重點領域典型裝置防腐經驗
各行業(yè)因其產品生產工藝以及所配備的裝置千差萬別,所以其腐蝕狀況與防護措施也有很大差別。本文僅介紹幾種典型裝備與設施的防護經驗,僅供參考。
一、鍋爐裝置
鍋爐是跨行業(yè)通用設備。由于鍋爐的鋼制材料及其處于高溫、煤塵的惡劣環(huán)境中,且經常需要連續(xù)運轉,所以很容易產生腐蝕,而且不能得到及時治理。其腐蝕現象與防護措施如下。
1、水管內壁的垢下腐蝕
在鍋水處理良好的情況下,管壁不會結垢。但當水質下降而得不到及時處理時,就會出現結垢情形。水垢促使管道腐蝕,其機理為:第一如水中含有游離的NaOH時,沉淀物下的水其pH≥13,使金屬管壁上起鈍化作用的FeO膜被溶解而喪失保護作用;第二水垢的熱導率僅為鋼材的1%~10%,因此造成水管溫度升高,促使水質中的Cl-或SO42-與金屬表面產生電化學腐蝕。
2、水管外壁的煙氣腐蝕
水管鍋爐運行時,煙氣中含有一定濃度的SO2與SO3,與水蒸汽(H2O)作用生成H2SO4蒸汽,直接導致化學腐蝕。當管道因腐蝕變薄時,還會在熱力作用下產生蠕變而出現裂紋,甚至發(fā)生爆管事故。
3、鍋爐腐蝕的防護措施
除對鋼質外殼和附件定期進行除銹和噴涂防腐材料外,主要應做好以下兩項工作。
4、確保鍋爐給水除氧和軟化處理
系統(tǒng)的正常運轉,使供應水質達到規(guī)定值(pH=10~12),并定期檢測。一般選用含硫≤0.8%的煤種),杜絕使用高硫煤。
二、石化裝置
石油化工行業(yè)的工藝裝置,因原料與產品的多樣化,其結構、材質以及腐蝕形式與特點有很大差別?,F僅以一種常見酸性產品精對苯二甲酸(PTA) 為例,分析其腐蝕特征與防護對策。
1、腐蝕現象與特點。
(PTA主要生產裝置的材料為不銹鋼SUS316L。在運行中發(fā)生的腐蝕現象主要為點蝕、電化學腐蝕和磨蝕。點蝕是由于不銹鋼氧化膜局部損壞造成的,而且在介質中有鹵離子(Cl-和Br-) 就會加速腐蝕;磨蝕是由于粉狀原料、漿料和蒸汽凝液對管道(特別是接頭或彎頭處) 的沖刷所致。此外,還有均勻腐蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕出現。
2、不銹鋼裝置的腐蝕防護。
對于PTA裝置的防腐措施可以有以下6項:
①提高所用材料的防腐性能等級;
②實施制造監(jiān)理,保證材質和施工的可靠、無誤;
③優(yōu)化生產工藝,降低Br-、Cl-殘留物;
④加強對裝置的檢測,實施有效維護;
⑤采用新型防腐技術,對一些零件接觸而進行陽極保護處理;
⑥在不銹鋼表面鍍鈀(Pd),提高不銹鋼表面電位,實現鈍化。
三、運輸車輛
各種交通運輸工具(汽車、火車、輪船、飛機等) 其工作條件均比較差,一般都在露天作業(yè),經受風雨和溫度變化以及風沙、酸雨、海水和空氣中的有腐蝕性氣體(CO2、SO2等) 的侵蝕,極易失效損壞。其中各種運輸車輛的外殼與機件受到腐蝕,將大大縮短其使用壽命。
1、車輛腐蝕狀況。
工廠中的各種車輛遭受腐蝕的部位主要是車輛外殼和結構車架、車輪等處。產生的原因如下。
①保護層(漆皮和鍍層)脫落或失效。這經常是由于磕碰、劃、空氣中塵粒磨損、酸雨等因素所致。另據監(jiān)測報告稱,Fe粉塵會與漆皮發(fā)生共同氧化反應,并滲透至漆皮下層形成快速腐蝕。
②水垢危害。不論是雨水或洗車水均會在車體許多結構部位積存,殘留水漬中含有Ga2+、Fe2+,會形成水垢腐蝕機件或保護層。
2、防腐措施。
①噴涂陰極電泳底漆,提高漆皮防腐能力。據測試,經磷化處理后電泳、漆皮耐鹽霧性能提高到800~1200h。
②噴涂片狀鋅基鉻酸鹽防護層(即Zn~Cr膜)。一般涂層為6~8μm,其耐腐蝕性為鍍鋅層的5~7倍,并可耐300℃高溫。
③改進結構狀況,放止雨水存留。
四、煤化工業(yè)裝置
煤化工企業(yè)通常包括選配煤、煉焦炭、煤氣凈化、氣化產品回收與精制等生產工藝過程。所使用裝置包括大量管道、儲罐、反應罐等,均有防腐蝕要求。
1、腐蝕范圍與腐蝕現象
①煤氣冷卻裝置腐蝕。煤氣凈化過程中,H2S和NH3濃度增高,使得初冷器嚴重腐蝕。裝置設計使用壽命為8年,實際只運行3年就造成管路穿孔泄漏。
②脫酸蒸氨系統(tǒng)的酸氨汽管道腐蝕。原設計管道材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼和3161不銹鋼。使用均不足2年,就腐蝕破損。
2、防腐措施。
①采用滲鋁鋼代替普通碳鋼制作初冷器。據介紹,滲鋁鋼在H2S中的腐蝕速度(0.007~0.02mm/a)遠低于普通碳鋼的腐蝕速度(0.3~0.6mm/a)。一般熱滲透鋁的滲層厚度為80~120μm,能夠連續(xù)使用7年以上。
②由于酸氨汽中富含SO2(>15%)、NH3(>20%) 和H2S,且易形成溶液狀態(tài),加劇1Cr18Ni9Ti的晶間腐蝕和3161焊縫處腐蝕。為此,改用鈦材替代不銹鋼。當工作溫度≤350℃時,鈦材耐腐蝕性強,在酸氨汽環(huán)境中其管道壽命可達8年。
五、其他設施
1、抗海水腐蝕
對許多領域具有普遍意義。如鋼質船舶的外殼,海上石油鉆井平臺和跨海橋梁等設施,均需防止海水侵蝕。
2、地下管道防腐
地下管在石油化工等行業(yè)和市政工程中均是重點工作,其特點是難于防護。
六、結語
各種設備、設施的腐蝕與控制和防護是一個永恒的課題。一方面隨著新產品的開發(fā)和新工藝的制定,就會有許多具有腐蝕性的介質出現,給設備、裝置運行帶來危害;另一方面伴隨新技術研究和新材料的制備,就會有多種抗腐蝕的手段、措施得到應用,保證生產、運營的正常進行。這樣一對矛盾的發(fā)生與解決,推動了防腐工作水平的提高,也促進設備工程技術進步。
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