بررسي اثر تنش بر ترك خوردگي صفحات فولاد زنگ نزن 304 مبدل آمين مورد استفاده در واحد شيرين سازي گاز طبيعي

The Effect Stress on Cracking of Type 304 Stainless Steel Amine Exchanger Sheets in a Gas Sweetening Plant

مبدل آمين يكي از تجهيزات مهم در صنايع پتروشيمي خصوصاً فرآيند شيرين سازي گاز طبيعي توسط محلول آمين مي باشد. اين تجهيز در بين برج هاي جذب و دفع قرار مي گيرد و در بازيافت آمين و جداسازي گازهاي اسيدي جذب شده نقش موثري دارد. در تحقيق پيش رو ترك خوردگي و نشتي يك مبدل آمين صفحه اي از جنس فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 بررسي شد. در راستاي تعيين علل تخريب، آزمون هاي ميكروسكوپي و ماكروسكوپي بر روي نمونه اي از صفحه مبدل انجام شد. همچنين محلول آمين و گسكت هاي مورداستفاده جهت آب بندي صفحات نيز آناليز شدند. پس از ارزيابي هاي اوليه ميكرو ترك هايي در دو سمت صفحه مبدل مشاهده شد. محل قرارگيري ميكرو ترك ها معمولاً در قوس ها با بيشترين انحنا بود. همچنين بررسي هاي ميكروسكوپي توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي از سطح ورق آثار خوردگي بين دانه اي را نشان داد كه شدت آن در زير محل قرارگيري گسكت ها بيشتر از ساير نقاط بود. طبق آناليز شيميايي انجام شده بر روي محلول آمين، اين محلول حاوي فرمات تا 3 برابر حد پذيرفته شده مي باشد. نتايج نشان مي دهند عمده دليل ترك خوردگي، خوردگي بين دانه اي توام با تنش در اثر وجود مقدار بالاي يون فرمات در محلول آمين و تمركز تنش در محل گسكت ها مي باشد كه با انجام آزمون هاي تكميلي نظير خوردگي تنشي توسط U-bend تاييد شد.

Amine exchanger is an important equipment which used petrochemical industries especially in gas sweetening plants. This equipment set between absorption and stripper towers and plays a vital role in amine solution regeneration process. This study investigates cracking and leakage of a UNS S30400 type stainless steel plate in an amine exchanger unit. In this regard, micro and macro examinations were performed on the plate. Also amine solution and gasket material were analyzed. After primary examinations micro cracks were observed on both sides of the plate, especially in the area with the most curvature. Also Scanning Electron Microscope examinations revealed signs of interganular corrosion which were more severe under the gasket region of the plate. Based on chemical analysis of amine solution the formate anions are three times more than accepted amounts. Results showed that the main reason of cracking was intergranular corrosion accompanied by stress. High concentration of formate in amine solution, and also high level of stress under gasket region, should have encouraged the corrosion and cracking which verifird by U-bend tests