重要影响。近年运行中，该管线频发泄漏，导致大量日常高风险抢修作业，一方面日常维修成本居高不下且安全风险较高，一方面生产运行常因泄漏被迫调整，对生产平稳运行产生影响。因此，分析该管系泄漏原因并制定实施相应治理措施对整个产品精制和装置外排烟气环保治理系统的可靠运行和降低日常抢修作业频次及风险意义重大。
1 碱液线运行情况
140万吨催化装置新鲜碱液线为2014年新建烟气脱硫配套公用工程部分内容，自四催化到三催化管廊部分利旧原汽油线，管廊至新鲜碱罐段（合计共60米，20# DN80）由工程公司施工完成，双线伴热。2016年改为直输送碱至烟气脱硫。该管线日常输碱用量0.8t/h，核算流速约0.04m/s。在伴热投用时伴热温度约75-85℃，压力0.3MPa，输碱浓度20%-25%。
2 管线泄漏原因分析
通过对泄漏位置观察，泄漏处均为焊缝区域细微裂纹型式，且对漏点部位补焊时出现新的裂纹，判断为碱脆导致管线焊缝应力腐蚀开裂。泄漏情况见图1.
2.1 发生碱脆的条件分析
根據相应研究和其他同类问题分析经验，发生碱脆需具备三要素：即环境因素、材料因素和应力因素。《中国石油大连石化公司防止九种特殊腐蚀类型技术规范 QJ/DSH 7306—2011》中关于防止碱腐蚀和碱应力腐蚀开裂的相应资料显示：
1） 碳钢在金属温度小于 46℃时不会出现开裂，在 46-82℃范围之间，开裂敏感性是碱液浓度的一个函数。
2） 不锈钢在金属温度小于 79℃时不会出现开裂，在 79-110℃范围之间，开裂敏感性是碱液浓度的一个函数。
2.2 碱液线材质为碱脆敏感材质
就材质而言，研究表明含碳量低于0.2%的碳钢材料容易发生碱脆，我们使用的20#钢及对应常用焊材，含碳量范围为0.16～0.2%，属于碱脆敏感材质。
2.3 焊接应力的存在是导致碱脆发生的重要因素
应力方面，焊接后存在一定的残余应力，且由于设计时未考虑碱脆因素，未对管线进行消除应力热处理，焊接残余应力较大。在使用过程中设计的双伴热系统最高可将碱液加热至90℃，管线热应力导致管线焊缝位置受到的拉伸应力较大。
2.4 工艺使用控制温度使碱液线处于碱脆易发温度区间
为避免碱液低温结晶，设计单位为该管线设计了双伴热辅助加热，导致运行期间碱液温度始终处于50-90℃的碱脆高敏感温度区间。
3 结论与建议
综合以上分析，碱液线泄漏的主要原因为设计方及车间对碱脆机理认识不清，导致该管线自设计到使用过程中，都存在诱发碱脆的隐患未被消除。碱液线材质选用、使用环境温度及设计与施工质量管控方面均与碱脆发生条件相吻合，导致运行期间碱液线频发泄漏。因此，针对以上原因，提出如下几点解决措施：
（1）彻底停用伴热系统：
根据NaOH溶液使用温度要求及结晶温度梯度，停用伴热后碱液温度保持在常温状态，20-25%浓度情况下结晶温度在-18～-25℃，完全满足大连气温条件。这样既能保证碱液供应，又能降低管线拉伸应力，同时使管线使用环境脱离碱脆发生的温度区间。相应参考数据及资料见图2。
（2）对于运行期间的泄漏点处理，直接施焊效果不佳，易产生新的扩散裂纹。因裂纹细微，多为结晶渗漏形式出现。处理时建议考虑高强度补漏胶加碳纤维缠缚补强形式，治理效果较好。若需焊接补强，建议贴板制作卡具，远离原先焊缝部位施焊，避免滋生新的应力裂纹，并应对焊接区域管壁预先测后确认。
（3）新建碱液管线应充分考虑碱脆影响，从设计源头消除碱脆隐患，设备选材建议优先选用常规使用情况下更耐碱脆的不锈钢材质，温度控制上尽可能避免使用温度进入碱脆敏感区间，施工要求里注明必须对焊缝部位消应力处置，日常工艺吹扫处置等建议使用氮气吹扫进而避免蒸汽凝水时产生新的碱脆条件等，多方面综合考虑，从而避免发生碱脆的条件出现。
总之，解决碱液线泄漏是一项需要从设计源头出发，解决好设备选材、使用温度控制、施工消应力管理及日常吹扫处置等多方面问题的系统工程，需要设计单位、使用单位、施工单位共同努力，才能最终解决碱液线管系泄漏的问题。
参考文献
1.《防止九种特殊腐蚀类型技术规范技术规范 QJ/DSH 7306—2011》 中国石油大连石化公司 2011年
大连石化公司 辽宁 大连 116031
关键词：碱液线泄漏;碱脆;治理
0 前言
大连石化公司140万吨/年重油催化裂化装置新鲜碱液线为2014年建设投用，其中部分利旧原汽油线，部分为新设管线。主要用于液化气、干气脱硫精制及烟气脱硫补充碱液，对装置产品质量及环境治理有着重要影响。近年运行中，该管线频发泄漏，导致大量日常高风险抢修作业，一方面日常维修成本居高不下且安全风险较高，一方面生产运行常因泄漏被迫调整，对生产平稳运行产生影响。因此，分析该管系泄漏原因并制定实施相应治理措施对整个产品精制和装置外排烟气环保治理系统的可靠运行和降低日常抢修作业频次及风险意义重大。
1 碱液线运行情况
140万吨催化装置新鲜碱液线为2014年新建烟气脱硫配套公用工程部分内容，自四催化到三催化管廊部分利旧原汽油线，管廊至新鲜碱罐段（合计共60米，20# DN80）由工程公司施工完成，双线伴热。2016年改为直输送碱至烟气脱硫。该管线日常输碱用量0.8t/h，核算流速约0.04m/s。在伴热投用时伴热温度约75-85℃，压力0.3MPa，输碱浓度20%-25%。
2 管线泄漏原因分析
通过对泄漏位置观察，泄漏处均为焊缝区域细微裂纹型式，且对漏点部位补焊时出现新的裂纹，判断为碱脆导致管线焊缝应力腐蚀开裂。泄漏情况见图1.
2.1 发生碱脆的条件分析
根據相应研究和其他同类问题分析经验，发生碱脆需具备三要素：即环境因素、材料因素和应力因素。《中国石油大连石化公司防止九种特殊腐蚀类型技术规范 QJ/DSH 7306—2011》中关于防止碱腐蚀和碱应力腐蚀开裂的相应资料显示：
1） 碳钢在金属温度小于 46℃时不会出现开裂，在 46-82℃范围之间，开裂敏感性是碱液浓度的一个函数。
2） 不锈钢在金属温度小于 79℃时不会出现开裂，在 79-110℃范围之间，开裂敏感性是碱液浓度的一个函数。
2.2 碱液线材质为碱脆敏感材质
就材质而言，研究表明含碳量低于0.2%的碳钢材料容易发生碱脆，我们使用的20#钢及对应常用焊材，含碳量范围为0.16～0.2%，属于碱脆敏感材质。
2.3 焊接应力的存在是导致碱脆发生的重要因素
应力方面，焊接后存在一定的残余应力，且由于设计时未考虑碱脆因素，未对管线进行消除应力热处理，焊接残余应力较大。在使用过程中设计的双伴热系统最高可将碱液加热至90℃，管线热应力导致管线焊缝位置受到的拉伸应力较大。
2.4 工艺使用控制温度使碱液线处于碱脆易发温度区间
为避免碱液低温结晶，设计单位为该管线设计了双伴热辅助加热，导致运行期间碱液温度始终处于50-90℃的碱脆高敏感温度区间。
3 结论与建议
综合以上分析，碱液线泄漏的主要原因为设计方及车间对碱脆机理认识不清，导致该管线自设计到使用过程中，都存在诱发碱脆的隐患未被消除。碱液线材质选用、使用环境温度及设计与施工质量管控方面均与碱脆发生条件相吻合，导致运行期间碱液线频发泄漏。因此，针对以上原因，提出如下几点解决措施：
（1）彻底停用伴热系统：
根据NaOH溶液使用温度要求及结晶温度梯度，停用伴热后碱液温度保持在常温状态，20-25%浓度情况下结晶温度在-18～-25℃，完全满足大连气温条件。这样既能保证碱液供应，又能降低管线拉伸应力，同时使管线使用环境脱离碱脆发生的温度区间。相应参考数据及资料见图2。
（2）对于运行期间的泄漏点处理，直接施焊效果不佳，易产生新的扩散裂纹。因裂纹细微，多为结晶渗漏形式出现。处理时建议考虑高强度补漏胶加碳纤维缠缚补强形式，治理效果较好。若需焊接补强，建议贴板制作卡具，远离原先焊缝部位施焊，避免滋生新的应力裂纹，并应对焊接区域管壁预先测后确认。
（3）新建碱液管线应充分考虑碱脆影响，从设计源头消除碱脆隐患，设备选材建议优先选用常规使用情况下更耐碱脆的不锈钢材质，温度控制上尽可能避免使用温度进入碱脆敏感区间，施工要求里注明必须对焊缝部位消应力处置，日常工艺吹扫处置等建议使用氮气吹扫进而避免蒸汽凝水时产生新的碱脆条件等，多方面综合考虑，从而避免发生碱脆的条件出现。
总之，解决碱液线泄漏是一项需要从设计源头出发，解决好设备选材、使用温度控制、施工消应力管理及日常吹扫处置等多方面问题的系统工程，需要设计单位、使用单位、施工单位共同努力，才能最终解决碱液线管系泄漏的问题。
参考文献
1.《防止九种特殊腐蚀类型技术规范技术规范 QJ/DSH 7306—2011》 中国石油大连石化公司 2011年
大连石化公司 辽宁 大连 116031