工业煤气管道腐蚀分析及处理措施

解颜辉

山西省工业设备安装集团有限公司智慧建造科技公司 山西省晋城市 048000

摘要：在工业中，煤气是重要的使用材料，工业煤气管道在长期应用中出现的腐蚀问题，必然会影响工厂的正常生产运行，并引发安全问题。本文对工业煤气管道常见腐蚀问题进行深入分析，重点了解外部腐蚀以及内壁腐蚀的成因及其作用机制，进而也就能够予以恰当预防，降低腐蚀影响程度；对于一些腐蚀严重区域还需要关注修复方法的恰当选用，以确保工业煤气管道尽快恢复并安全运行。

关键词：工业煤气管道；腐蚀；处理措施

引言

对于钢铁企业而言，高炉煤气是在炼铁的过程中所产生的可以燃烧的气体，其中有二氧化碳、一氧化碳以及氮气等，并不具备较高的发热值，如果想利用高炉煤气需要先对其执行除尘操作，当前的科学技术对于高炉煤气的除尘主要以布袋干法除尘为主。然而，虽然解决了除尘过程中的环保性问题，但是钢铁企业却仍然需要面临一个问题，即高炉煤气管道腐蚀的问题，如果不及时处理此问题，就会导致高炉煤气管道出现开裂或者穿孔，最终导致高炉煤气发生泄漏，不仅仅会导致安全事故，还会导致企业损失部分的高炉煤气，属于经济成本的损失。

1煤气管道局部腐蚀的原因

煤气管道经常铺设在地质恶劣的条件下，受煤气杂质的制约，在局部管道内壁处受腐蚀严重，埋藏突发性露气的安全隐患。由于煤气管道局部腐蚀具有不可预测性，是引发煤气管道事故的主要原因，一般情况下造成煤气管道局部腐蚀的原因包括以下方面：

1.1煤气管道局部内壁腐蚀

煤气管道发生局部内壁腐蚀的关键原因是受煤气组成性质决定，煤气属于混合气体，在其中会掺和大量的有害杂质气体，多种电荷性不同的气体相互结合就会发生电化学腐蚀，其出现位置大都是在煤气管道的下半部分。现阶段国内的净煤化水平较低，煤气中含有不同种类的难溶物杂质不能完全分离出来，在煤气输送阶段某些杂质就会慢慢地积聚到管道底部，由于煤气中含有一定量的水分，一旦煤气温度不超出煤气露点时，水分就会从煤气中解离出来。此时煤气管道已经凝聚的各种杂质将是引起管道内壁发生腐蚀的主要因素。煤气中掺和的腐蚀性物质溶于水，就会生产酸性物质，与金属管道发生化学反应。

1.2电化学腐蚀

由于除尘的方法为干法除尘，因此导致在高炉煤气管道包含的硫酸盐以及氯化物的产生。这些物质在冷凝水中成为了盐离子，此时便形成了微电池，微电池可以与由碳钢支撑的高炉煤气管道发生化学反应，从而导致高炉煤气管道出现腐蚀的问题，即电化学腐蚀问题，其中含有的盐离子越多，腐蚀的速度就会越快，因为溶液中的导电率增大，在电位差的影响下，高炉煤气管道就会因为反应而损失自己的铁，从而导致其被腐蚀。在其电位差的影响下，这种反应会持续地进行，并且形成氢氧化铁，在高炉煤气管道中以非晶体的状态析出，从而导致高炉煤气管道的内壁出现了疏松多孔的结果，其抗腐蚀的能力也在逐渐下降，甚至有利于氧气的结合，从而导致铁发生了氧化还原反应，对于高炉煤气管道的腐蚀作用增加。

1.3管道堵塞

①杂质堵塞。由于前期检查不到位等原因影响煤气输送设施在投产前未彻底清扫管道，使得管道内在投入运行时仍有杂质残余。长时间的运行缺乏检修契机，使得杂质在长期积累后造成了管道阻塞。②高焦混合煤气堵塞。这一种原因所导致的煤气管道堵塞情况主要是因为受到硫的影响。这一种物质主要是来自于焦炉煤气内的硫化氢，其发生氧化反应是导致管道内杂质含硫的关键因素。但是存在有较大含量氧化氢的焦炉煤气管道内，则并未出现这一现象，这一结果显示氧化反应是基于高炉煤气内部分物质诱导而引起化学反应的。一般是受到高纯氧化铁的影响而使得硫化氢发生了氧化反应，并导致硫在管道内的堆积最终使得管道堵塞。

2工业煤气管道腐蚀分析的处理措施

2.1管道内壁腐蚀

①防止内壁腐蚀的根本措施是将煤气净化，使煤气中硫化氢、二氧化碳、氧和其他腐蚀性物质的含量达到允许值以下。在工艺设计时选择合适的煤气流速、温度、管道坡度等，以减少煤气输送过程中杂质的沉积和水分的冷凝。②及时抽放凝水缸集水，即使煤气中水分在规定范围内，随着煤气由气源厂流入管道网，温度逐渐降低，煤气中的饱和水蒸气要凝结出来而汇集于管道下部，形成气液两相流动，最终汇集到沿途设置的凝水缸内。如果不及时抽掉凝水缸中的水，那么有一部分水长期滞留在管道内，造成管道腐蚀，同时凝水缸也遭受腐蚀，尤其是气液交界处的腐蚀会非常严重。③管道内壁涂敷防腐涂料，可以在管道内用合成树脂或环氧树脂等做内涂层，可防止管道内壁的腐蚀，并减少煤气流动的阻力。

2.2改进煤气系统

增加喷碱设施对煤气进行处理，控制煤气冷凝水酸性腐蚀。如在高炉煤气净化设备后加设煤气洗涤塔装置，对煤气用NaOH溶液喷淋予以洗涤，去除煤气中的氯、硫等酸性离子。在TRT出口之后的低压煤气管道外加设套管，向套管内通入低压热流体（预热后的空气），通过热流体加热煤气，防止煤气温度低于露点温度，从而减少煤气管道中的冷凝水，以达到减轻管道腐蚀的目的。套管材质使用与高炉煤气管道材质一样的碳钢，外设保温层，采用岩棉制品进行保温。同时在运行过程中加强对煤气管道进行排水或保证连续排水，以减少煤气输送过程中杂质的沉积和水蒸汽的冷凝。

2.3防堵塞措施

首先，新建设的煤气输送设备在实际投入运行前必须要加强吹扫处理，从而将各施工环节有可能会产生出的杂质彻底清除干净。煤气在经过长期应用后其底部大都会残留有固体杂物，这些杂物不但会导致冷凝液排出遭受巨大影响，且管道腐蚀也将十分严重，特别是气液交界部位更加严重，因而对管道应定期进行一次彻底清洗。其次，在气温下降后煤气管道内将会产生出大量的冷凝液，管道铺设时也应保持一定坡度，且间隔一段距离应在其下端设置下液管及水封槽，以便能够随时排出冷凝液，在生产时也需重点加强对液管的检查处理，一旦发现堵塞情况便需尽快疏通。

2.4金属钢板半包或1/3包裹

为解决延缓工业煤气管道寿命不影响正常生产，现阶段有利用耐蚀钢对已有煤气管道进行包裹，壁厚可以根据实际工程投资和运行年限等比较计算确定。工程中需对防腐刷漆的做法参考如下：①包覆件外部机械除轻锈，除锈达ST3级。刷H06-1环氧富锌底漆2层，膜厚50μm；刷J53-13云铁，氯化橡胶防锈漆2层，膜厚70μm；刷J52-12各色氯化橡胶面漆2层，膜厚100μm。总膜厚220μm。②包覆件内部机械除轻锈，除锈达ST3级。刷H06-13环氧沥青底漆1层，膜厚50μm；刷H04-10环氧沥青磁漆2层，膜厚80μm。总膜厚150μm。③加固件机械除轻锈，除锈达ST3级。刷H06-1环氧富锌底漆2层，膜厚50μm；刷J53-13云铁，氯化橡胶防锈漆2层，膜厚70μm；刷J52-12各色氯化橡胶面漆2层，膜厚100μm。总膜厚220μm。煤气管道腐蚀减薄部分为管道的底部，在满足工程投资少和满足煤气管道安全运行要求下，一般现阶段煤气管道修复不做全包裹。采用小于等于DN2000管道进行半包裹，大于DN2000管道采用1/3包裹。为使包裹过程增加的管道重量满足设计和投资要求，需对煤气管道的加强圈、包裹金属板的壁厚、管道支架跨距和原有支架结构进行核算。此方法在实际中工程中得到有效运用。

结语

总之，目前煤气管道防腐技术在现有的工业技术水平条件下相当有限，但是，可以通过长时间对比试验，找到一套针对天然气管道防腐的比较成熟的办法，并且相互进行配合，因地制宜，确定适用范围和适用条件，为保证天然气输送平稳运行以及管道经济效益最大化作出一份努力。

参考文献

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[3]《工业企业煤气安全规程》(GB6222-2005).