重点领域典型装置防腐经验

日期:1970-01-01

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。


一、锅炉装置

锅炉是跨行业通用设备。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。


1、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。


2、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。


3、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。


4、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。


二、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。


1、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。


2、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。


三、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。


1、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。


2、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。


四、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。


1、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。


2、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。


五、其他设施

1、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。

2、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。

、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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