烧结烟气湿法脱硫设备各腐蚀类型(20210201145706)

1、烧结烟气湿法脱硫设备各腐蚀类型在目前国内外投入使用的烧结烟气湿法脱硫工程中，普遍存在管道及部分设备的腐蚀， 严重影响了脱硫系统的正常生产运营。本文结合工程实际情况概括总结了各种腐蚀发生的原 理及腐蚀现象，以便我们更好的去认识和判别各种腐蚀从而更有针对性的进行防腐。众所周知，烧结烟气脱硫项目都存在一定的管道、设备等腐蚀，本文结合莱芜钢铁集团 银前265M2烧结机烟气脱硫现场所遇到的一些腐蚀现象，归纳总结了我们脱硫项目已经存在 以及可能存在的几种腐蚀类型，以便我们更有针对性的采取防护措施。.腐蚀的原理：从根本上讲，金属的腐蚀就是金属被氧化形成了化合物。主要就是两种 方式：化学腐蚀，金属直接与介质发

2、生反应；电化学腐蚀，金属与电解质溶液产生电极反 应。.各种腐蚀现象分析：金属腐蚀按照表现形态可分为：点腐蚀、缝隙腐蚀、均匀腐蚀、 磨损腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等等，以下是我在莱钢项目中遇到的一些具体腐蚀现象。塔壁生锈腐蚀：钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀从原理上讲是电化学腐蚀中的吸氧 腐蚀，例如莱钢脱硫项目S02吸收塔裙座采用的是碳钢材料，表面出现的锈蚀产物比较轻脆 粗糙易剥落。这是因为，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里 含有少量的H+与0H离子，还溶解了 02 C02 S02 N02等气体，在表面形成了一层电解质 溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池

3、。在这些原电池里，铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化，主要化学反应如下：负极(Fe) : Fe-2e- = Fe2+ 正极：02 +2H20+4e-=40H-;即 2Fe + 2H20 + 02 = 2Fe(0H)2;吸氧腐蚀生成的Fe(0H)2被氧所氧化，4Fe(OH)2 + 02 + 2H2O = 4Fe(OH)3;最终脱水生成铁锈，2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O;这类腐蚀只要在塔体外壁喷涂防腐漆即 可有效防护。磨损腐蚀：这种腐蚀现象由磨损和腐蚀联合作用而产生的，例如莱钢脱硫项目的喷淋 洗涤塔所用喷淋泵叶轮上的浅型沟槽。 主要腐蚀过程是，首先酸性洗涤液与Fe发生电化学反

4、 应中的析氢反应，如下：负极(Fe) : Fe-2e - =Fe2+正极(杂质)： 2H+2e- = H2电池反应：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2;以及酸性条件下的化学反应：Fe+H2SO3=FeSO3+，H2Fe + H2SO4 (稀)= FeSO4 + H2 ，水溶液中Fe的电子能力比H+差，但Fe3+的得电子能力比H+强，故氢离子不能将Fe2+ 再抢去电子，不能生成Fe3+,因此这里的反映不会产生 Fe3+,以上反应最终生成的是FeSO4 钝化膜。由于离心泵上叶轮部位的腐蚀性介质速度很高，破坏掉这层钝化膜，这样在反复的 腐蚀、磨损过程中渐渐出现了腐蚀现象，尤其是在含固体粒子较多的时

5、候，这种腐蚀现象较 为严重。对于工业实际运行过程中的设备腐蚀，往往是多种原因综合作用的结果，下面简单 介绍一下离心泵的气蚀现象。气蚀：离心泵在运行时，有时会发生振动、噪音，部件上也会出现一些麻点及凹坑等材 料的破坏，导致泵的性能下降。莱钢脱硫项目喷淋洗涤塔喷淋洗涤泵采用的是离心泵，离心 泵的气蚀现象存在。主要原因是，当泵内管道中某处的压强下降到等于或低于当时液温条件 下的汽化压强时， 就会产生气泡， 气泡主要是蒸汽， 对于我们的洗涤液还溶解有一定的 SO2、 O2 N2等气体，这些气泡当流到高压区时，就会破裂，气泡在破裂时会产生很大的冲击力， 可以达到几百个大气压，甚至几千个大气压，使流道的材

6、料受到破坏。气蚀过程，就是气泡从形成到增长再到破裂的过程。预防气蚀的措施有： a. 降低温度 b. 定期清洗过滤器以减小阻力 c. 泵转速的变化，相应的汽蚀余量会成正比的变化，因此降低转 速可降低必须的汽蚀余量，汽蚀余量要求的低了，泵的抗气蚀性能也大大加强，所以现在国 际流行趋势就是减小转速以增强泵的抗气蚀性。希望在选购设备厂家的时候，在这方面引起 足够的关注和重视。.CL-对不锈钢的腐蚀：莱钢脱硫项目绝大多数设备以及管道采用的是不锈钢 316L(00Cr17Ni14Mo2)材质，是超低碳且含 Mo的奥氏体不锈钢，在许多介质条件中有良好的 耐均匀腐蚀和坑点腐蚀性能，Ni含量的提高(14%)有利

7、于奥氏体相的稳定，316L在抗晶间腐 蚀、高温硫、高温环烷酸和坑点腐蚀的能力方面要明显优于 304(0Cr18Ni9) 和 321(0Cr18Ni10Ti)不锈钢材料。316L性能优良但造价高，弄清不锈钢产生腐蚀现象的原因， 对不锈钢的防护起到至关重要的作用。目前，根据大量的实验和实践证明，CL -是不锈钢产生腐蚀的主要原因之一。. 莱钢脱硫过滤系统的过滤罐下部锥体上出现深处腐蚀的小孔： 这类属于点腐蚀， 在化 工设备腐蚀中占得比例大约为20%25%大多出现在含有氯离子的溶液中,CL-的存在使不锈 钢表面的氧化膜产生了溶解， 其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上 , 把氧原子 排掉,

8、 然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物。 缺陷处易漏出机体金属， 使其呈活化状 态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性钝性腐蚀电池，也存在着电化学反应的析氢 反应，即负极(Fe) : Fe - 2e- = Fe2+,Cr - 2e- = Cr2+,Ni - 2e- = Ni2+,正极(杂质)： 2H+2e- = H2 ，然后在酸性条件下形成可溶解的氯化物，在这个电池里孔 外钝态膜的面积要远远大于孔内活性状态的金属，因此阳极上的电流难以向孔内流动，所以 电流密度很大，蚀孔加深速度较快，于是在不停的结果在金属上生成孔径为 20卩m 30卩m的 小蚀坑，从而产生点蚀。. 法兰、螺栓等连接处的缝

9、隙腐蚀：这类腐蚀跟点蚀的原理大体一致，这类腐蚀一般发 生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位等等。. 焊接问题所引起的应力腐蚀： 莱钢脱硫富胺液管道多次出现焊缝泄露问题， 泄露处不 是小孔状，而是比小孔更大的细长裂缝，这说明此处不仅有以上腐蚀原理的发生还伴随着应 力腐蚀，这种现像是腐蚀介质和静拉伸应力共同作用的结果，应力腐蚀开裂在石油、化工腐 蚀失效类型中所占比例最高，可达 45% 50%这种腐蚀现象，原因是这样的，由于焊接部位的失效首先表现在焊缝热影响区，然后向 焊缝中心和母材两侧慢慢扩展，在焊接时，由于奥氏体不锈钢的热膨胀系数大，约是铁素体 钢的 1.35 倍，

10、所以熔化的焊条热膨胀作用下流动性增强， 冷却时在焊接熔池内受收缩作用的 影响，产生较大的收缩变形和一定的拉应力，因此产生应力腐蚀的可能性加大。而且，奥氏 体不锈钢的敏化温度为650E，如果焊后没有立即进行快速冷却处理，焊接熔合区和热影响 区就会因为贫铬而导致腐蚀电位降低，使 CL -容易在这些部位吸附，进一步由点蚀扩展成为 应力腐蚀裂纹。根据其腐蚀实际发生在焊接熔合区和热影响区附近来判断，是CL-直接构成了对316L不锈钢的应力腐蚀。由于316L材料在焊接过程中，会在焊接熔合线边缘产生贫铬，使材料熔合 线附近的晶格产生空隙，给CL-的聚集提供了条件，因此这类腐蚀可理解为CL-点腐蚀后在焊 接应

11、力的作用下进一步扩展的应力腐蚀，需提升焊接质量以防应力腐蚀的发生。.H2SO4管道的腐蚀：莱钢脱硫项目制酸区域干燥酸循环槽泵出口管道弯头焊缝处多次 出现穿孔点蚀现象，浓硫酸多次喷溅出来，给工作人员造成极大地安全隐患。通常情况下， 浓硫酸管道表面都会形成一层钝化膜，2Fe + 6H2SO4 (浓)= Fe2(SO4)3 +3SO2 + 6H2O ，Cu + 2H2SO4浓）=CuSO4 + SO2 + 2H2O;以上这个反应需要加热， 因此通常是以硝酸作为钝化液， 这层膜组织了腐蚀的继续进行， 不得不说，316L是一种具有非常优良耐酸性能和机械性能的材料。 这里的腐蚀现像是由点蚀、 磨损、焊接质量引起的应力腐蚀等等各种原因综合作用的结果，焊缝质量不行导致难以形成 完整平滑的钝化膜，产生点蚀的同时伴有应力的拉伸作用，外加泵出口管道冲击力较大，酸 液中含有的一些固体颗粒等杂质将钝化膜层破坏等等，针对于此，制算区域干燥循环槽区域 进行了重新焊接的改造，焊缝质量得到了保证。. 晶间腐蚀： 晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中， 使晶粒之间丧失结合力的一种 局部腐蚀破坏现象，这是不锈钢很危险的一种腐蚀。因为受这种腐蚀的设备或零件，有时从 外表看仍是完好光亮，但是内部由于晶粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重 者会失去金属声音，轻