何謂露點(低溫)腐蝕?如何解決這類問題
在很多煤化工廠、電廠等都會發(fā)生露點腐蝕的現(xiàn)象。
燃料在燃燒時,其中的氫(H)和氧(O)化合生成水蒸氣(H2O),而燃燒器大部分又采用蒸汽霧化,因而使爐子中的煙氣帶有大量的水蒸氣。另外,燃料中的硫(S)在燃燒后生成二氧化硫(SO2),其中少量的SO2進一步又氧化成三氧化硫(SO3),三氧化硫與煙氣中的水蒸氣結合生成硫酸(H2SO4)。
含有硫酸蒸汽的煙氣露點大為升高,當受熱面的壁溫低于露點時,含有硫酸的蒸汽就會在受熱面上凝結成含有硫酸的液體,對受熱面產(chǎn)生嚴重腐蝕。因為它是在溫度較低的受熱面上發(fā)生的腐蝕,故稱為低溫腐蝕。由于只有在受熱面上結露后才發(fā)生這種腐蝕,所以又稱露點腐蝕。
根據(jù)含腐蝕介質的不同,露點腐蝕分為煙氣露點腐蝕、硫酸露點溫度、鹽酸露點溫度、硝酸露點溫度等類型。
一、露點腐蝕易產(chǎn)生部位
1、加熱爐和鍋爐
含有HCl、CO2、SO2、SO3、NOX等的煙氣在爐低溫部位冷凝產(chǎn)生酸性腐蝕,包括空氣預熱器、省煤器、對流段冷進料、爐壁、煙囪等。
2、管道或設備內(nèi)
設備及管道的盲腸部位、關閉的旁路、帶保溫堵頭的冷端、管道一側有冷卻介質使另一側局部冷凝腐蝕,塔頂回流部位等。
常見有危害性的部位包括加熱爐對流段、爐壁、鍋爐空氣預熱器、氣化爐各個監(jiān)測點、合成氣管道導淋、引壓點及溫度測點。
二、露點腐蝕的特點
露點腐蝕主要是電化學腐蝕,表現(xiàn)形式包括均勻腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕裂紋、氫誘導開裂等。隨冷卻溫度降低,冷凝液酸濃度由高到低,腐蝕由低→高→低。
露點腐蝕在煤化工各種設備的內(nèi)外大量存在,內(nèi)部由工藝介質腐蝕,外部由大氣和各種腐蝕介質組合腐蝕。
三、腐蝕速率和低溫腐蝕規(guī)律
影響金屬腐蝕速率主要有凝結的酸量、酸露的濃度和金屬壁溫三個因素。
當壁溫較高,稍低于露點時,壁面凝結的酸量很少,腐蝕速度很慢。隨著壁溫降低,凝結酸量增加,腐蝕速率顯著增加。通常最大腐蝕點的壁溫比露點約低20~45℃。當壁溫進一步降低時,凝結的酸量已足夠,此時腐蝕速率與酸濃度幾乎無關,而僅僅取決于壁溫。隨著壁溫的降低,酸露中酸濃度也隨之降低。雖然酸露中酸濃度的降低使腐蝕速率增加,但壁溫對腐蝕速率的影響大于酸濃度對腐蝕速率的影響,因此腐蝕速率下降。下降至一定程度后,由于濃度的影響超過了壁溫的影響,隨著壁溫的降低,腐蝕速率又會加快。
四、防止煙氣露點腐蝕的措施
1) 采用清潔燃料;
2) 低空氣過剩系數(shù);
3) 燃料充分燃燒;
4) 提高進料溫度使管壁溫度在露點溫度之上(一般露點溫度當燃料含硫大于2%取150℃,管內(nèi)介質溫度取135℃,面積足夠的情況下煙氣溫度220℃);
5) 提高設備殼體壁溫(加熱爐90~100℃,F(xiàn)CC再生器180℃);
6) 采用耐腐蝕材料:鎳基合金C-276,C-22;ND鋼,含銅和鉻合金,外涂覆(氟橡膠、搪瓷、高溫涂料、噴不銹鋼+涂料封閉等);
7) 添加劑:中和/抑制生成硫酸,如MgO,Mg(HO)2,不僅中和硫,而且中和V5O2;
8) 爐壁用涂料保護;
9) 爐隔熱襯里采用致密材料,防止煙氣竄透。
五、其他預防措施
1)加強保溫或提高壁溫,在很多煤化工廠發(fā)現(xiàn)設備及管道存在露點腐蝕之后,通過增加伴熱的方式來提高設備及管道的本體溫度來防止露點腐蝕的發(fā)生;
2)設計時防止局部過冷,在必要時采用耐腐蝕材料。例如:蒸餾裝置常壓塔頂三層塔盤用MONEL合金,頂封頭襯MONEL鋼板,冷凝器管用MONEL或鈦材料;
3)注意氣候變化,在強風或暴雨影響壁溫部位加阻擋設施。
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