干式气柜制作安装

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煤气柜的腐蚀有哪几种?

煤气柜的腐蚀有哪几种?

发布日期:2019-02-25 编辑:靖鹏环保 点击:

煤气柜主要用来储存城市煤气、化工生产中的原料气、半水煤气、焦炉煤气等,在生产中起着均衡系统负荷和缓冲作用,同时对工艺气体也有净化除尘作用。容积较大,耗用钢材量大,做好煤气柜的防腐工作对延长煤气柜的使用寿命至关重要。煤气柜腐蚀最严重的部位是在钟罩、水封壁板干湿交替的水线附近、水封下杯圈及水槽底部。

干式气柜维修拆除

腐蚀机理

腐蚀的原因是电化学腐。主要包括煤气的腐蚀、水的腐蚀、H2S 的应力腐蚀破裂、大气腐蚀和细菌腐蚀等。


煤气的腐蚀

 煤气中一般含有 H2S 、C O2、O2、HCN、NH3及其它有机硫等腐蚀性介质,而且往往被水蒸汽所饱和,下表为几种常用煤气的成分。


通常,湿煤气进入气柜后,将继续被冷却,尤其是在冬天或者气柜的阴面,饱和煤气将在冷壁上析出含H2S、CO2、O2等腐蚀性介质的冷凝液(这是一种电解质溶液),成液膜流挂在壁面上,造成H2S-CO2-O2-H2O 的“液膜态”电化学腐蚀。其中H2S是主要腐蚀成份,CO2和 O2在一定条件下起加速 Hs腐蚀的作用,在H2S 对碳钢的腐蚀中,“液膜态”腐蚀较在液相是大许多倍,比在气相中更大。据有关资料显示:在半水煤气中进行挂片试验,所得的碳钢年腐蚀速率为:液相中 0.041mm,气 - 液相中0.144mm。而在生产中壁板内壁的实际年腐蚀速度可达 0.5mm 左右。腐蚀的主要形式是均匀和斑点腐蚀,内应力较大的地方常出现应力腐蚀裂缝。


水的腐蚀


由于煤气中H2S 等腐蚀性气体和灰尘不断进入水槽和水封内的水中,使水成为一种腐蚀性较强的电解质溶液,当水长期得不到更换时,其腐蚀性更强。被水浸湿的壁板表面实际上复盖着一层薄薄的液膜(H2S-CO2-O2-H2O),气体介质及易扩散到钢铁表面。同时,因干湿交替和水份蒸发,浓缩了液膜中的腐蚀性介质,从面加剧了碳钢的腐蚀。另外,由于水对涂层干湿交替的侵蚀作用,使涂层较早地遭到破坏。因此,水线附近的腐蚀最为严重。


应力腐蚀破裂


大量的实例表明,应力腐蚀是导致许多煤气柜早期泄漏的最主要的原因。其特点是:腐蚀破裂往往发生在较短时间(几个月或几年)内出现,而且裂缝难以直接焊补。


应力腐蚀裂缝,多数发生在壁板焊缝及其热影响区,且平行于焊缝。随着使用年限的增长,母材上的裂缝也逐渐增多,并首先出现在夹层及夹杂物等缺陷处。钟罩或中节的水线部位出现裂缝最多。其应破裂的趋向,搭接焊大于对接,对接大于铆接,铆接大于母材。应力腐蚀破裂的倾向随着煤气柜容量的增大和壁厚的减薄而增大。如400m3以下的半水煤气柜很少会有腐蚀裂缝。但1000m3的半水煤气柜,当板壁厚度为3mm 时,不少气柜上可以看到明显的应力腐蚀裂缝;当壁厚为4.5mm 时,裂缝很少出现;当壁厚为6mm 时,几乎找不到腐蚀裂缝。应力腐蚀破裂与壁板材质有很大关系。低碳钢材质比 Q235-A制气柜使用寿命长几倍。装配应力和焊接应力越大,焊缝质量越差,应力腐蚀倾向越大。煤气中的H2S 和水中的Cl-含量越高,应力腐蚀倾向越大。应力腐蚀是在一定的拉力和腐蚀环境两者的联合作用下所引起的破坏过程。煤气柜的结构和所处的工作环境具备这两个条件。其壁板上的拉应力来自:壁板组装过程中的冷加工、装配和焊接残余应力,其中焊接残余应力是主要的。运行时的工作压力、自重和风载荷等工作应力。这种应力在大型煤气柜中可以达到 Q235-A 钢屈服极限的 30%左右。气温的急剧变化所带来的温差应力。运行中的振动与变形等。



以上这些内外应力的叠加,使壁板的剧部应力很大,而最大的拉应力又很可能出现在焊缝以及热影响区内。加上搭接焊的偏心作用、焊缝的裂缝、未焊透、气孔、夹渣、咬边和不焊合等缺陷处的应力集中效应,使应力条件更为苛刻,结果引起金属晶格歪曲,甚至出现微裂纹,降低了金属在该处的电位,最后,在上述液膜H2S-CO-O2-H2O 的作用下成为阳

极区。从而构成了大阴极、小阳极的电化学腐蚀。由于裂缝尖端的阳极快速溶解,使裂缝迅速扩展,并且沿着拉应力的垂直方向作用,发展成为较大裂隙缝,直至最后破裂。普通碳钢对H2S 的应力腐蚀破裂在常温下最为敏感。


大气腐蚀


气柜大多数座落在大气污染严重的工业区域内,并且暴露在大气中的面积很大,壁板又很薄,因此大气腐蚀也成为决定煤气柜使用寿命的重要因素。从小合成氨厂来看,半水煤气柜一般都位于造气、脱硫和锅炉房等车间的污染区内,大气中含有大量的SO2、SO3、H2S、CO2、水蒸气和灰尘等,对气柜外壁产生严重的大气腐蚀,尤其是地处潮湿多雨的沿海地区的半水煤气柜,其大气腐蚀更为严重。


地下水引起的细菌腐蚀煤气柜水槽底板的面积很大,如果基础标高设计太低,或由于基础沉降而低于地面,当含有硫酸盐、亚硫酸盐或有机物的地下污水渗入水槽底板与基础表面的空隙中时,在缺氧的情况下,有一种厌气性细菌———硫酸盐还原菌就会繁殖起来,对底板产生腐蚀作用。另外,如果渗入的地下水是一种含有酸、碱、盐的工厂污水或海水时,其腐蚀就更为剧烈。


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关键词:煤气柜腐蚀的种类

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