煤气柜的腐蚀与防腐

　　：针对我公司煤气柜腐蚀问题，分析腐蚀原因，提出防护措施。

　　关健词：气柜腐蚀防腐我公司有两台煤气柜，一是贮存焦炉气的5000m3气柜，一是贮存半水煤气的7柜，均是三节组装的螺旋导轨湿式气柜，分别由水槽、中节和钟罩构成，材质为Q235-A钢。

　　5000m3气柜是1988年夏季进行防腐，到1998年雨季过后发现，外壁大面积产生铁锈，涂层起泡，泡内积水，属全面腐蚀。7 000m3煤气柜是1988年底建成投入运行。1989年秋季停车检查发现，中节、钟罩严重腐蚀，涂层大面积脱落，除焊缝外，都均匀腐蚀，但无明显蚀坑。1990年重新防腐，1991年再次检查发现，中节、钟罩大面高压洗涤器设有一球型防爆空间，万一发生爆炸，气室区结构能够将损害的程度限制在高压洗涤器内部。高压洗涤器的气相空间分为大小两个空间，当小空间内的混合气体发生爆炸，隔板被破坏，大小空间串通，可以避免设备壳体因压力上升而破坏，只要临时停车更换防爆板即可恢复生产。

　　合成尾气放空管设置吹扫蒸汽为防止尾气放空管发生燃烧或爆炸，在尾气放空管线上设置了吹扫蒸汽，由一自调阀控制，一旦放空管发生燃烧，温度高达一定值时该自调阀自动打开，用蒸汽吹扫该管线，可尽快扑灭明火。

　　设置静电接地措施我厂尿素装置中凡贮存或输送可燃性物体的设备和管路系统，均设有完好的静电接地措施。定期对接地系统进行检查，使之处于完善状态，起到了防止事故发生的作用。

　　2装置运行情况脱氢系统于1999年投入运行后，运行情况基本稳定。至2000年6月，脱氢后502中7（含量始终未检出，由于脱氢效果好，从根本上解决了高压洗涤器尾气燃烧爆炸问题，合成尾气放空管吹扫蒸汽也未使用过。2000年7月后，脱氢后52中开始检出氢，且氢含量有逐渐上升的趋势，为确保积腐蚀，涂层脱落，重新用环氧焦油防腐，1998年中节腐蚀已相当严重，无修复价值。

　　1引起腐蚀的主要原因1.1设备结构原因引起的腐蚀两台气柜的结构都是以桁架做骨架支撑壳体的，桁架与壳体之间的联接是间断焊接的，存在难以防护处理的间隙。常规法要求帆布浸铅油塞入，7000m3气柜较5 000m3气柜做得差，甚至有些部位没做。气柜本身的构造决定了两个环形水装置安全，2000年9月，我厂对铂钯催化剂进行更换。更换触媒后脱氢效果好转，但至2001年12月，脱氢效果再度恶化，脱氢系统几乎没有温差，合成尾气中氏含量*高达到4.25%，对安全生产造成了极大隐患。为了确保安全，尽可能减少进入合成系统的H2含量，我厂不得不采取提高52原料气中氧含量的办法。尽量降低合成尾气中的氏含量，维持装置安全生产直至月底停车。2002年1月，我厂再次更换铂钯催化剂，采用的是再生后的催化剂。这次更换脱氢催化剂后，尿素装置开车脱氢系统运行正常，脱氢效果良好。

　　由于该C2气提工艺所设置的防爆炸措施合理、有效，脱氢系统的运行较为正常，我厂尿素装置自投产以来未发生过燃烧或爆炸事故。

　　3结语我厂在尿素生产中采取了一系列防爆措施，除去可燃性气体组份，消除着火源，采用“气室区”结构进行隔爆，改变尾气中各组份含量使爆炸性气体迁至非爆炸性区域，这些措施取得了良好的效果。虽然采用防爆炸措施增加了一些成本，却保证了整个尿素装置的安全稳定运行，以较小的投入获得了很大的安全效益。收稿曰期（2003年12月8曰封的存在，水封宽仅有350~475mm，组装有挂钩，施工面窄，易出现防腐质量问题。

　　中节和钟罩的上面频繁升降要求壳体刚度好，保持覆盖层牢度。事实上，中节和钟罩的板厚仅为3mm，则脆性漆膜易被撅裂。焊接热产生的焊接应力会造成腐蚀，焊接热影响区组织的变化，使晶粒变大，而且组织不均匀，造成这部分机械性能和耐蚀性都不好。

　　1.2防护措施不当引起的腐蚀施工质量问题引起的腐蚀基层处理得不好。气柜防腐宜选用喷砂或砂轮机除锈，除锈后的基层要求有金属光泽和一定的粗糙度，确保底漆的牢度。特别是对已涂刷过红丹或沥青漆的基层，必要时用溶剂清洗。施工单位为了抢工期，基层没处理好就涂刷底漆，造成底漆附着力差，导致漆膜脱落。

　　涂刷质量差。对于水封水槽等难于施工和质量检查的位置一旦出现涂刷不均匀，流挂、针孔、起泡，即使选用再好的涂料，也不会起到防护作用。

　　涂料选用不当引起的腐蚀选用涂料的首要问题是耐腐蚀性，由工艺条件选定涂料，容易忽视环境条件，如日照、气温等。而环境条件才是漆膜破坏的主要原因。我们北方地区要考虑耐候性及温差等因素，地理环境决定选材。

　　2腐蚀的主要机理气柜的腐蚀是比较复杂的，但无论是气相腐蚀还是液相腐蚀，归根到底都属于化学腐蚀和电化学腐蚀。

　　2.1柜构件发生的化学腐蚀由于水槽中水外部接触大气，内部接触煤气，因此，水槽中一定溶有HS、SO、C0等，产生酸性水膜发生化学腐蚀。

　　CO对气柜的腐蚀CO溶于水生成HC3，与Fe接触在常温下发生如下反应随着CO溶解显酸性水膜，加速钢板的腐蚀，CO分压增高，钢的腐蚀速度也随之加快。

　　HS对气柜的腐蚀煤气中含有少量HS，在水分子存在的环境下对气柜钢板的腐蚀非常强烈，主要发生如下反应HS是一种强腐蚀剂，它不仅能增加钢的腐蚀速度，而且会加剧钢的渗氢作用，S离子为有效“毒化剂”，它促进并增加氢进入钢内部形成应力，从而导致钢的氢脆和应力腐蚀破裂。

　　2.2！电化学腐蚀水槽中发生的电化腐蚀从上面两个反应中可以看出Fe！Fe2+！Fe3+不断地消耗水中溶解的氧，水槽水是流动的，氧不断地补充，腐蚀不会停止。

　　水线上的电化腐蚀水线是指水槽水平面与气柜本体的交接线。在水线上的水膜中，C2、CO、H2S等酸性气体溶解量高，水线不液相部分上述气体溶解量小，故水线上水膜pH值偏低呈酸性，而水线液相中pH值偏高，这种浓度与pH值的差异构成了水线附近的电位差，称为“水线腐蚀”。

　　2.3细菌对腐蚀的影响气柜水槽水质接近中性（pH=8.5），温度为常温，而且满足缺氧条件，水中又含有大量有机物，为厌氧菌繁殖提供了条件，在细菌作用下，局部腐蚀加剧，腐蚀产生黑色难闻气味的硫化物。

　　3防护措施气柜的腐蚀主要是电化学腐蚀，根据气柜体积庞大又与腐蚀介质接触这两个特点，选用涂料覆盖层是*经济的防腐蚀办法。

　　底漆的选择在北方冬冷夏热，气温在-27~ 33之间，漆膜常因温度的变化而被拉裂，因此，选用底漆必须考虑与气柜本体线膨胀系数的一致性。另外，还要考虑底漆与面漆能否配套使用，一般底漆的附着力和机械强度要高于面漆。

　　面漆的选择除了考虑耐蚀性、与底漆配套、抗温差变化外，还要考虑漆膜的封闭性、耐光性、耐低温性。有些分子量较小的高聚物因耐寒性不够而发生脆裂现象，添加增塑剂能有效地改善耐寒性。

　　涂层厚度的确定薄薄的一层涂料并不能对基体起到屏蔽作用，因为涂料的主要成膜物质是高聚物有一定的透气性，气孔的平均直径一般都在10-7~10-9m之间，而水的分子直径通常只有几个A（1：=10-10m），所以在涂层很薄时，它们是可以自由通过的，并渗透到基体发生电化学腐蚀。

　　实践证明，当漆膜厚度增加到0.3~0.4mm，其抗渗性大大提高。环氧类、氯化橡胶涂料较其它涂低压锅炉的氧腐蚀问题及对策郭丽群李辉：低压锅炉氧腐蚀是锅炉损坏的重要原因之一，就如何预防锅炉氧腐蚀给出了相应对策。

　　我国每年因腐蚀而损失的钢材数以万吨计，给国民经济的发展造成了损失，给人民生命财产构成了威胁。因此，钢材的防腐问题一直受到了人们的关注，不断采取措施减少或者杜绝其发生。就低压工业锅炉的各金属部件来说，由于其使用条件恶劣，腐蚀情况更为严重，因腐蚀造成的危害也就更大。

　　1氧腐蚀的原因和预防措施腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。一般化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀伴有电流产生。对锅炉受压元件来说，水侧以电化学腐蚀为主，火侧（或烟气侧）以化学腐蚀为主。氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀，其机理为：由于锅水是一种有极性的电解质，在水的极性分子的吸引下，钢材表面的一部分原子，开始移入炉水而成为带正电的铁离子，而钢材上保留多余的电子带负电荷。若铁离子不断进入锅水则使钢板"管）上逐渐出现坑洞，产生了腐蚀。锅水中的溶解氧具有去极化作用，会使这一过程加剧。而去极化作用的强弱与含氧量有关，也就是说溶解氧的含量决定着腐蚀的强弱，且两者成线性正比关系。

　　自然界中的水是与大气接触的，大气中的氧气溶于水中，水中溶解氧的含量与水温和水面上压力大小有关。水温高溶解氧的含量减少，反之溶解氧含量增高。也就是说水中溶解氧含量与水温成反比，与水面上氧气的分压成正比。常温下，水中溶解氧含量约10mgA，含有溶解氧的水料的封闭性好，是一种较好的抗渗材料。环氧沥青漆吸水率低，它是一种常用的耐水性优良的涂料，适用于潮湿的环境。

　　4结语任何一种涂料都有它的优缺点、适用条件。

　　从我公司的两台气柜防腐实践中得知：气柜沥青虽然封闭性能好，对煤气耐蚀性也不错，但耐候-88 -进入锅炉，溶解在水中的氧能在腐蚀电池的阴极部位接受电子，使阳极部位的金属以离子形式进入溶液而形成腐蚀。由阳极进入溶液的铁离子与阴极产生的氢氧离子又互相作用，生成铁的各种氧化物这些铁的氧化物是金属受到电化学腐蚀后进行的二次反应产物，它们附着在被腐蚀的部位继续产生腐蚀，结果是氧化物的堆积越来越多，形成隆起状的锈包。将锈包铲去，就会发现金属腐蚀的凹坑。凹坑有大有小，有深有浅，腐蚀严重的地方凹坑可穿透金属壁，成为孔洞，造成锅炉损坏。

　　防止锅炉氧腐蚀，除做好停炉保养外，对于小容量锅炉，亚硫酸钠化学除氧是较经济适用的方法，是低压锅炉一种良好的化学除氧剂。

　　2防止氧腐蚀的对策除去水中的溶解氧根据前面的论述，我们发现，水中的溶解氧是发生氧腐蚀的元凶，而且随着含氧量的升高，腐蚀加剧，因此，必须采取措施除氧，对低压锅炉来讲，简单易行的方法为热力除氧和化学除氧或两者结合。

　　保证锅水的pH值在合理的范围性差，不适应严寒地区；乙烯类涂料粘合力较差，需要配套的底漆，否则会大面积脱落；环氧涂料做底漆附着力好，但性脆易裂，不耐大温差变化，加入二丁酯可以改善树脂的脆性，从而保证底漆与本体随温度变化的一致性。

　　收稿曰期20043年12月23曰

(完)