煤氣化是煤化工的龍頭,煤氣化中產生的含硫、氯等元素的化合物以及水溶物對金屬有強烈的腐蝕性,對氣化設備及后續系統產生嚴重危害,影響系統的長期穩定運行。隨著裝置運行時間的延長,各煤化工企業都不同程度存在著磨蝕或腐蝕的情況,設備、管道泄漏成為導致系統停車的一個重要原因。2011年,云南一家煤化工企業因合成氣系統管道腐蝕泄漏造成系統停車2次;由于原始設計存在缺陷、部分工藝管道選材不當等原因,河南某煤化工企業甲醇裝置在運行過程中存在諸多瓶頸,為促使裝置實現安穩長滿優運行,該公司投入1億元專項資金,對原裝置實施重大技術改造。
設備、閥門、管線的磨蝕和腐蝕成了影響裝置長周期穩定運行的根本問題,中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司高工熊同國表示,從設備、管道到儀表、閥門都要選擇合適的材料,以提高抗腐蝕能力。像氯離子腐蝕對氣化系統選材的影響是全方面的,尤其在水煤漿氣化作為源頭的工藝條件下,冷凝液作為氣化裝置碳洗塔的主要洗滌用水,加熱后又隨粗煤氣帶回變換裝置,極易造成硫離子、氯離子的富集。而西北地區普遍采用黃河水,氯離子含量較高。國內一家企業采用304型鋼材作為變換工藝氣、冷凝液管線,開車不久在無損檢測過程發現彎頭焊縫處有裂紋出現,開車3個多月后,變換系統又出現大面積的管道裂紋,嚴重影響了生產,成為極大的安全隱患。
熊同國認為,在經濟允許的條件下,氯離子腐蝕嚴重的設備及管道可選用雙相鋼或高合金不銹鋼。為降低成本,也可以考慮選用在設備或管道內添加合適的內襯,以提高設備及管道的抗氯離子腐蝕能力。而對氯離子濃度較高的如渣池、澄清槽,因其通過的介質中含大量的灰渣,對設備和管道的磨損非常大,所以既要防腐蝕,又要防磨損,可以考慮設備殼體選擇碳鋼并在內部加耐磨抗氯離子腐蝕的內襯,節省成本。
據了解,隨著煤化工越來越大型化,煤化工設備也走向大型化,所用的鋼板、復合板越來越厚,對材料的檢驗、檢測要求更高,而高標準的檢驗、檢測直接決定著選材的安全性。目前,新執行的《固定式壓力容器安全技術監察規程》中放寬了對受壓元件材料的進廠復驗要求,同時,煤化工企業及設備制造廠也對材料性能檢驗放寬。上海焦化有限公司高工宋文軒認為,放寬受壓件材料的進廠復驗要求,對成熟鋼種中薄板來說合適,但對國產Cr-Mo鋼、低溫鋼及高強度鋼≥60mm厚板來說,正處在國產化發展階段,性能還不夠穩定,進廠復驗非常必要。
據了解,國內幾個大型鋼廠和設備制造廠都發生過低溫厚板材料進廠復驗不合格,國外進口鋼板,在設備制造過程中也發生過復驗不合格。目前,對厚板材料復驗,由于沒有標準規范規定,各工程公司、設計院設計文件參差不齊,復驗檢查比例規定隨意性也很大。
化學工業設備質量監督檢驗中心趙清萬總工程師指出,要保證今后設備廠長周期安全運行,18小時最大模擬熱處理下的力學性能指標必須寫入材料及設備采購合同。而且隨著不銹鋼復合板材料越來越厚,現在有的企業都提高了要求,要求24~26小時最大模擬熱處理下的力學性能指標。
另外,由于晶間腐蝕不易檢查,而造成設備的突然破壞, 是腐蝕破壞中危害性極大的一種形式。隨著設備大型化及復合板越來越厚,焊后熱處理時間也越來越長。專家建議,對不銹鋼復合板殼體材料在供貨技術要求中,也必須在熱處理狀態下進行晶間腐蝕試驗。
來源:中國化工報
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