导航：安全管理网>> 安全论文>> 化工安全论文>>正文

高炉煤气管道防腐研究

文档作者：李志峰张宁国王瑞真文档来源： 1技术研发中心 2热电厂		点击数：	更新时间： 2021年03月17日
下载地址：点击这里	文件大小： 321.14 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：321.14 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：高炉喷吹用煤粉爆炸性影响因素分析

上一篇： BPRT回收高炉能量的探讨

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

莱钢科技 第4期(总第148期)
高炉煤气管道防腐研究
李志峰 ，张宁国 ，王瑞真
(1技术研发中心；2热电厂)
摘要：针对高炉煤气的腐蚀性，系统研究了高炉煤气中的腐蚀性物质，分析了高炉煤气对管
路的腐蚀机理，研究试验了气相缓蚀剂对高炉煤气管道的防护性能，并进行了-r-~4t；试验达到
了良好的缓蚀效果。
关键词：高炉煤气腐蚀机理 气相缓蚀剂 防腐
0 前言
高炉煤气除尘逐步淘汰湿法除尘，越来越多的
采用干法除尘，干法除尘的好处是节约了大量的水
资源，减少了湿法除尘循环水处理的工艺，同时可
以最大程度的保留煤气的热能、压力等可利用的能
源，由于没有水的洗涤，使煤气所含的可溶性盐类
等物质得以保存，对后续生产工艺和设备带来了一
定的不利影响，其中高炉煤气的腐蚀就是其中之
一
， 目前国内所有钢厂高炉煤气管线都存在着严重
的腐蚀现象，煤气管道受到较强的腐蚀，主要表现
在补偿器经常洞蚀开裂，管路上煤气泄露、管线上
的阀门、减压阀等部件由于腐蚀无法正常运行，高
炉煤气的腐蚀性给设备运行和煤气管道带来了严重
的安全隐患。
1 高炉煤气腐蚀性分析及腐蚀机理研究
高炉煤气管道材质主要采用Q235，补偿器原先
主要采用1 Cr8Ni不锈钢，由于高炉煤气的腐蚀后来
改成抗氯离子腐蚀性较强的254SMO，但还是无法
有效的阻止高炉煤气对补偿器的腐蚀，时常有补偿
器被腐蚀开裂；从煤气管道腐蚀的部位来讲，主要在
煤气管道的后半段，随着煤气长距离输送，煤气温度
不断降低，煤气中的水蒸气不断冷凝，煤气中的盐类
物质也不断析出到冷凝水中，形成含盐量较高的水
膜或者水溶液，然后形成具有较强的电化学腐蚀能
力的微电池，再在粉尘物理冲刷的作用下，给管道和
作者简介：李志峰(1969一)，男，1992年毕业于山东大学应用化学专
业。现为技术研发中心首席研究员，主要从事化工工艺、环保及节能
工作。
46
相关设备带来了严重的腐蚀。
1．1 高炉煤气中冷凝水的腐蚀性分析
在高炉煤气管道尤其是后面的高炉煤气管道
中，存留着大量的煤气冷凝水，有时能达到高炉煤气
管道的四分之一高度，冷凝水的存在对管道和膨胀
节应当具有一定的腐蚀性。对冷凝水进行了分析，
分析结果见表1(直接取自煤气管道后半段轧钢
区)。
表1 高炉煤气管系中冷凝水成分
从表1的分析结果可以看出，煤气管网冷凝水
介质PH值在2～3，并且溶液中含有高含量的氯离
子Cl一，当溶液PH低于4时对钢铁具有有效的溶解
性。分析其原因是高炉煤气中的酸性物质尤其是氯
化物溶人冷凝水中，导致高炉煤气管网冷凝水pH
值过低，与膨胀节及钢制管道发生化学反应后，使设
备及管道快速腐蚀，使电极电位较低的部位失去电
子，从而发生电化学腐蚀。该煤气管系中的冷凝水
属于高盐水，其中含盐量(高达7 623 mg／L)，电导
率越高(高达7 864 p~s／cm)，腐蚀速度就越快。从
分析结果来看冷凝水中含盐量很高，特别是氯离子
含量偏高。
1．2 高炉煤气管道中集盐物的分析
在高炉煤气管道中，煤气经过TRT后温度和
压力都发生较大的降低，在TRT叶片上积聚了较
多的盐类，对高炉煤气所含的盐类具有较好的代
表性，提取TRT叶片的积累物进行分析结果见
表2。
莱钢科技 2010年8月
表2 TRT叶片结垢X荧光光谱分析数据
分析元素(％)(m／m)
Al203 S02 S a ca0 T02№O 2o3 NO cU0 Z．0 Br MoO3 Sno2
n凹1 n13 n19 J79．5 n陀1 nO76 n050 l9．∞ n080 0．O1O n070 n53 0．0l0 0．017
从分析结果看，TRT叶片结垢物主要是氯化物，
这和煤气管道中冷凝水的分析结果一致，因此对煤
气中的氯离子含量应当是重点分析对象。通过化学
湿法分析，TRT叶片结垢物中主要是氯化铵，有时候
高达90％以上，因此，煤气中氯离子含量应当较高。
1．3 高炉煤气主要成分的测定(表3)
表3 高炉煤气的主要成分
高炉煤气的主要成分中N 、CO、CO：，只有CO
可以溶入到水中，形成酸性物质，但酸性较弱，腐蚀
性较低，无法达到快速腐蚀透膨胀节的效果，因此在
高炉煤气中还存在着腐蚀性较强的物质，从TRT叶
片结垢物来看，应当是氯化物，因此，对高炉煤气中
的氯化物、硫化氢、二氧化硫进行了测定。
1．4模拟高炉煤气成分、温度、压力进行腐蚀强度的
测定
1．4．1 试验目的
测定高炉煤气在一定条件下对不同钢材的腐蚀
强度。
1．4．2 试验对象
Q235、254SMO、0Crl8Ni、1 Cr8Ni等煤气管道或
设备上所用的板材。
1．4．3 模拟的条件(表4)
表4 高炉煤气主要成分的模拟
氯离子含量为：采用雾化1％NaCI形势加入氯
离子，含量控制在650 mg／m ，雾化后氯离子含量
为：394．4 mg／m 。
二氧化硫含量：300 mg／m
硫化氢含量：0．4 mg／m
所有气体成分都是采用气瓶输入，含量通过减
压阀进行控制。
1．4．4 实验方法：挂片失重法
采用高压釜在温度110℃下，设定各气体组分
分压，加入1％NaC1水溶液进行雾化喷入，介质为湿
度为90％ 空气的情况下；对Q235、254SMO、
0Crl8Ni、1Cr8Ni等煤气管道所用板材进行腐蚀失重
试验。
1．4．5 实验仪器
高压釜；CO 、O 、CO、H：S,SO 气瓶(注：高炉煤
气中H：、CH 、N 成分不发生腐蚀，除外)
1．4．6 试验时间
试验时间168 h。
1．4．7 实验结果(表5)
表5 各种材质的腐蚀速率
类别 腐蚀速率／(mm·a )
Q235
254SMO
0Cr18Ni
lCr8Ni
0．134
0．017
0．054
0．028
试验挂片来看，腐蚀较为严重，缓蚀剂没有达到
理想的效果，为了改进缓蚀剂对该段挂片进行了电
镜分析，分析挂片表面、裂痕、沟槽等部位腐蚀的原
因，见图1。
254SMO 1 Cr8Ni
0Crl8Ni Q235
图1 腐蚀挂片电镜扫描
通过电镜分析，使挂片严重腐蚀的主要是氯离
子和氢离子，在挂片的裂缝、沟壑里有氯离子和氢离
子的腐蚀的成份。
47
李志峰，等：高炉煤气管道防腐研究 第4期(总第148期)
1．5 腐蚀机理分析
高炉煤气中含有一定量的水分，在高炉煤气输
送过程中随着温度的降低，高炉煤气中的水蒸气逐
渐冷凝成水，在管道或者设备表面形成一层水膜，腐
蚀性物质二氧化碳、二氧化硫、氯化物、氯化氢、硫化
氢等物质溶解到水膜中，形成腐蚀性较强的电解质，
对管道进行电化学腐蚀，其中，CO 、SO 对碳钢的腐
蚀表现为均匀腐蚀和点腐蚀，其产物主要是FeCO 、
FeSO 和Fe 0 ，在一定条件下，水气凝结在管壁形
成水膜，s0 溶解并附着在管壁面上，使金属发生均
匀的极化腐蚀，即均匀腐蚀；腐蚀产物在金属表面形
成保护膜，但膜的生成很不均匀，易破损，出现点腐
蚀；C1一可在不锈钢的某些脆弱区域逐步转换不锈
钢钝化膜(金属氧化物)中的氧并转变成可溶性金
属氯化物，导致损坏，并对不锈钢中cr、Ni等元素进
行络合形成晶间腐蚀，一经局部造成损坏，腐蚀纵向
深入，形成腐蚀活化点——“孔蚀”。
CO：、SO 、H S与cl一等几种腐蚀介质是相互影
响的。如氯离子会破坏H S的腐蚀产物硫化铁膜
并形成点蚀，H s与cl一相互促成循环腐蚀。通过
试验和分析可以得到以下结论：对碳钢产生腐蚀的
主要因素是sO 、H S和Cl一氯离子；对不锈钢产生
腐蚀的主要因素是Cl一氯离子和H's。
2 高炉煤气管道防腐对材料的要求
针对正在运行高炉煤气管线不能采用常规涂层
防腐的问题，结合煤气管道的运行特性，如果在已经
运行的高炉煤气管道上进行内壁的防腐处理，防腐
材料或者是缓蚀剂必须具备如下功能：
1)药剂能通过加药喷头进入煤气管线，借助煤
气余热及余压完全能气化，在管道内实现和煤气完
全混合以及与管线内壁接触，能有效的溶解到煤气
冷凝水中起到缓蚀的效果。药剂在气态下会在管壁
表面形成一层一端亲金属、另一端疏水的缓蚀保护
膜，隔离无机盐组分及酸性气体水膜接触金属，阻止
金属发生化学腐蚀。
2)药剂组分气化最好能吸收煤气中的酸性气
体，降低煤气中酸性气体浓度，进而达到缓蚀效果。
3)该药剂本身具有表面活性剂功能，能和管壁
接触实现不问断地清洗管线内壁、消除管线表面杂
质及水膜，阻止金属表面微电池产生，防止电化学腐
蚀产生。
4)该药剂在煤气管道中会瞬间气化且与煤气
48
完全混合，进入煤气管线后，可以充满管线的各个角
落，能实现对管线设备的全面保护。
5)该缓蚀剂对CO：、SO 、H：S与cl一等几种腐
蚀介质和它们形成水溶液具有较好的缓蚀效果。
6)该缓蚀剂在一定温下，在较大流量下，在一
定粉尘冲刷下能易成膜，并且耐冲刷等。
3 气相缓蚀剂的研究与筛选
根据莱钢高炉煤气管道的使用情况和现实条
件，以及高炉煤气管道对防腐材料的要求，以及能在
正在运行的管道上实施工艺等情况，结合高炉煤气
运行情况对防腐材料缓蚀剂进行了研究分析，选择
气相缓蚀剂作为高炉煤气管道防腐材料，气相缓蚀
剂具有以下特性：
1)缓蚀性能：气相缓蚀剂分子中应该含有一个
或一个以上的缓蚀基团，以使气相缓蚀剂具备一定
的缓蚀性能。
2)挥发性：挥发性通常用其饱和蒸气压来衡
量。由于气相缓蚀剂粒子的吸收过程同水汽和腐蚀
性气体的吸收是相互竞争的。因此，气相缓蚀剂应
具有一定的挥发性。挥发性过高或过低都不适宜，
通常认为气相缓蚀剂在室温下饱和蒸汽压范围在
10～ ～l0 Pa之间比较理想。
3)水溶性：缓蚀剂的水溶性与吸附性是一对矛
盾的统一体。水溶性太大，使吸附在金属表面的缓
蚀剂分子过少，而不能形成有效的吸附性保护膜。
水溶性太差，水介质中所能溶解的缓蚀剂也不能在
金属表面形成有效的、完整的吸附膜，有时不但达不
到缓蚀的目的，反而加速腐蚀。
4)稳定性：气相缓蚀剂要具备一定的稳定性，
在使用条件下不因光、热等因素的影响而降低缓蚀
剂性能。气相缓蚀剂粒子在金属表面的吸附膜层，
不仅能改变腐蚀过程局部反应动力学，而且能够改
变金属的表面状态，特别是发生吸附的活化表面的
面积。当发生电化学腐蚀时，吸附膜层结构直接影
响金属的腐蚀速度。若形成的吸附膜结构致密、完
整，对内部金属起到保护作用。
4 试验效果
在实验室试验的基础上，研究制定了工业性试
验的方案，选取了适合试验的高炉煤气管道，进行了
为期6个月工业性试验，通过工业性试验，确认了气
相缓蚀剂高炉煤气管道防腐的效果，(下转第51页)
莱钢科技 2010年8月
度就需要更换一次。
图4 轴向滑板圆弧形磨损
2．2 轧边机的槽深优化
轧边机原始孔槽深度的设计公式为：
H：(2×BT×1．01一 )X 0．5
其中：BT—— 轧件的标准半腿长；
k—— 为了避免调整过程中轧制轧件的腹板，留
有足够的调整余地，避免发生堆钢事故，常取5～7
m m 。
轧边机槽深设计完成后必须进行调试优化，调
试的过程中遵循的原则是轧边机辊缝I：L~L件的腹板
厚度大I mm时，轧件的翼缘长度控制在标准尺寸
上，例如，对于H300×300规格，此时的翼缘长度就
应当控制在300 mm。另外，也可以根据偏心的形态
进行轧边机槽深的修改，遵循的原则是，单侧翼缘过
分长类偏心需要将轧边机槽深减浅，单侧翼缘过分
短类偏心需要将轧边机槽深加深。表1是部分规格
轧边机孔型深度修改的情况。
表1 部分规格轧边机轧槽深度优化前后对比表
3 结语
1)X—H轧制方法偏心调整的主要调整手段
包括轧制线调整方法和轴向调整方法。轧制线的调
整方法为：轧件的上翼缘长抬高轧制线，反之降低轧
制线；轴向调整方法为：下翼缘哪侧翼缘长前几道次
就向哪侧调整轴向，最后道次不动或者反向调整轴
向。
2)万能轧机工装精度误差大对轧件的偏心影
响很大，工装精度尺寸精度误差要尽可能的小。对
于轧机的各处滑板、压力块要定期的进行修复更换。
3)轧边机槽深优化至关重要。单侧翼缘过分
长类偏心需要将轧边机槽深减浅，单侧翼缘过分短
类偏心需要将轧边机槽深加深。
特邀编辑：王中学
Control and Study of Eccentricity in H--section Steel Rolled with X--H Rolling M ethod
Jiang Haitao ，Pan Hua ，Tian Zhican ，Tong Lizhen
(1 The Section Steel Plant；2 The Quality Assurance Dept．)’
Abstract：This article analyzes the causes of of-center of H section steel in X—H rolling mode．Through
adjustments in pass line and of-center，reducing rolling equipment precision tolerance，optimizing edger
mill depth of groove can effectively control of-center．
Key words：H section steel；X—H rolling mode；of-center
· + 一+ 一+ ”—-卜“—。卜”—卜“——卜一—卜”+ ”+ ”+ + “+ 一+ 一+ 一—卜”—卜
(上接第48页)防腐效果达到87％ 以上，气相缓蚀 管道的腐蚀问题。
有效距离在2 000 m左右，有效解决了高炉煤气对 特邀编辑：：~JiJll峰
Research on Anticorrosion of BF Gas Piping
Li Zhifeng ，Zhang Ningguo ，Wang Ruizhen
(1 The Technical R&amp;amp;D Center；2 The Thermal Power Plant)
Abstract：In the light of the corrosive characteristics of BF gas，corosive substances in BF：gas were sys·
tematically researched on，corrosion mechanisms of BF gas on pipelines analyzed and protective properties
of vapor phase corrosion inhibitor on BF gas pipelines experimented on．Industrial tests brought about favorable
corrosion inhibiting results．
Key words：BF gas；corosion；mechanism；vapor phase corrosion inhibitor；anticorrosion
51

网友评论 more

化工安全论文最新内容

03-11