Amine Stress Corrosion Cracking

 Amine Stress Corrosion Cracking

胺應力腐蝕裂紋的損傷型態大部分是沿晶裂紋(圖片出自API 945)

 機制簡介:

根據API 571和API 945的定義，胺應力腐蝕裂紋(Amine SCC、Amine Cracking)發生於在鹼性環境中的貧胺液(含有H₂S、CO₂)和拉伸應力的環境中，易發生於未熱處理的碳鋼焊道上或者冷作區域，有貧胺液和張應力的環境就會產生胺應力腐蝕裂紋，新鮮胺液目前尚未觀察到有發生ASCC的經驗。

 影響材料:

碳鋼、低合金鋼

重點摘要:

影響胺應力腐蝕裂紋(Amine Cracking)關鍵因素是應力、胺的類型和溫度，為了防止Amine Cracking，最好的方法是焊後熱處理。

在胺液處理單元中，主要裂紋的機制有兩種，Amine Cracking和濕式硫化氫腐蝕裂紋(wet H₂S)，Amine Cracking是陽極反應，wet H₂S damage是陰極反應，這兩個是相斥反應，也就是在貧胺液設備中的裂紋大部分是Amine Cracking，在富胺液設備中的裂紋大部分是wet H₂S damage，在貧富胺液熱交換器中就不一定是哪個為主要裂紋。

 

損傷型態:

Amine Cracking開裂的方式是通常在保護性硫化鐵下的金屬表面發生局部的陽極反應溶解，裂紋通常是沿晶裂紋，裂紋上會有氧化物沉積，裂紋通常平行於焊縫發展，並且可能存在多個平行裂紋。在焊道中，會出現縱向longitudinal或橫向transverse於焊縫。

 

焊後熱處理:

由於殘餘應力是裂紋的驅動力，因此在外部附屬組件銲道，也可能誘發其相對應之製程側內壁裂紋，即使是外部貼焊，也需要做焊後熱處理，最好避免Amine Cracking方式是焊後熱處理，焊後熱處理通常設定在635 ± 15 ℃，API 945提到大部分煉油廠的經驗是做焊後熱處理不一定能避免，但是，不做焊後熱處理而發生Amine Cracking的機率很高，焊後熱處理後還是會發生Amine Cracking的可能原因是溫度不夠，比如說，在較厚的設備中焊後熱處理，不一定能達到635 ℃。

API 945提到避免Amine Cracking的其他方法有內襯不鏽鋼(例如，304、316L)，有些高腐蝕的位置用不鏽鋼的成本會比碳鋼低，其他方法可參照API 945。

 

維修工序:

維修Amine Cracking的工法，先找出裂紋位置，API 945建議wet fluorescent magnetic particle testing (WFMT)、eddy current testing (ECT)、UT或者PT，但這些方法都需要將表面處理乾淨，判斷裂紋位置的準確率會比較高，將裂紋全部剷掉，確認無裂紋後，建議先用清水清洗焊道，預熱脫氫，焊接(可參考NACE SP0472、NACE MR0103)，確認焊道品質，最後在做焊後熱處理，焊後熱處理後，可以做硬度測試，但是，硬度並不代表殘留應力，硬度( <200 HB)是主要避免濕式硫化氫裂紋，如果殘留應力太大，還是會造成Amine Cracking。

 

文獻:

1.     API 571

2.     API 945