眾所周知，燒結(jié)煙氣脫硫項(xiàng)目都存在一定的管道、設(shè)備等腐蝕，本文結(jié)合萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀前265M2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫現(xiàn)場(chǎng)所遇到的一些腐蝕現(xiàn)象，歸納總結(jié)了我們脫硫項(xiàng)目已經(jīng)存在以及可能存在的幾種腐蝕類(lèi)型，以便我們更有針對(duì)性的采取防護(hù)措施。

    ⑴。腐蝕的原理：從根本上講，金屬的腐蝕就是金屬被氧化形成了化合物。主要就是兩種方式：①化學(xué)腐蝕，金屬直接與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；②電化學(xué)腐蝕，金屬與電解質(zhì)溶液產(chǎn)生電極反應(yīng)。

    ⑵。各種腐蝕現(xiàn)象分析：金屬腐蝕按照表現(xiàn)形態(tài)可分為：點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、均勻腐蝕、磨損腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕等等，以下是我在萊鋼項(xiàng)目中遇到的一些具體腐蝕現(xiàn)象。

    ①塔壁生銹腐蝕：鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕從原理上講是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，例如萊鋼脫硫項(xiàng)目SO2吸收塔裙座采用的是碳鋼材料，表面出現(xiàn)的銹蝕產(chǎn)物比較輕脆粗糙易剝落。這是因?yàn)椋诔睗竦目諝饫?，鋼鐵的表面吸附了一層薄薄的水膜，這層水膜里含有少量的H+與OH?離子，還溶解了O2、CO2、SO2、NO2等氣體，在表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無(wú)數(shù)微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化，主要化學(xué)反應(yīng)如下：

    負(fù)極（Fe）：Fe-2e- = Fe2+正極：O2 +2H2O+4e-=4OH-;

    即2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe（OH）2;

    吸氧腐蝕生成的Fe（OH）2被氧所氧化，4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O = 4Fe（OH）3;

    最終脫水生成鐵銹，2Fe（OH）3 = Fe2O3 + 3H2O;這類(lèi)腐蝕只要在塔體外壁噴涂防腐漆即可有效防護(hù)。

    ②磨損腐蝕：這種腐蝕現(xiàn)象由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的，例如萊鋼脫硫項(xiàng)目的噴淋洗滌塔所用噴淋泵葉輪上的淺型溝槽。主要腐蝕過(guò)程是，首先酸性洗滌液與Fe發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)中的析氫反應(yīng)，如下：

    負(fù)極（Fe）：Fe-2eˉ=Fe2+

    正極（雜質(zhì)）：2H++2e- = H2

    電池反應(yīng)：Fe+2H2O=Fe（OH）2+H2↑；

    以及酸性條件下的化學(xué)反應(yīng)：

    Fe+H2SO3=FeSO3+H2，

    Fe + H2SO4 （?。? FeSO4 + H2 ，

    水溶液中Fe的電子能力比H+差，但Fe3+的得電子能力比H+強(qiáng)，故氫離子不能將Fe2+再搶去電子，不能生成Fe3+，因此這里的反映不會(huì)產(chǎn)生Fe3+，以上反應(yīng)最終生成的是FeSO4鈍化膜。由于離心泵上葉輪部位的腐蝕性介質(zhì)速度很高，破壞掉這層鈍化膜，這樣在反復(fù)的腐蝕、磨損過(guò)程中漸漸出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，尤其是在含固體粒子較多的時(shí)候，這種腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重。對(duì)于工業(yè)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備腐蝕，往往是多種原因綜合作用的結(jié)果，下面簡(jiǎn)單介紹一下離心泵的氣蝕現(xiàn)象。

    氣蝕：離心泵在運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)、噪音，部件上也會(huì)出現(xiàn)一些麻點(diǎn)及凹坑等材料的破壞，導(dǎo)致泵的性能下降。萊鋼脫硫項(xiàng)目噴淋洗滌塔噴淋洗滌泵采用的是離心泵，離心泵的氣蝕現(xiàn)象存在。主要原因是，當(dāng)泵內(nèi)管道中某處的壓強(qiáng)下降到等于或低于當(dāng)時(shí)液溫條件下的汽化壓強(qiáng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡主要是蒸汽，對(duì)于我們的洗滌液還溶解有一定的SO2、O2、N2等氣體，這些氣泡當(dāng)流到高壓區(qū)時(shí)，就會(huì)破裂，氣泡在破裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力，可以達(dá)到幾百個(gè)大氣壓，甚至幾千個(gè)大氣壓，使流道的材料受到破壞。

    氣蝕過(guò)程，就是氣泡從形成到增長(zhǎng)再到破裂的過(guò)程。預(yù)防氣蝕的措施有：a.降低溫度b.定期清洗過(guò)濾器以減小阻力c.泵轉(zhuǎn)速的變化，相應(yīng)的汽蝕余量會(huì)成正比的變化，因此降低轉(zhuǎn)速可降低必須的汽蝕余量，汽蝕余量要求的低了，泵的抗氣蝕性能也大大加強(qiáng)，所以現(xiàn)在國(guó)際流行趨勢(shì)就是減小轉(zhuǎn)速以增強(qiáng)泵的抗氣蝕性。希望在選購(gòu)設(shè)備廠家的時(shí)候，在這方面引起足夠的關(guān)注和重視。

    ⑶。CL-對(duì)不銹鋼的腐蝕：萊鋼脫硫項(xiàng)目絕大多數(shù)設(shè)備以及管道采用的是不銹鋼316L（00Cr17Ni14Mo2）材質(zhì)，是超低碳且含Mo的奧氏體不銹鋼，在許多介質(zhì)條件中有良好的耐均勻腐蝕和坑點(diǎn)腐蝕性能，Ni含量的提高（14%）有利于奧氏體相的穩(wěn)定，316L在抗晶間腐蝕、高溫硫、高溫環(huán)烷酸和坑點(diǎn)腐蝕的能力方面要明顯優(yōu)于304（0Cr18Ni9）和321（0Cr18Ni10Ti）不銹鋼材料。316L性能優(yōu)良但造價(jià)高，弄清不銹鋼產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象的原因，對(duì)不銹鋼的防護(hù)起到至關(guān)重要的作用。目前，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，CL-是不銹鋼產(chǎn)生腐蝕的主要原因之一。

    ①。萊鋼脫硫過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾罐下部錐體上出現(xiàn)深處腐蝕的小孔：這類(lèi)屬于點(diǎn)腐蝕，在化工設(shè)備腐蝕中占得比例大約為20%～25%，大多出現(xiàn)在含有氯離子的溶液中，CL-的存在使不銹鋼表面的氧化膜產(chǎn)生了溶解，其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上，把氧原子排掉，然后和氧化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物。缺陷處易漏出機(jī)體金屬，使其呈活化狀態(tài)，而鈍化膜處仍為鈍態(tài)，這樣就形成了活性—鈍性腐蝕電池，也存在著電化學(xué)反應(yīng)的析氫反應(yīng)，即負(fù)極（Fe）： Fe - 2e- = Fe2+,Cr - 2e- = Cr2+,Ni - 2e- = Ni2+,

    正極（雜質(zhì)）：2H++2e- = H2，然后在酸性條件下形成可溶解的氯化物，在這個(gè)電池里孔外鈍態(tài)膜的面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孔內(nèi)活性狀態(tài)的金屬，因此陽(yáng)極上的電流難以向孔內(nèi)流動(dòng)，所以電流密度很大，蝕孔加深速度較快，于是在不停的結(jié)果在金屬上生成孔徑為20μm～30μm 的小蝕坑，從而產(chǎn)生點(diǎn)蝕。

    ②。法蘭、螺栓等連接處的縫隙腐蝕：這類(lèi)腐蝕跟點(diǎn)蝕的原理大體一致，這類(lèi)腐蝕一般發(fā)生在法蘭墊片、搭接縫、螺栓螺帽的縫隙，以及換熱管與管板孔的縫隙部位等等。

    ⑷。焊接問(wèn)題所引起的應(yīng)力腐蝕：萊鋼脫硫富胺液管道多次出現(xiàn)焊縫泄露問(wèn)題，泄露處不是小孔狀，而是比小孔更大的細(xì)長(zhǎng)裂縫，這說(shuō)明此處不僅有以上腐蝕原理的發(fā)生還伴隨著應(yīng)力腐蝕，這種現(xiàn)像是腐蝕介質(zhì)和靜拉伸應(yīng)力共同作用的結(jié)果，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂在石油、化工腐蝕失效類(lèi)型中所占比例最高，可達(dá)45%～50%。

    這種腐蝕現(xiàn)象，原因是這樣的，由于焊接部位的失效首先表現(xiàn)在焊縫熱影響區(qū)，然后向焊縫中心和母材兩側(cè)慢慢擴(kuò)展，在焊接時(shí)，由于奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)大，約是鐵素體鋼的1.35倍，所以熔化的焊條熱膨脹作用下流動(dòng)性增強(qiáng)，冷卻時(shí)在焊接熔池內(nèi)受收縮作用的影響，產(chǎn)生較大的收縮變形和一定的拉應(yīng)力，因此產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的可能性加大。而且，奧氏體不銹鋼的敏化溫度為650℃，如果焊后沒(méi)有立即進(jìn)行快速冷卻處理，焊接熔合區(qū)和熱影響區(qū)就會(huì)因?yàn)樨氥t而導(dǎo)致腐蝕電位降低，使CL-容易在這些部位吸附，進(jìn)一步由點(diǎn)蝕擴(kuò)展成為應(yīng)力腐蝕裂紋。

    根據(jù)其腐蝕實(shí)際發(fā)生在焊接熔合區(qū)和熱影響區(qū)附近來(lái)判斷，是CL-直接構(gòu)成了對(duì)316L不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。由于316L材料在焊接過(guò)程中，會(huì)在焊接熔合線邊緣產(chǎn)生貧鉻，使材料熔合線附近的晶格產(chǎn)生空隙，給CL-的聚集提供了條件，因此這類(lèi)腐蝕可理解為CL-點(diǎn)腐蝕后在焊接應(yīng)力的作用下進(jìn)一步擴(kuò)展的應(yīng)力腐蝕，需提升焊接質(zhì)量以防應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。

    ⑸。H2SO4管道的腐蝕：萊鋼脫硫項(xiàng)目制酸區(qū)域干燥酸循環(huán)槽泵出口管道彎頭焊縫處多次出現(xiàn)穿孔點(diǎn)蝕現(xiàn)象，濃硫酸多次噴濺出來(lái)，給工作人員造成極大地安全隱患。通常情況下，濃硫酸管道表面都會(huì)形成一層鈍化膜，

    2Fe + 6H2SO4 （濃）= Fe2（SO4）3 +3SO2 + 6H2O ，

    Cu + 2H2SO4（濃） = CuSO4 + SO2 + 2H2O;

    以上這個(gè)反應(yīng)需要加熱，因此通常是以硝酸作為鈍化液，這層膜組織了腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行，不得不說(shuō)，316L是一種具有非常優(yōu)良耐酸性能和機(jī)械性能的材料。這里的腐蝕現(xiàn)像是由點(diǎn)蝕、磨損、焊接質(zhì)量引起的應(yīng)力腐蝕等等各種原因綜合作用的結(jié)果，焊縫質(zhì)量不行導(dǎo)致難以形成完整平滑的鈍化膜，產(chǎn)生點(diǎn)蝕的同時(shí)伴有應(yīng)力的拉伸作用，外加泵出口管道沖擊力較大，酸液中含有的一些固體顆粒等雜質(zhì)將鈍化膜層破壞等等，針對(duì)于此，制算區(qū)域干燥循環(huán)槽區(qū)域進(jìn)行了重新焊接的改造，焊縫質(zhì)量得到了保證。

    ⑹。晶間腐蝕：晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部腐蝕破壞現(xiàn)象，這是不銹鋼很危險(xiǎn)的一種腐蝕。因?yàn)槭苓@種腐蝕的設(shè)備或零件，有時(shí)從外表看仍是完好光亮，但是內(nèi)部由于晶粒之間的結(jié)合力被破壞，材料幾乎喪失了強(qiáng)度，嚴(yán)重者會(huì)失去金屬聲音，輕輕敲擊便成為粉末。不銹鋼管道在焊接時(shí)易發(fā)生晶間腐蝕，在425-815℃之間加熱時(shí)，或者緩慢冷卻通過(guò)這個(gè)溫度區(qū)間時(shí)，造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用）析出，并且造成鄰近區(qū)域鉻丟失，從而漸漸失去耐腐蝕能力。晶間腐蝕也是胺液、濃硫酸等管道焊縫腐蝕的主要原因之一。

    結(jié)束語(yǔ)：在濕法煙氣脫硫工程中，各種腐蝕類(lèi)型不盡相同，明確各種腐蝕發(fā)生的原理采取合理優(yōu)化的防腐措施，才能有的放矢。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：王元

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414