煤气化装置设备腐蚀及防护措施

2022-12-01黄见东

化工设计通讯 2022年10期

黄见东

（宁夏和宁化学有限公司，宁夏银川 750411）

1 针对煤气化设备开展防腐工作的重要性

近几年，由于经济的快速发展，进一步推动煤气化产业的飞速提升，其对煤化工生产乃至整个化学工业生产都有着巨大的影响。而煤的气化在整个生产过程中，每个阶段都存在很多困难情况，因此对煤气化设备提出很严格的要求，由于设备腐蚀造成的经济效益降低及安全隐患突出异常明显。

为了确保煤气化行业产品生产效率和质量，在实际工作过程中，需要对有关设备进行有效防腐操作，并且科学合理地对其进行管理。因此落实有效的防腐措施，可以满足对设备的维护要求，对整个行业安全稳定发展有着很重要的作用。由于科学技术的持续进步，一些高科技技术发挥出很大的促进作用，煤气化行业也同样受益，并且由于生产投入方面不断加大，导致煤气化设备在数量方面呈现大幅上升的趋势，有关防腐维修工作就显得非常重要，由此才能满足企业安全生产需求。实际工作过程中，如果能够实现煤气化设备有效养护和管理，就能进一步推动其在功能方面得到最大化发展，就能满足产业效能的最佳化，与此同时，还能推动企业经济效益的最优化。从煤气化技术而言，原料通常都会呈现出相对程度的特殊性。对所用到的设施设备要开展相应操作，其处于一个非常复杂的环境当中，而设备也会出现被原料腐蚀的危害，情况不严重会造成产能效率和质量降低，情况严重的会造成安全隐患问题发生，对群众财产安全造成很大威胁。因此对煤气化设备进行积极有效防护，在一定程度上能够延长企业设备的使用年限，同时还能确保这个行业生产效能的提高，使企业获得最大化效益。

2 煤气化装置设备中经常出现的腐蚀因素

2.1 点腐蚀和缝隙腐蚀

点腐蚀和缝隙腐蚀是两种紧密相关的腐蚀类型，均属于局部腐蚀，其产生条件为含有氯离子的环境，但温度及酸碱度（pH）等也起着很重要的作用。当不锈钢处于含氯环境中时，在一定温度下就会发生点腐蚀。常见点腐蚀情况如图1所示。

图1 腐蚀造成设备管板缝隙泄漏

2.2 金属材质问题造成的腐蚀

煤气化设备通常都是由金属制作而成，因为金属的属性不一样，所以其性质存在一定差异性，比如材料腐蚀能力也存在一定不同。通常而言，对煤气化设备进行制作过程中，通常都会选择运用铸铁以及不锈钢材料等。但是在铸铁和碳钢中，其抗腐能力相对较低。通常来说，属性相对粗糙的金属一般在抗腐蚀当中的表现非常差。目前部分煤气化企业为了降低资金投入，在材料选择时通常都会选择运用晶粒直径非常大的金属材质煤气化设备，导致其抗腐蚀性能力很差，这样也会对生产工作展开造成制约。

2.3 应力腐蚀破裂

在很大程度上，奥氏体不锈钢的发展是为了满足各种环境中对防腐性能的要求。许多合金曾是被设计用于一种特定环境的，随后其应用范围越来越广泛。因此，对超级奥氏体不锈钢的选用，其耐腐蚀性能是一个很重要的依据。这里主要介绍均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂。普通奥氏体不锈钢比铁素体不锈钢和双相不锈钢更容易发生由氯化物引起的应力腐蚀破裂。然而，超级奥氏体不锈钢却具有非常高的抗应力腐蚀破裂的能力，在许多情况下其效果还优于双相不锈钢抗应力腐蚀破裂的能力。与普通不锈钢相比，超级奥氏体不锈钢有着非常优异的抗应力腐蚀破裂的能力。煤气化生产过程中，产生的硫化氢会增加出现应力腐蚀破裂的风险，特别是经过深加工的部件，较容易出现裂纹。在硫化氢和氯离子同时存在的情况下，不锈钢出现应力腐蚀破裂的危险性就更大。而超级奥氏体不锈钢在此类“酸性”环境中具有很强的抗应力腐蚀破裂能力。

3 煤气化装置设备防腐对策

3.1 优选设备材料

能源不仅可以对当今世界政治经济的格局造成一定影响，而且跟一个国家的安全稳定发展有很大关系，其关联到人类社会生存以及发展的物质基础，在国民经济发展当中有着很重要的战略地位。然而，我国经济比较发达的城市主要分布在沿海区域，其资源相对比较贫乏，资源富集区域主要集中在西北经济落后区域，其城市经济落后对资源的需求量相对较低，这种资源分布的不均匀，对国内经济发展会造成严重影响。由于目前科技的快速发展，结合能源有关需求的差异性，国内建设比如像“国家重点开发区、国家重要的大型煤炭生产基地、煤化工产业基地、现代煤化工产业和循环经济示范区”等系统工程。这些工程除了能够处理经济欠发达的区域能源富集的问题以外，也处理了经济发达区域能源短缺的情况，这也是系统工程建设中主体之一，对能源进行储存以及运输中占据着非常重要的地位，其中装置以及设备防腐蚀，对这些系统工程而言更是至关重要。实际运用期间，一些因素都会直接对装置以及设备造成腐蚀现象，因此可以运用更科学的方法对装置防腐技术开展探究工作，确保这些资源运输的设备及装置防腐都具有一定的安全性，这样可以进一步确保输送系统的安全。从煤气化装置设备自身材料方面着手，根据煤气化生产环境工艺技术对其材料的性能，尤其是防腐蚀性能合理地进行评估，从各项材料当中选择抗腐蚀性强的材料。煤气化装置设备采购和制备过程中，需要严格将其质量管理工作做好，结合有关文件标准对材料开展质量检查，保证材料跟企业生产中对防腐性能实际要求相符。

针对生产装置开展防腐操作，前期需要提前选择适合的设备材料，并且将其检验工作做好，确保材料本身能够达到生产的标准以及要求，这样才可以确保后期的防腐工作能够顺利进行。装置材料本身就有一定程度的抗腐蚀作用。对这种材料进行选择过程中，需要对其材质的具体情况以及有关强度检测数据等各方面内容进行严格检查，尽量提前将有关问题检测出来，第一时间更换适合的材料，从根源上避免装置设备腐蚀问题的发生。针对设备购买的渠道而言，要严格对供应商的资质要求进行选择，避免质量劣质的设备材料运用在项目当中。

3.2 加强设备防腐蚀技术

通过煤气化装置设备设计方面来看，根据设备腐蚀类型以及原因，通常都会运用合理的设计方法，将设备材料结构的防腐性能提高。对设备材料结构而言，需要注意均匀性，将设备表面腐蚀速度降低。对于煤气化生产中的强酸碱以及高温高压等生产工艺环节，采用科学的设备防腐技术，比如在设备和介质相接触，很容易发生腐蚀现象表面，不仅要选择适合的设备材料，而且还要运用防腐涂层设计，加强设备和介质接触面的防腐性。运用这种防腐涂层设计方法，在设备表面起到隔离屏蔽介质的作用，对设备表面可以起到保护。合理地对防腐涂层进行选择，这种防腐材料需要有非常好的化学稳定性，不能跟设备材料出现反应，同时涂层材料也不能跟介质发生反应。从设计防腐涂层当中，将设备表面防腐性能提高，根据生产工艺和技术标准，合理地对防腐蚀药剂进行选择，加大其质量检验，以免不符合标准的药剂进入到生产装置中。防腐层指的是装置内或者装置外涂抹一层具有防腐蚀功能的涂层，这样可以对装置形成一定的保护作用。一般用在防腐层的材料主要有石油沥青、环氧树脂以及熔结环氧等，运用这种材料，主要是对输送具有偏酸性质的设备起到的防护效果非常显著。

3.3 健全设备防腐蚀监测制度

为了更好避免和把控煤气化生产过程中的设备出现腐蚀现象，有效确保生产装置的安全运转，企业和设备管理部门需要结合生产工艺当中的腐蚀介质流程分布情况进行全面了解。加大对生产设备防腐检查力度，构建有关监测网络，为设备检修以及防腐工作提供一定依据。组织专业技术工作人员对这种腐蚀现象定期进行检查，同时还要对这种情况作出评价，整理出有关腐蚀检查技术报告。针对生产工艺系统当中很容易发生腐蚀导致严重安全事故的设备来说，需要构建定期监测腐蚀制度，在设备容易发生腐蚀的地方设置监测点，定期开展检测工作。设备管理者还要结合腐蚀监测实际方案和操作标准，构建设备腐蚀监测台账，第一时间将设备腐蚀所监测到的数据集中起来，不断对相关数据库进行完善，通过对腐蚀数据的分析探究当中可以看出设计腐蚀的效率，制定优化相关防腐蚀对策。结合煤气化生产工艺特征和规律，对生产期间的物料和过程中所产生具有腐蚀性的介质严格进行监测，定期解析介质参数，科学把控生产工艺当中的腐蚀介质含量能够更好体现出设备腐蚀程度参数，将数据收集整理起来，定期解析，不断对生产工艺条件进行优化。

3.4 优化煤气化设备生产流程

针对煤气化生产性质而言，其生产过程本身就具备复杂性，一个产品能够通过多种方法进行生产。基于此，首先要做的就是尽量消除气体当中的水分，降低腐蚀可能性，通常而言，室温和干燥气体都会对设备表面金属造成很大影响。气体当中含有水分，设备腐蚀情况就会加重，煤气化装置设备中，需要加入一些冷却液以及干燥剂等，这样可以更好消除气体当中的水分，对其起到保存作用；其次，结合设备有关防腐添加剂的选择，主动添加具有环保性的防腐添加剂，进一步使煤气化设备防腐水平提高。开展防腐工艺过程中，涂料产品能够直接覆盖在装置设备的内外部，并且能够隔离外界物质对装置设备材料所造成的侵蚀，但是因为涂层的厚度有限制，很容易受到外力侵袭，要求在安装和维修养护过程中要将保护工作做好。而在实际进行防腐操作过程中，经常会用到防腐工艺技术，在实际应用防腐层技术时，需要结合装置所在的环境和介质类型，选择运用适合的涂料，这样可以有效将这种材料的抗腐蚀功能提高。在传统处理工艺中，因为防腐工艺和处理对策都非常简单，针对煤气化装置设备一般都会运用沥青防腐层技术，在实际操作过程中会把浸泡过的玻璃纤维捆绑在煤气化装置设备的外面，是因为这种材料的耐温性不够，很容易受到破损等情况限制，现阶段逐渐替换成其他材料。近几年由于防腐工艺的发展水平和煤气化装置设备生产效率有所提高，针对冷管弯道通常都会采用防腐涂层的原料，这个原料通常都以烧结环氧粉末为主，对涂层技术不断进行完善和创新，除了能够确保煤气化装置设备的抗腐蚀性以外，还能有效满足对防腐工艺的节能减耗等发展目标。另外，因为防腐材料有一定的复合性结构特点，涂层自身也有很好并且稳定的导电性以及化学性，用现代防腐层技术除了能够将装置内外的涂层材料适应性提高以外，还能有效将其保温性以及装置强度等各项特点提高。