李穎

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063000）

對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，高爐煤氣是在煉鐵的過程中所產(chǎn)生的可以燃燒的氣體，其中有二氧化碳、一氧化碳以及氮?dú)獾?，并不具備較高的發(fā)熱值，如果想利用高爐煤氣需要先對(duì)其執(zhí)行除塵操作，當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)對(duì)于高爐煤氣的除塵主要以布袋干法除塵為主。然而，雖然解決了除塵過程中的環(huán)保性問題，但是鋼鐵企業(yè)卻仍然需要面臨一個(gè)問題，即高爐煤氣管道腐蝕的問題，如果不及時(shí)處理此問題，就會(huì)導(dǎo)致高爐煤氣管道出現(xiàn)開裂或者穿孔，最終導(dǎo)致高爐煤氣發(fā)生泄漏，不僅僅會(huì)導(dǎo)致安全事故，還會(huì)導(dǎo)致企業(yè)損失部分的高爐煤氣，屬于經(jīng)濟(jì)成本的損失。

1 高爐煤氣管道腐蝕的原因分析

高爐煤氣管道是鋼鐵企業(yè)非常重要的一部分，因?yàn)樵阡撹F企業(yè)工作運(yùn)行過程中，高爐在煉鐵的過程中會(huì)產(chǎn)生一些煤氣，這些煤氣為可燃性的氣體，可以進(jìn)行二次利用，幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)約燃料的成本，因此，對(duì)于運(yùn)送高爐煤氣的高爐煤氣管道應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待，如果高爐煤氣管道因?yàn)楦g等問題出現(xiàn)了裂縫或者穿孔，一旦高爐煤氣發(fā)生泄漏，其中的一氧化碳進(jìn)入到空氣中，不僅容易導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的工作人員出現(xiàn)一氧化碳中毒，還可能會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生爆炸等問題，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的工作人員的生命安全構(gòu)成威脅，一旦發(fā)生爆炸事故，在鋼鐵企業(yè)中便有可能會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，最終發(fā)生大型的安全事故。導(dǎo)致高爐煤氣管道發(fā)生腐蝕的原因主要有酸性物質(zhì)、電化學(xué)腐蝕、氯離子以及管內(nèi)磨損與應(yīng)力。

1.1 酸性物質(zhì)

出于經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度考量，在對(duì)于高爐煤氣除塵的過程中所選為干法除塵，這就會(huì)導(dǎo)致原本在高爐煤氣中所存在的硫化氫、氯氣、三氧化硫以及二氧化硫等仍然存在于高爐煤氣中，而這些物質(zhì)均具備一定的腐蝕性，這就會(huì)導(dǎo)致高爐煤氣管道在運(yùn)輸這些氣體的過程中受到腐蝕。在使用干法除塵的過程中，這些物質(zhì)以氣態(tài)的形式而粗在，但是隨著其傳輸距離越來越長，煤氣管道的溫度也在逐漸降低，就會(huì)導(dǎo)致冷凝水的析出，而這些氣體又可以與水發(fā)生反應(yīng)，從而形成具氫離子的酸性腐蝕物質(zhì)，因此，對(duì)于含有二價(jià)鐵離子的高爐煤氣管道而言具有較大的腐蝕性，尤其是這些氣體與水結(jié)合或會(huì)出現(xiàn)硫酸與亞硫酸，具有強(qiáng)烈的腐蝕性。

1.2 電化學(xué)腐蝕

由于除塵的方法為干法除塵，因此導(dǎo)致在高爐煤氣管道包含的硫酸鹽以及氯化物的產(chǎn)生。這些物質(zhì)在冷凝水中成為了鹽離子，此時(shí)便形成了微電池，微電池可以與由碳鋼支撐的高爐煤氣管道發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致高爐煤氣管道出現(xiàn)腐蝕的問題，即電化學(xué)腐蝕問題，其中含有的鹽離子越多，腐蝕的速度就會(huì)越快，因?yàn)槿芤褐械膶?dǎo)電率增大，在電位差的影響下，高爐煤氣管道就會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)而損失自己的鐵，從而導(dǎo)致其被腐蝕。在其電位差的影響下，這種反應(yīng)會(huì)持續(xù)地進(jìn)行，并且形成氫氧化鐵，在高爐煤氣管道中以非晶體的狀態(tài)析出，從而導(dǎo)致高爐煤氣管道的內(nèi)壁出現(xiàn)了疏松多孔的結(jié)果，其抗腐蝕的能力也在逐漸下降，甚至有利于氧氣的結(jié)合，從而導(dǎo)致鐵發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，對(duì)于高爐煤氣管道的腐蝕作用增加。

1.3 氯離子

鋼鐵企業(yè)的高爐煉鐵的鐵礦石通常需要通過海運(yùn)運(yùn)輸，在這個(gè)過程中，由于鐵礦石所具有較大的塵土，因此在運(yùn)輸?shù)倪^程中會(huì)通過灑水的方式將其所含有的塵土壓下來，因?yàn)檫\(yùn)輸?shù)姆绞綖楹＿\(yùn)，而靠近?；蛘咴诤Ｉ系臅r(shí)候，淡水資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)比海水資源寶貴，因此，大多數(shù)的運(yùn)輸商會(huì)選擇使用海水作為壓塵的水，而海水中含有大量的氯化鈉，在這個(gè)過程中，鐵礦石中就含有了大量的氯化鈉，也就是氯離子，因此其在進(jìn)行高爐煉鐵的過程中，就會(huì)產(chǎn)生大量的氯氣進(jìn)入高爐煤氣管道中，而通過干法除塵并不能去除這些氯氣，當(dāng)這些氯氣與冷凝水相結(jié)合后，就會(huì)形成鹽酸物質(zhì)，鹽酸具有一定的腐蝕性，因此，會(huì)對(duì)高爐煤氣管道造成腐蝕損害，且由于冷凝水有限，這就會(huì)導(dǎo)致水與氯氣結(jié)合后所產(chǎn)生的鹽酸的濃度過高，濃度越高其腐蝕性越高，且在高爐煤氣管道中存在著一層氧化物薄膜，鹽酸可以通過破壞這個(gè)氧化物薄膜而進(jìn)一步腐蝕高爐煤氣管道，并且生成更多的水分子，這些氯離子可以與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。

1.4 管內(nèi)磨損與應(yīng)力

在高爐煤氣管道當(dāng)中，腐蝕最嚴(yán)重的部位通常為焊接處與伸縮膨脹節(jié)，因?yàn)樵谶@各部位會(huì)受到應(yīng)力與磨損的作用，高爐煤氣雖然已經(jīng)進(jìn)行了除塵操作，但是仍然存在著一些雜質(zhì)會(huì)對(duì)煤氣管道產(chǎn)生磨損的作用，破壞其內(nèi)壁的氧化物薄膜，導(dǎo)致其發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)更加容易，甚至?xí)笾缕潆姌O電位下降，從而形成腐蝕電池陽極，加快了高爐煤氣管道的腐蝕作用。

2 高爐煤氣管道的防腐措施

隨著我國對(duì)鋼鐵的需求量逐漸加大，鋼鐵廠需要進(jìn)行的高爐煉鐵的工作也越來越繁重。與此同時(shí)，所產(chǎn)生的高爐煤氣也越來越多，因此對(duì)于高爐煤氣管道的防腐工作也越來越重要，為了避免出現(xiàn)安全事故并且?guī)椭髽I(yè)節(jié)約開始，需要對(duì)高爐煤氣管道進(jìn)行防腐措施，其中主要包括控制高爐原料、改進(jìn)煤氣系統(tǒng)、涂敷防腐涂層以及優(yōu)化管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)及加強(qiáng)管道監(jiān)測(cè)控制，從而提升我國高爐煤氣管道的抗腐蝕能力，減少發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，幫助企業(yè)節(jié)約燃料，并且提升工作環(huán)境的安全性。

2.1 控制高爐原料

減少入爐原料的Cl、S 含量，從源頭上減少高爐煤氣中的酸性成分，從而降低腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生率?？刹扇〉拇胧┯校翰挥脟姙⑦^海水的進(jìn)口礦；合理控制氯化鈣添加劑的噴灑量，或者改用噴灑無氯、低氯的其他添加劑；合理控制噴煤工藝中的S 含量。

2.2 改進(jìn)煤氣系統(tǒng)

增加噴堿設(shè)施對(duì)煤氣進(jìn)行處理，控制煤氣冷凝水酸性腐蝕。如在高爐煤氣凈化設(shè)備后加設(shè)煤氣洗滌塔裝置，對(duì)煤氣用NaOH 溶液噴淋予以洗滌，去除煤氣中的氯、硫等酸性離子。在TRT 出口之后的低壓煤氣管道外加設(shè)套管，向套管內(nèi)通入低壓熱流體（預(yù)熱后的空氣），通過熱流體加熱煤氣，防止煤氣溫度低于露點(diǎn)溫度，從而減少煤氣管道中的冷凝水，以達(dá)到減輕管道腐蝕的目的。套管材質(zhì)使用與高爐煤氣管道材質(zhì)一樣的碳鋼，外設(shè)保溫層，采用巖棉制品進(jìn)行保溫。同時(shí)在運(yùn)行過程中加強(qiáng)對(duì)煤氣管道進(jìn)行排水或保證連續(xù)排水，以減少煤氣輸送過程中雜質(zhì)的沉積和水蒸汽的冷凝。

2.3 涂敷防腐涂層

首先在煤氣管道涂上一層非金屬物質(zhì)，如瀝青、塑料、搪瓷等（防止電化學(xué)腐蝕），然后在該層上涂敷防酸腐蝕涂料，如VEGF 材料(乙烯基樹脂玻璃鱗片)、聚脲、環(huán)氧膠泥、環(huán)氧涂料等。

2.4 優(yōu)化管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)及加強(qiáng)管道監(jiān)測(cè)控制

選擇合適的煤氣流速、管道坡度防止磨損腐蝕；對(duì)焊接或加工后的管道進(jìn)行熱處理防止應(yīng)力腐蝕；加強(qiáng)對(duì)煤氣管道壁厚的監(jiān)測(cè)，針對(duì)因煤氣腐蝕而可能出現(xiàn)管道泄漏的地方，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理；一旦出現(xiàn)泄漏，應(yīng)立刻采取帶壓堵漏的方法進(jìn)行補(bǔ)救。

3 結(jié)語

對(duì)于運(yùn)送高爐煤氣的高爐煤氣管道應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待，如果高爐煤氣管道因?yàn)楦g等問題出現(xiàn)了裂縫或者孔洞，一旦高爐煤氣發(fā)生泄漏，其中的一氧化碳進(jìn)入空氣中，不僅容易導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的工作人員出現(xiàn)一氧化碳中毒，還有可能會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生爆炸等問題，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的工作人員的生命安全構(gòu)成威脅，一旦發(fā)生爆炸事故，在鋼鐵企業(yè)中便有可能會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，最終發(fā)生大型的事故。導(dǎo)致高爐煤氣管道發(fā)生腐蝕的原因主要有酸性物質(zhì)、電化學(xué)腐蝕、氯離子以及管內(nèi)磨損與應(yīng)力。