煤氣化裝置設備腐蝕及防護措施

黃見東

（寧夏和寧化學有限公司，寧夏銀川 750411）

1 針對煤氣化設備開展防腐工作的重要性

近幾年，由于經濟的快速發展，進一步推動煤氣化產業的飛速提升，其對煤化工生產乃至整個化學工業生產都有著巨大的影響。而煤的氣化在整個生產過程中，每個階段都存在很多困難情況，因此對煤氣化設備提出很嚴格的要求，由于設備腐蝕造成的經濟效益降低及安全隱患突出異常明顯。

為了確保煤氣化行業產品生產效率和質量，在實際工作過程中，需要對有關設備進行有效防腐操作，并且科學合理地對其進行管理。因此落實有效的防腐措施，可以滿足對設備的維護要求，對整個行業安全穩定發展有著很重要的作用。由于科學技術的持續進步，一些高科技技術發揮出很大的促進作用，煤氣化行業也同樣受益，并且由于生產投入方面不斷加大，導致煤氣化設備在數量方面呈現大幅上升的趨勢，有關防腐維修工作就顯得非常重要，由此才能滿足企業安全生產需求。實際工作過程中，如果能夠實現煤氣化設備有效養護和管理，就能進一步推動其在功能方面得到最大化發展，就能滿足產業效能的最佳化，與此同時，還能推動企業經濟效益的最優化。從煤氣化技術而言，原料通常都會呈現出相對程度的特殊性。對所用到的設施設備要開展相應操作，其處于一個非常復雜的環境當中，而設備也會出現被原料腐蝕的危害，情況不嚴重會造成產能效率和質量降低，情況嚴重的會造成安全隱患問題發生，對群眾財產安全造成很大威脅。因此對煤氣化設備進行積極有效防護，在一定程度上能夠延長企業設備的使用年限，同時還能確保這個行業生產效能的提高，使企業獲得最大化效益。

2 煤氣化裝置設備中經常出現的腐蝕因素

2.1 點腐蝕和縫隙腐蝕

點腐蝕和縫隙腐蝕是兩種緊密相關的腐蝕類型，均屬于局部腐蝕，其產生條件為含有氯離子的環境，但溫度及酸堿度（pH）等也起著很重要的作用。當不銹鋼處于含氯環境中時，在一定溫度下就會發生點腐蝕。常見點腐蝕情況如圖1所示。

圖1 腐蝕造成設備管板縫隙泄漏

2.2 金屬材質問題造成的腐蝕

煤氣化設備通常都是由金屬制作而成，因為金屬的屬性不一樣，所以其性質存在一定差異性，比如材料腐蝕能力也存在一定不同。通常而言，對煤氣化設備進行制作過程中，通常都會選擇運用鑄鐵以及不銹鋼材料等。但是在鑄鐵和碳鋼中，其抗腐能力相對較低。通常來說，屬性相對粗糙的金屬一般在抗腐蝕當中的表現非常差。目前部分煤氣化企業為了降低資金投入，在材料選擇時通常都會選擇運用晶粒直徑非常大的金屬材質煤氣化設備，導致其抗腐蝕性能力很差，這樣也會對生產工作展開造成制約。

2.3 應力腐蝕破裂

在很大程度上，奧氏體不銹鋼的發展是為了滿足各種環境中對防腐性能的要求。許多合金曾是被設計用于一種特定環境的，隨后其應用范圍越來越廣泛。因此，對超級奧氏體不銹鋼的選用，其耐腐蝕性能是一個很重要的依據。這里主要介紹均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕破裂。普通奧氏體不銹鋼比鐵素體不銹鋼和雙相不銹鋼更容易發生由氯化物引起的應力腐蝕破裂。然而，超級奧氏體不銹鋼卻具有非常高的抗應力腐蝕破裂的能力，在許多情況下其效果還優于雙相不銹鋼抗應力腐蝕破裂的能力。與普通不銹鋼相比，超級奧氏體不銹鋼有著非常優異的抗應力腐蝕破裂的能力。煤氣化生產過程中，產生的硫化氫會增加出現應力腐蝕破裂的風險，特別是經過深加工的部件，較容易出現裂紋。在硫化氫和氯離子同時存在的情況下，不銹鋼出現應力腐蝕破裂的危險性就更大。而超級奧氏體不銹鋼在此類“酸性”環境中具有很強的抗應力腐蝕破裂能力。

3 煤氣化裝置設備防腐對策

3.1 優選設備材料

能源不僅可以對當今世界政治經濟的格局造成一定影響，而且跟一個國家的安全穩定發展有很大關系，其關聯到人類社會生存以及發展的物質基礎，在國民經濟發展當中有著很重要的戰略地位。然而，我國經濟比較發達的城市主要分布在沿海區域，其資源相對比較貧乏，資源富集區域主要集中在西北經濟落后區域，其城市經濟落后對資源的需求量相對較低，這種資源分布的不均勻，對國內經濟發展會造成嚴重影響。由于目前科技的快速發展，結合能源有關需求的差異性，國內建設比如像“國家重點開發區、國家重要的大型煤炭生產基地、煤化工產業基地、現代煤化工產業和循環經濟示范區”等系統工程。這些工程除了能夠處理經濟欠發達的區域能源富集的問題以外，也處理了經濟發達區域能源短缺的情況，這也是系統工程建設中主體之一，對能源進行儲存以及運輸中占據著非常重要的地位，其中裝置以及設備防腐蝕，對這些系統工程而言更是至關重要。實際運用期間，一些因素都會直接對裝置以及設備造成腐蝕現象，因此可以運用更科學的方法對裝置防腐技術開展探究工作，確保這些資源運輸的設備及裝置防腐都具有一定的安全性，這樣可以進一步確保輸送系統的安全。從煤氣化裝置設備自身材料方面著手，根據煤氣化生產環境工藝技術對其材料的性能，尤其是防腐蝕性能合理地進行評估，從各項材料當中選擇抗腐蝕性強的材料。煤氣化裝置設備采購和制備過程中，需要嚴格將其質量管理工作做好，結合有關文件標準對材料開展質量檢查，保證材料跟企業生產中對防腐性能實際要求相符。

針對生產裝置開展防腐操作，前期需要提前選擇適合的設備材料，并且將其檢驗工作做好，確保材料本身能夠達到生產的標準以及要求，這樣才可以確保后期的防腐工作能夠順利進行。裝置材料本身就有一定程度的抗腐蝕作用。對這種材料進行選擇過程中，需要對其材質的具體情況以及有關強度檢測數據等各方面內容進行嚴格檢查，盡量提前將有關問題檢測出來，第一時間更換適合的材料，從根源上避免裝置設備腐蝕問題的發生。針對設備購買的渠道而言，要嚴格對供應商的資質要求進行選擇，避免質量劣質的設備材料運用在項目當中。

3.2 加強設備防腐蝕技術

通過煤氣化裝置設備設計方面來看，根據設備腐蝕類型以及原因，通常都會運用合理的設計方法，將設備材料結構的防腐性能提高。對設備材料結構而言，需要注意均勻性，將設備表面腐蝕速度降低。對于煤氣化生產中的強酸堿以及高溫高壓等生產工藝環節，采用科學的設備防腐技術，比如在設備和介質相接觸，很容易發生腐蝕現象表面，不僅要選擇適合的設備材料，而且還要運用防腐涂層設計，加強設備和介質接觸面的防腐性。運用這種防腐涂層設計方法，在設備表面起到隔離屏蔽介質的作用，對設備表面可以起到保護。合理地對防腐涂層進行選擇，這種防腐材料需要有非常好的化學穩定性，不能跟設備材料出現反應，同時涂層材料也不能跟介質發生反應。從設計防腐涂層當中，將設備表面防腐性能提高，根據生產工藝和技術標準，合理地對防腐蝕藥劑進行選擇，加大其質量檢驗，以免不符合標準的藥劑進入到生產裝置中。防腐層指的是裝置內或者裝置外涂抹一層具有防腐蝕功能的涂層，這樣可以對裝置形成一定的保護作用。一般用在防腐層的材料主要有石油瀝青、環氧樹脂以及熔結環氧等，運用這種材料，主要是對輸送具有偏酸性質的設備起到的防護效果非常顯著。

3.3 健全設備防腐蝕監測制度

為了更好避免和把控煤氣化生產過程中的設備出現腐蝕現象，有效確保生產裝置的安全運轉，企業和設備管理部門需要結合生產工藝當中的腐蝕介質流程分布情況進行全面了解。加大對生產設備防腐檢查力度，構建有關監測網絡，為設備檢修以及防腐工作提供一定依據。組織專業技術工作人員對這種腐蝕現象定期進行檢查，同時還要對這種情況作出評價，整理出有關腐蝕檢查技術報告。針對生產工藝系統當中很容易發生腐蝕導致嚴重安全事故的設備來說，需要構建定期監測腐蝕制度，在設備容易發生腐蝕的地方設置監測點，定期開展檢測工作。設備管理者還要結合腐蝕監測實際方案和操作標準，構建設備腐蝕監測臺賬，第一時間將設備腐蝕所監測到的數據集中起來，不斷對相關數據庫進行完善，通過對腐蝕數據的分析探究當中可以看出設計腐蝕的效率，制定優化相關防腐蝕對策。結合煤氣化生產工藝特征和規律，對生產期間的物料和過程中所產生具有腐蝕性的介質嚴格進行監測，定期解析介質參數，科學把控生產工藝當中的腐蝕介質含量能夠更好體現出設備腐蝕程度參數，將數據收集整理起來，定期解析，不斷對生產工藝條件進行優化。

3.4 優化煤氣化設備生產流程

針對煤氣化生產性質而言，其生產過程本身就具備復雜性，一個產品能夠通過多種方法進行生產。基于此，首先要做的就是盡量消除氣體當中的水分，降低腐蝕可能性，通常而言，室溫和干燥氣體都會對設備表面金屬造成很大影響。氣體當中含有水分，設備腐蝕情況就會加重，煤氣化裝置設備中，需要加入一些冷卻液以及干燥劑等，這樣可以更好消除氣體當中的水分，對其起到保存作用；其次，結合設備有關防腐添加劑的選擇，主動添加具有環保性的防腐添加劑，進一步使煤氣化設備防腐水平提高。開展防腐工藝過程中，涂料產品能夠直接覆蓋在裝置設備的內外部，并且能夠隔離外界物質對裝置設備材料所造成的侵蝕，但是因為涂層的厚度有限制，很容易受到外力侵襲，要求在安裝和維修養護過程中要將保護工作做好。而在實際進行防腐操作過程中，經常會用到防腐工藝技術，在實際應用防腐層技術時，需要結合裝置所在的環境和介質類型，選擇運用適合的涂料，這樣可以有效將這種材料的抗腐蝕功能提高。在傳統處理工藝中，因為防腐工藝和處理對策都非常簡單，針對煤氣化裝置設備一般都會運用瀝青防腐層技術，在實際操作過程中會把浸泡過的玻璃纖維捆綁在煤氣化裝置設備的外面，是因為這種材料的耐溫性不夠，很容易受到破損等情況限制，現階段逐漸替換成其他材料。近幾年由于防腐工藝的發展水平和煤氣化裝置設備生產效率有所提高，針對冷管彎道通常都會采用防腐涂層的原料，這個原料通常都以燒結環氧粉末為主，對涂層技術不斷進行完善和創新，除了能夠確保煤氣化裝置設備的抗腐蝕性以外，還能有效滿足對防腐工藝的節能減耗等發展目標。另外，因為防腐材料有一定的復合性結構特點，涂層自身也有很好并且穩定的導電性以及化學性，用現代防腐層技術除了能夠將裝置內外的涂層材料適應性提高以外，還能有效將其保溫性以及裝置強度等各項特點提高。

4 結束語

設備腐蝕作為煤氣化企業很難避免的一些問題，其需要構建系統設備防腐管理體系。不斷對防腐監測制度進行完善，提高所有工作人員防腐意識，鼓勵其對這項技術進行創新，優化生產工藝參數，將煤氣化裝置設備防腐性能提高，為企業安全生產以及效益提供可靠保障。