重点领域典型装置防腐经验

2019-10-21 00:52:35 changyuan 33
重点领域典型装置防腐经验

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各行业因其产品生产工艺以及所配备的装置千差万别,所以其腐蚀状况与防护措施也有很大差别。本文仅介绍几种典型装备与设施的防护经验,仅供参考。


1 锅炉装置

 

是跨行业通用设备。由于锅炉的钢制材料及其处于高温、煤尘的恶劣环境中,且经常需要连续运转,所以很容易产生腐蚀,而且不能得到及时治理。其腐蚀现象与防护措施如下。


01 水管内壁的垢下腐蚀在锅水处理良好的情况下,管壁不会结垢。但当水质下降而得不到及时处理时,就会出现结垢情形。水垢促使管道腐蚀,其机理为:第一如水中含有游离的NaOH时,沉淀物下的水其pH≥13,使金属管壁上起钝化作用的FeO膜被溶解而丧失保护作用;第二水垢的热导率仅为钢材的1%~10%,因此造成水管温度升高,促使水质中的Cl-或SO42-与金属表面产生电化学腐蚀。


02 水管外壁的烟气腐蚀水管锅炉运行时,烟气中含有一定浓度的SO2与SO3,与水蒸汽(H2O)作用生成H2SO4蒸汽,直接导致化学腐蚀。当管道因腐蚀变薄时,还会在热力作用下产生蠕变而出现裂纹,甚至发生爆管事故。


03 锅炉腐蚀的防护措施除对钢质外壳和附件定期进行除锈和喷涂防腐材料外,主要应做好以下两项工作。


04确保锅炉给水除氧和软化处理系统的正常运转,使供应水质达到规定值(pH=10~12),并定期检测。一般选用含硫≤0.8%的煤种),杜绝使用高硫煤。


2 石化装置

 

石油化工行业的工艺装置,因原料与产品的多样化,其结构、材质以及腐蚀形式与特点有很大差别。现仅以一种常见酸性产品精对苯二甲酸(PTA) 为例,分析其腐蚀特征与防护对策。


01 腐蚀现象与特点。


(PTA主要生产装置的材料为不锈钢SUS316L。在运行中发生的腐蚀现象主要为点蚀、电化学腐蚀和磨蚀。点蚀是由于不锈钢氧化膜局部损坏造成的,而且在介质中有卤离子(Cl-和Br-) 就会加速腐蚀;磨蚀是由于粉状原料、浆料和蒸汽凝液对管道(特别是接头或弯头处) 的冲刷所致。此外,还有均匀腐蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀出现。


02 不锈钢装置的腐蚀防护。


对于PTA装置的防腐措施可以有以下6项:


①提高所用材料的防腐性能等级;②实施制造监理,保证材质和施工的可靠、无误;③优化生产工艺,降低Br-、Cl-残留物;④加强对装置的检测,实施有效维护;⑤采用新型防腐技术,对一些零件接触而进行阳极保护处理;⑥在不锈钢表面镀钯(Pd),提高不锈钢表面电位,实现钝化。


3 运输车辆

 

各种交通运输工具(汽车、火车、轮船、飞机等) 其工作条件均比较差,一般都在露天作业,经受风雨和温度变化以及风沙、酸雨、海水和空气中的有腐蚀性气体(CO2、SO2等) 的侵蚀,极易失效损坏。其中各种运输车辆的外壳与机件受到腐蚀,将大大缩短其使用寿命。


01 车辆腐蚀状况。


工厂中的各种车辆遭受腐蚀的部位主要是车辆外壳和结构车架、车轮等处。产生的原因如下。


①保护层(漆皮和镀层)脱落或失效。这经常是由于磕碰、划、空气中尘粒磨损、酸雨等因素所致。另据监测报告称,Fe粉尘会与漆皮发生共同氧化反应,并渗透至漆皮下层形成快速腐蚀。


②水垢危害。不论是雨水或洗车水均会在车体许多结构部位积存,残留水渍中含有Ga2+、Fe2+,会形成水垢腐蚀机件或保护层。


02 防腐措施。


①喷涂阴极电泳底漆,提高漆皮防腐能力。据测试,经磷化处理后电泳、漆皮耐盐雾性能提高到800~1200h。


②喷涂片状锌基铬酸盐防护层(即Zn~Cr膜)。一般涂层为6~8μm,其耐腐蚀性为镀锌层的5~7倍,并可耐300℃高温。


③改进结构状况,放止雨水存留。


4 煤化工业装置

 

煤化工企业通常包括选配煤、炼焦炭、煤气净化、气化产品回收与精制等生产工艺过程。所使用装置包括大量管道、储罐、反应罐等,均有防腐蚀要求。


01 腐蚀范围与腐蚀现象①煤气冷却装置腐蚀。煤气净化过程中,H2S和NH3浓度增高,使得初冷器严重腐蚀。装置设计使用寿命为8年,实际只运行3年就造成管路穿孔泄漏。


②脱酸蒸氨系统的酸氨汽管道腐蚀。原设计管道材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢和3161不锈钢。使用均不足2年,就腐蚀破损。


02 防腐措施。


①采用渗铝钢代替普通碳钢制作初冷器。据介绍,渗铝钢在H2S中的腐蚀速度(0.007~0.02mm/a)远低于普通碳钢的腐蚀速度(0.3~0.6mm/a)。一般热渗透铝的渗层厚度为80~120μm,能够连续使用7年以上。


②由于酸氨汽中富含SO2(>15%)、NH3(>20%) 和H2S,且易形成溶液状态,加剧1Cr18Ni9Ti的晶间腐蚀和3161焊缝处腐蚀。为此,改用钛材替代不锈钢。当工作温度≤350℃时,钛材耐腐蚀性强,在酸氨汽环境中其管道寿命可达8年。


5 其他设施

 

01抗海水腐蚀对许多领域具有普遍意义。如钢质船舶的外壳,海上石油钻井平台和跨海桥梁等设施,均需防止海水侵蚀。


02地下管道防腐 地下管在石油化工等行业和市政工程中均是重点工作,其特点是难于防护。


6 结语

 

各种设备、设施的腐蚀与控制和防护是一个永恒的课题。一方面随着新产品的开发和新工艺的制定,就会有许多具有腐蚀性的介质出现,给设备、装置运行带来危害;另一方面伴随新技术研究和新材料的制备,就会有多种抗腐蚀的手段、措施得到应用,保证生产、运营的正常进行。这样一对矛盾的发生与解决,推动了防腐工作水平的提高,也促进设备工程技术进步。

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