淺析工業煤氣管道腐蝕及處理措施

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摘要：工業煤氣管道在長期應用中出現的腐蝕問題，必然會影響工廠的正常生產運行，并引發安全問題。本文對工業煤氣管道常見腐蝕問題進行深入分析，重點了解外部腐蝕以及內壁腐蝕的成因及其作用機制，進而也就能夠予以恰當預防，降低腐蝕影響程度；對于一些腐蝕嚴重區域還需要關注修復方法的恰當選用，以確保工業煤氣管道盡快恢復并安全運行。

關鍵詞：工業煤氣管道；腐蝕；預防；修復

對于工業煤氣管道的管控而言，腐蝕問題作為較為常見的重要影響因素，詳細全面分析腐蝕問題形成機制，進而才能夠采取相對應的策略進行預防，降低腐蝕問題發生幾率的同時，及時修復受損區域，確保工業煤氣管道能夠安全有序運行。

1工業煤氣管道腐蝕分析

（1）外部腐蝕分析。工業煤氣管道在長期運行中出現的腐蝕問題，和外界環境存在密切聯系，因為外界環境中存在著較多的腐蝕性因子，進而也就容易致使其外側出現一些局部腐蝕問題，給煤氣管道的穩定運行帶來較大壓力。針對外部腐蝕具體成因進行分析，其主要涉及到了以下幾個因素：①工業煤氣管道周圍存在的一些化學物質會造成腐蝕問題，這也是最為直接的影響機制。因為工業煤氣管道的運行環境往往并不是特別理想，周圍存在著較多的化學成分（如SO2等），尤其是對于一些工業生產較為復雜的區域，更是容易致使煤氣管道處于大量腐蝕物質中間。比如工業煤氣管道周圍存在的一些酸性物質或者堿性物質，都會帶來腐蝕影響，如果周圍濕度相對較大，更是會加大這一腐蝕作用機制，局部腐蝕問題較為突出。②工業煤氣管道外側還容易出現電化學腐蝕問題，這也是造成管道局部腐蝕的重要原因，腐蝕程度往往更深。因為工業煤氣管道周圍存在著一些雜散電流，在這一電流的作用下，原有的氧化腐蝕反應很容易加劇，造成工業煤氣管道作為的陽極區受到明顯影響，很容易出現較快的腐蝕速度，相對而言腐蝕點同樣也較為集中，甚至會直接造成煤氣泄漏。③在工業煤氣管道長期運行過程中，周圍存在的微生物同樣也會帶來腐蝕影響，尤其是對于一些工業煤氣管道和地面或者墻壁接觸的區域，更是容易滋生大量微生物，這些微生物不僅僅會直接作用于工業煤氣管道，還會通過改變工業煤氣管道相接觸區域的物理化學性質，進而加劇其它腐蝕問題，同樣也不容忽視。（2）內壁腐蝕分析。在工業煤氣管道長期運行下，不僅管道外側容易受到多個因素影響出現腐蝕問題，內壁同樣也存在腐蝕現象，該方面腐蝕問題主要受到以下因素影響：①工業煤氣中摻雜的一些腐蝕性因素會直接影響管道內壁的完整性，帶來明顯的腐蝕問題。一般而言，工業煤氣的成分較為復雜，存在氫氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳、甲烷、氯化銨以及其他碳氫化合物、水分等，這些因素的混合必然容易表現出明顯的腐蝕性，在長期運輸條件下，工業煤氣管道內壁容易受到腐蝕影響。比如，因為硫化氫等物質的存在，內部介質容易表現出酸性，進而也就會對管道內壁形成腐蝕。②在工業煤氣管道的一些焊接區域或者是根部位置，因為自身性能存在一定差異，如此也就容易產生局部電池，在電化學反應下，該區域的腐蝕現象更為嚴重，尤其是當相應介質表現出明顯酸性或者堿性特點時，更容易加劇腐蝕程度。比如，氯離子在其中就往往發揮重要的腐蝕作用，伴隨著氯離子的擴散，工業煤氣管道內壁出現的局部腐蝕問題更為突出。③工業煤氣管道在輸送過程中，當管道中煤氣溫度低于煤氣露點溫度時，產生冷凝水。在煤氣管道下部積存的液體和固體雜質成為管道腐蝕的誘因。H2S、HCN、CO2等腐蝕性氣體與水共存時，生成氫硫酸、氫氰酸和碳酸，對煤氣管道產生酸腐蝕。同時，在管道表面與電解質結合的界面上就發生了電化學腐蝕。由于氫氧化鐵在水中的溶解度低于氫氧化亞鐵，所以在管道上沉淀析出，沉淀開始時是非晶態，并在管道表面形成多孔的結合較差的腐蝕產物。該腐蝕物對管壁并無保護作用，使腐蝕繼續蔓延，腐蝕產物與氫氰酸發生絡合生成六氰合鐵，進一步加速管壁的腐蝕。因此，一般架空煤氣管道采用帶坡度（0.002～0.005）敷設，低點設置排水器，排水器與煤氣主管道采用上下閥門進行切斷。

2工業煤氣管道腐蝕預防措施

為了降低工業煤氣管道長期運行下出現嚴重腐蝕問題的概率，需要做好前期預防工作，其中比較重要的手段如下：（1）工業煤氣管道材質選擇需要慎重：比如，優選高質量管道，嚴禁出現以次充好問題。在工業煤氣管道安裝過程中，同樣也需要切實做好保護工作，盡量避免出現較為嚴重的缺損問題，如果出現管道受損現象，則需要及時替換或者修復，杜絕工業煤氣管道帶病作業。（2）工業煤氣管道輸送介質需要進行嚴格審查：比如，確保煤氣能夠具備較高純度，避免因為煤氣中存在較多雜質，或者是酸性物質成分過高，導致其對于管道容易產生較為嚴重的腐蝕問題。對于原有工業煤氣管道輸送過程需要進行優化，不斷創新生產工藝，將煤氣中存在的一些腐蝕性物質予以徹底分離，這樣也就可以保障管道內輸送的介質較為合理，降低其對管道內壁的腐蝕威脅。（3）工業煤氣管道還需要設置較為有效的防腐措施：比如，選擇可靠的防腐涂料，對管道內壁（MH-1型防腐涂料）以及外側進行全面徹底的噴刷，這樣也就可以將管道和腐蝕物質進行有效隔離，避免了嚴重腐蝕機制。針對一些周圍腐蝕因素較多的管道區域，還可以借助犧牲陽極陰極保護法進行有效設置，避免管道受到氧化影響，減輕腐蝕程度。（4）工業煤氣管道進行定期檢查和保養：比如，壁厚檢查、管道外防腐漆保養和排水器等附件的定期排查等，靈活運用自動化監測手段，明確實際狀況，尤其是對管道內側出現的大量雜質，需要及時安排人員進行清除處理，一些坡度管道的低處更是需要加大清理力度，避免出現大量積水或者雜物積聚造成嚴重腐蝕問題。

3工業煤氣管道腐蝕修復方法

工業煤氣管道在運行下出現的腐蝕，需要及時進行修復處理。在不影響正常生產的情況下，除了對一些受損嚴重的工業煤氣管道予以直接替換外，常見的局部腐蝕問題可以采取恰當手段予以及時修復，以求盡快恢復正常運行，降低對工業生產的影響。結合當前工業煤氣管道腐蝕修復工作的開展，比較常見的修復方法主要有以下幾種：（1）帶壓堵漏。對特別重要的工業煤氣管道，如無法在停止運行的條件下進行修復，則要采用帶壓堵漏的手段，其相對而言，工作量比較小，能夠及時針對已經出現滲漏的部位進行及時修復處理。雖然帶壓堵漏能夠不中斷煤氣輸送，但是在處理中往往存在著較高風險，也表現出了明顯的臨時性特點，需要在堵漏完成后及時采取其他措施進一步修復處理。（2）焊接修復。對于工業煤氣管道中出現的腐蝕問題進行修復處理最為常用的就是焊接手段，這也是相對傳統的方法，主要針對泄露區域或者是相對薄弱的區域進行徹底焊接修復。為了較好地確保修復效果，往往在焊接處理時需要處于停輸狀態，避免在線焊接，以盡量降低可能形成的安全隱患和威脅。（3）金屬鋼板半包或1/3包裹。為解決延緩工業煤氣管道壽命不影響正常生產，現階段有利用耐蝕鋼對已有煤氣管道進行包裹，壁厚可以根據實際工程投資和運行年限等比較計算確定。工程中需對防腐刷漆的做法參考如下：①包覆件外部機械除輕銹，除銹達ST3級。刷H06-1環氧富鋅底漆2層，膜厚50μm；刷J53-13云鐵，氯化橡膠防銹漆2層，膜厚70μm；刷J52-12各色氯化橡膠面漆2層，膜厚100μm。總膜厚220μm。②包覆件內部機械除輕銹，除銹達ST3級。刷H06-13環氧瀝青底漆1層，膜厚50μm；刷H04-10環氧瀝青磁漆2層，膜厚80μm?？偰ず?50μm。③加固件機械除輕銹，除銹達ST3級。刷H06-1環氧富鋅底漆2層，膜厚50μm；刷J53-13云鐵，氯化橡膠防銹漆2層，膜厚70μm；刷J52-12各色氯化橡膠面漆2層，膜厚100μm?？偰ず?20μm。煤氣管道腐蝕減薄部分為管道的底部，在滿足工程投資少和滿足煤氣管道安全運行要求下，一般現階段煤氣管道修復不做全包裹。采用小于等于DN2000管道進行半包裹，大于DN2000管道采用1/3包裹。為使包裹過程增加的管道重量滿足設計和投資要求，需對煤氣管道的加強圈、包裹金屬板的壁厚、管道支架跨距和原有支架結構進行核算。此方法在實際中工程中得到有效運用。（4）非金屬整體包覆。對于工業煤氣管道腐蝕泄露區域利用非金屬材料進行整體包覆同樣也是比較有效的手段，相對于鋼板的大面積托補體現出了更低難度，經濟性也相對較為理想。當前比較常用的非金屬材料有環氧樹脂、碳纖維復合材料等，可以直接進行腐蝕區域處理，耐久性得到了有效保障，但是，對于這些非金屬材料的性能卻提出了較高要求。這種修復方法對于一些波紋管具備更強適用性特點，相對于鋼板更為有效。

4結語

在工業煤氣管道輸出煤氣的運行下，腐蝕問題的危害不容忽視，如果得不到有效的預防和及時修復，很容易產生煤氣泄漏事故，進而帶來安全威脅。針對工業煤氣管道腐蝕問題需要進行全面分析，在了解各個影響機制的前提下，制定較為完善可行的預防方案，定期檢測煤氣管道的壁厚，及時處理壁厚不符合要求的煤氣管道管段，保障工業煤氣管道的安全運行。

參考文獻：

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[3]《工業企業煤氣安全規程》(GB6222-2005).

作者：曾其雄 單位：浙江省工業設計研究院