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脱硫塔防腐

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   1列言

   烟气脱硫技术中的湿法脱硫腐蚀问题一直是该技术的重要课题。湿法脱硫中脱硫塔的防腐蚀技术主要有:采用耐腐蚀合金钢、耐腐蚀玻璃钢整体成型或者碳钢内衬非金属衬里材料,这些材料包括耐腐蚀胶板、玻璃鳞片胶泥等。目前国内一些工厂采用氨法脱硫,其脱硫塔主体防腐采用304不锈钢内衬乙烯基酯玻璃鳞片胶泥,塔内件采用316L不锈钢,实际运行中出现过防腐层失效,脱硫塔腐蚀穿孔,影响了设备的安全经济运行。本公司以某厂氨法脱硫塔为例,详细分析了其失效的原因,并针对性地提出了技改方案。

 2项目情况

 某供热厂在几年前对燃煤锅炉进行了氨法脱硫改造(工艺流程见右图)。为控制投资费用,脱硫吸收塔的积液仓、塔内管道及部分关键部件选用了抗腐蚀性能较强的316L不锈钢:简体选用的是304不锈钢,并涂抹玻璃鳞片防腐。脱硫吸收塔露天安装;塔内吸收液温度50-70℃。吸收液的主要成分有:水、亚硫酸铰、亚硫酸氢铵、硫酸铵、氨水、亚硫酸、煤灰和少景的氯离子,吸收液呈弱酸性,pH值一般为5-6。

   脱硫装置投运一年后,涂抹在304不锈钢上的玻璃鳞片防腐层局部出现鼓包、开裂、脱落;基体304不锈钢也出现了腐蚀穿孔现象,且腐蚀多数集中在容易沉积煤灰的焊缝周边。虽多次采取防腐措施进行修复,但收效不佳。

   图1  燃煤锅炉氨法脱硫工艺流程

 3防腐失效原因分析

 经分析,我们认为造成上述问题的主要为以下原因。

 3.1防腐工艺设计不合理

 脱硫吸收液呈弱酸性且含有一定最的氯离子,针对这种腐蚀环境一般的做法是:要么选用碳钢为基材,然后对碳钢进行防腐处理要么直接选用抗上述介质腐蚀的奥氏体不锈钢或双向不锈钢(如4565型或2205型等)。该案例中采用了304不锈钢加玻璃鳞片防腐的做法。由于不锈钢的钝性,不易保证玻璃鳞片牢固地粘结在不锈钢上。虽在施工中用角磨机对基材进行了打磨处理,但角磨机处理的粗糙度达不到要求,故其附着力仍然较差。另外,吸收塔露天安装,玻璃鳞片与不锈钢的伸缩性能相差较大,冬季室外环境温度低,塔内吸收液的温度却在60C左右,热胀冷缩造成玻璃鳞片的鼓包、开裂、脱落。

   3.2焊接残余应力和湿煤灰沉积对腐蚀造成的影响

   通过对实际观察发现腐蚀多数发生在易沉积、粘挂湿煤灰的焊缝周边,起初为点蚀穿孔,然后沿穿孔周边腐蚀逐步扩大。分析原因可能是焊接造成焊缝周边金相组织发生变化以及焊接残余应力的存在导致基材抗蚀能力降低;另外,焊缝处易于沉积、粘挂湿煤灰,形成结垢,导致腐蚀速率加快形成穿孔。

   3.3焊接材料选择和焊接工艺控制也是造成腐蚀不可排除的因素。

 4改进措施

 针对出现问题的原因对防腐工艺措施进行了如下改进。

   (1)表面粗化,增加附着力。彻底清除原有玻璃鳞片,用喷砂处理取代角磨机打磨,增加基材衷面粗糙度,使其粗糙度达到IS0 8501及GB 8923-88标准规定的Sa 2.5级。

   (2)罐壁挂丝网,抵御内应力。在304不锈钢基体表面焊接丝网,并严格控制丝网的平整度。

   (3)涂刷BPO不锈钢底涂,增加附着力。焊接丝网完成后,在不锈钢基体表面及丝网上刷乙烯基酯树脂不锈钢底涂。

   (4)整体涂覆玻璃鳞片胶泥。涂抹玻璃鳞片胶泥2-3遍,将基体及丝网完全覆盖;对焊接拐角处以及管件和基体的焊接部位进行特殊处理,即用玻璃鳞片胶泥做成圆角过渡,将焊接应力区完全覆盖。

   (5)用玻璃钢做面层,增强防腐层的整体性。用玻璃布和树脂做“三布五油”防护面层。

   (6)严格施工质最。

   鳞片胶泥选用进口乙烯基脱硫烟道专用鳞片胶泥38选择适宜的气候条件进行施工,环境温度一般不超过30℃,环境相对湿度小于80 0-10;从涂抹第一遍胶泥后的每一道工序进行电火花检测,对漏电处进行修复,每道电火花检测为3000伏。接缝处采用表面粘增强。

 5效果

 通过以上防腐工艺可以看出,因采用了喷砂工艺,增加了基体表面粗糙度:在基体表面刷乙烯基酯树脂不锈钢底涂,增强了鳞片胶泥与基体的接着力,有效防止了玻璃鳞片的脱落。焊接丝网,抵御了玻璃鳞片防腐层的内应力.有效克服了热胀冷缩造成的鼓包、开裂、脱落。玻璃钢防护层既保护了玻璃鳞片防腐层,又提高了防腐层的整体性能:焊接部位、接管部位周围用表面粘加强密封,确保在该部位缺陷的产生。

   采用该防腐工艺运行一年来,再未发生过鼓包、开裂、脱落,腐蚀渗漏的现象。可见改进后的脱硫塔防腐工艺是可行的。



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