加氢处理是几乎所有炼油厂的主要工序，该工艺去除不需要的原料污染物，如硫、氮和金属，并使烯烃和/或芳烃饱和，以生产高质量的产品。近年来，随着燃料标准要求将运输燃料的硫含量降低到非常低的水平，加氢处理已经走在了前列。

加氢裂化是一种更为严格的加氢处理形式。加氢裂化装置的目的不仅是去除原料中的污染物，而且是降低产品的分子量。虽然加氢处理装置处理的原料种类繁多，加工目标也各不相同，但有一个共同点，就是这些原料通常含有不同数量的硫。这个过程会产生大量的硫化氢（H2S）。

奥氏体不锈钢包括304型、316型、317型、321型和347型等材料，以及合金800型、825型和625型等其他材料，常用于加氢装置的某些区域，以抵抗高温下H2S的腐蚀。图1是典型的加氢处理装置。将指定奥氏体设备的区域用红色表示。这些领域包括反应器给水交换器、加热器、反应器、管道和仪表。

加氢处理装置需要的反应温度在700°F （370°C） 到830°F （443°C）之间。在这些操作温度下，奥氏体不锈钢有敏化的倾向。其机理包括铬（Cr）和碳扩散到晶界，然后结合形成碳化铬（见图2）。这种反应称为敏化微观结构。其结果是近晶界区的Cr相对于其余材料有所欠缺。由于Cr是赋予耐腐蚀性的关键元素，材料会受到损害。当晶界处的Cr含量降低到约12%时，就不再具有不锈钢的性能，会像碳钢一样被腐蚀。

敏化并不足以引起问题。发生连多硫酸应力腐蚀开裂（PTA SCC）必须同时具备五个条件。这些条件包括：

碳化铬在晶界处析出

金属表面有金属硫化物垢

液态水（H₂O）

氧气（O₂）

拉伸应力（残余或应用）

如果PTA SCC发生，其结果可能是灾难性的脆性断裂，对设备造成广泛的损害，并对人员造成危险。

如果以上任何一项条件不具备，PTA SCC将不会发生。然而，这五种情况的存在并不罕见，特别是在周转期间，装置可以打开并暴露在空气中。运行过程中会出现晶界处碳化铬沉淀和金属表面的硫化物垢，而只有在装置关停、设备开启检修时才会出现H₂O和O₂。拉伸应力一直是存在的。

当硫化物垢、液体H₂O和O₂存在时，会形成连多硫酸。硫化铁（FeS）、H₂O以及O₂之间的化学反应如公式1所示：

8FeS + 11O₂ + 2H₂O → 4Fe₂O₃+ 2H₂S₄O₆   （1）

连多硫酸是一类具有一般分子式H₂S_xO₆的酸，其中x的取值范围为1-6。x等于4时的连多硫酸被认为是最具腐蚀性的。

由于碳化铬的沉淀，导致敏化材料晶界的Cr缺乏。由于应力的存在，连多硫酸会破坏这些敏感区域，导致材料在晶界处产生裂纹（见图3）。

当装置不运行时，可以采取一些措施来避免连多硫酸的形成，也就是用干燥的空气或氮气对敏化材料进行清洗，或保持材料的温度来消除H2O。用氮气清洗也有助于消除氧气。

操作包含奥氏体不锈钢的加氢处理装置的炼厂熟悉PTA SCC。避免将材料暴露在H2O或O2下并不总是可能的。最常用的技术是用纯碱溶液清洗受影响的材料，以中和它们形成的任何连多硫酸。

这种技术有其潜在的问题。用于制作纯碱溶液的水，以及纯碱本身，氯化物含量必须非常低，以避免氯化物SCC。中和会带来额外的成本，以及在设备和管道排水后进行操作和正确处理溶液所需的时间。由于中和只能在机组不运行时进行，这就增加了周转时间，并导致收入损失。

如果不锈钢不能被描述的其他一种方法保护，那么中和就是保证PTA SCC不会发生的唯一方法。研制了一种新型奥氏体不锈钢材料，该材料具有抗敏性。没有敏化，PTASCC就无法发生，从而避免了中和，以及这一步所需的时间和费用。这种材料称为347AP，是347LN （UNS S34751）的一个子集（如图4所示）。

然而，并不是所有的347LN型都抗敏化。只有满足生产347AP型要求的化学成分和磨机处理已被证明对敏化免疫。常规的347LN在347H敏化和开裂的条件下测试，敏化和开裂了常规的347LN，但347AP没有敏化和开裂（图5）。

347AP型是一种材料，可用于加氢处理装置反应器部分需要奥氏体不锈钢的部件。它具有比347LN型更严格的化学控制，并含有额外的专利稳定剂。实验室测试和现场经验表明，这种新型不锈钢在长期高温暴露后不会敏化，而通用的347LN型可以在相同条件下敏化。不需要中和，这导致在周转操作过程中成本和时间的节省，同时消除了为执行中和步骤所需的相关设备和劳动力。其它潜在的问题也被消除了。这些问题与以下导致故障的原因有关：

不完整的中和。

残余中和溶液在冶金过程中产生的碱性应力开裂。

接触催化剂的残余纯碱污染导致催化剂损坏。

由于用于制备中和溶液的H₂O中存在氯化物，导致氯化物应力腐蚀开裂。与废弃中和溶液的处理相关的问题也被消除了。

在一些司法管辖区，废弃的中和溶液必须作为危险废物处理，从而产生额外的费用。氮的加入弥补了由于碳含量降低而导致的强度降低，导致类似于347H型的高温强度和蠕变。降低铌的需求有助于改善焊接性以及降低应力弛豫敏感性。

在需要奥氏体不锈钢的地方应用347AP型材料的好处主要体现在两个方面：制造和TAR操作。（未完待续）