孫斌 王東

摘 要：文章通過(guò)對(duì)鍋爐燃燒器前的金屬軟管使用壽命短、腐蝕嚴(yán)重造成管道煤氣泄漏、嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行的情況進(jìn)行原因分析，對(duì)管道中所使用的介質(zhì)（高爐煤氣）進(jìn)行了取樣化驗(yàn)，分析了煤氣中所含元素對(duì)波紋材質(zhì)為304不銹鋼的金屬軟管造成的影響，提出了提高軟管使用壽命的技術(shù)措施，應(yīng)用于實(shí)踐中，取得了不錯(cuò)的效果。

關(guān)鍵詞：金屬軟管；補(bǔ)償器；聚脲涂層

前言

型號(hào)為JG-150/3.82-Q的燃?xì)忮仩t自2007年5月投產(chǎn)運(yùn)行，主要是為汽輪機(jī)提供蒸汽動(dòng)力，在鍋爐投產(chǎn)后一年多，經(jīng)常出現(xiàn)燃燒器前的高爐煤氣金屬軟管腐蝕嚴(yán)重、漏煤氣，通過(guò)改變其類型及材質(zhì)后使用壽命大大提高，鍋爐運(yùn)行情況良好。

1 現(xiàn)狀及問(wèn)題

寧波鋼鐵能環(huán)部熱力鼓風(fēng)機(jī)站2座鍋爐燃燒器前原先所使用的是波紋材質(zhì)為不銹鋼304的高煤管道金屬軟管，由于其長(zhǎng)期受高爐煤氣沖刷，加劇了金屬軟管的腐蝕，最終造成高爐煤氣泄漏，發(fā)生泄漏后必須立即停用切斷該層燃燒器才能暫時(shí)消除安全隱患，影響了鍋爐的使用效率。若在鍋爐運(yùn)行中進(jìn)行檢修作業(yè)，會(huì)有較大的檢修風(fēng)險(xiǎn)（帶煤氣作業(yè)且空氣會(huì)進(jìn)入爐膛）。目前金屬軟管的使用壽命為1年左右（設(shè)計(jì)的正常使用壽命在2年以上），為減少檢修次數(shù)，確保鍋爐安全運(yùn)行，必須減緩腐蝕，提高軟管的使用壽命。

煤氣系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介：高爐煤氣經(jīng)煤氣快切閥、調(diào)節(jié)閥流向鍋爐一至五層四個(gè)角的高煤支管，經(jīng)手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、金屬軟管后進(jìn)入爐膛燃燒。

2 原因分析

造成高爐煤氣管道金屬軟管腐蝕嚴(yán)重的原因主要以下幾點(diǎn)：

一是我公司所產(chǎn)出的高爐煤氣中含有較高的氯、硫離子濃度，化驗(yàn)報(bào)告表如圖1、圖2所示，腐蝕性強(qiáng)。二是所使用的金屬軟管波紋材質(zhì)為304不銹鋼，耐氯化物腐蝕性不高。三是金屬軟管的安裝長(zhǎng)度為1.2米，其在加工工藝上采用的是兩段0.6米長(zhǎng)的波紋管通過(guò)焊接的方式拼裝，中間多出來(lái)的這道焊縫也容易發(fā)生腐蝕泄漏。

圖1 1#鍋爐高煤成分化驗(yàn)單 圖2 2#鍋爐高煤成分化驗(yàn)單

表1

一般情況下，普通的不銹鋼（304不銹鋼）耐腐蝕性取決于鉻的含量，因?yàn)樵谡Ｇ闆r下不銹鋼表面會(huì)生成一層極薄的、粘著性好的、半透明的氧化鉻薄膜。這層膜一旦遭到破壞，鋼中的鉻與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就能迅速地恢復(fù)這層薄膜，同時(shí)，機(jī)械損傷也能很快再生成一層保護(hù)薄膜。而我們公司的高爐煤氣中卻存在大量的氯離子。氯離子為活性離子，其活性高于O和H離子，更容易吸附在金屬的表面，從而破壞不銹鋼表面的保護(hù)層，被破壞的保護(hù)層部位常常為敏感部位（晶界＼晶格缺陷＼非金屬夾雜物特別是S化物＼鈍化膜的薄弱環(huán)節(jié)），部分被破壞部位將形成微小的孔，小孔內(nèi)外會(huì)出現(xiàn)氧濃差電池，內(nèi)部為貧氧區(qū)，為陽(yáng)極，外部是富氧區(qū)為陰極，從而促進(jìn)小孔內(nèi)的腐蝕。

3 技術(shù)措施

使用耐氯化物腐蝕性能強(qiáng)的材料取代原金屬軟管。原來(lái)的高煤支管金屬軟管采用的是奧氏體304不銹鋼材質(zhì)，在常溫下，在該濃度氯離子的作用下，對(duì)該材質(zhì)的焊縫應(yīng)力產(chǎn)生影響，最終造成腐蝕開裂，降低了其使用壽命，選用特殊材質(zhì)的波紋補(bǔ)償器，避免了原金屬軟管在加工上采用拼接工藝的不足，而且滿足煤氣管道橫向、縱向膨脹量10cm的原設(shè)計(jì)要求，選用自由復(fù)式型補(bǔ)償器，并對(duì)該補(bǔ)償器進(jìn)行了特殊處理：補(bǔ)償器流道進(jìn)行聚脲涂層，波紋材質(zhì)采用254SMo。

通過(guò)以上措施，使得該補(bǔ)償器具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（1）補(bǔ)償量大，結(jié)構(gòu)緊湊，耐氯化物腐蝕效果好，安裝維修方便，這樣就有效解決了原金屬軟管受高爐煤氣腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，大大提高了其使用壽命，延長(zhǎng)了維修周期，提高了鍋爐的使用效率。（2）利用定、年修機(jī)會(huì)對(duì)補(bǔ)償器內(nèi)部進(jìn)行檢查、并定期進(jìn)行壁厚監(jiān)測(cè)，實(shí)施傾向管理。（3）將此類問(wèn)題與煉鐵廠溝通，盡量通過(guò)工藝改造，解決高煤煤氣含氯離子高的源頭問(wèn)題。

4 實(shí)施效果

利用機(jī)組2013年和2014年兩次鍋爐大修的機(jī)會(huì)，將熱力作業(yè)區(qū)2臺(tái)150t/h鍋爐的高爐煤氣支管共計(jì)40根金屬軟管均按此方法進(jìn)行了改造之后，運(yùn)行至今，未發(fā)生腐蝕及泄漏的問(wèn)題，利用定修機(jī)會(huì)對(duì)改造后的金屬補(bǔ)償器壁厚進(jìn)行檢測(cè)，與安裝前的新的補(bǔ)償器差不多，實(shí)施效果頗佳，有效延長(zhǎng)了使用壽命，帶來(lái)了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)鍋爐燃燒器前的金屬軟管腐蝕嚴(yán)重造成煤氣泄漏的故障原因分析及后續(xù)處理過(guò)程中，廣大技術(shù)人員集思廣益，通過(guò)對(duì)高爐煤氣取樣外委化驗(yàn)，分析氯、硫離子等元素的比重查找腐蝕的根源問(wèn)題，并與原金屬軟管制造單位積極溝通，對(duì)產(chǎn)品在選型及加工工藝上的改變解決原技術(shù)上的難題，在使用過(guò)程中，精心關(guān)注波紋補(bǔ)償器的使用情況，定期取樣分析其劣化趨勢(shì)，盡可能地提高其使用壽命，通過(guò)實(shí)踐，逐步將此經(jīng)驗(yàn)向高爐煤氣管網(wǎng)區(qū)域推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]李富科，金軍.波紋膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)[J].石油工程建設(shè)，2009（1）.

[2]周振豐，張文鉞.焊接冶金與金屬焊接性第二版[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[3]馮德群，張蕾.電廠鍋爐設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.