淺析工業(yè)煤氣管道腐蝕及處理措施
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摘要：工業(yè)煤氣管道在長期應(yīng)用中出現(xiàn)的腐蝕問題，必然會影響工廠的正常生產(chǎn)運行，并引發(fā)安全問題。本文對工業(yè)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(nèi)壁腐蝕的成因及其作用機制，進而也就能夠予以恰當(dāng)預(yù)防，降低腐蝕影響程度；對于一些腐蝕嚴重區(qū)域還需要關(guān)注修復(fù)方法的恰當(dāng)選用，以確保工業(yè)煤氣管道盡快恢復(fù)并安全運行。
關(guān)鍵詞：工業(yè)煤氣管道；腐蝕；預(yù)防；修復(fù)
對于工業(yè)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(yīng)的策略進行預(yù)防，降低腐蝕問題發(fā)生幾率的同時，及時修復(fù)受損區(qū)域，確保工業(yè)煤氣管道能夠安全有序運行。
1工業(yè)煤氣管道腐蝕分析
（1）外部腐蝕分析。工業(yè)煤氣管道在長期運行中出現(xiàn)的腐蝕問題，和外界環(huán)境存在密切聯(lián)系，因為外界環(huán)境中存在著較多的腐蝕性因子，進而也就容易致使其外側(cè)出現(xiàn)一些局部腐蝕問題，給煤氣管道的穩(wěn)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(yè)煤氣管道周圍存在的一些化學(xué)物質(zhì)會造成腐蝕問題，這也是最為直接的影響機制。因為工業(yè)煤氣管道的運行環(huán)境往往并不是特別理想，周圍存在著較多的化學(xué)成分（如SO2等），尤其是對于一些工業(yè)生產(chǎn)較為復(fù)雜的區(qū)域，更是容易致使煤氣管道處于大量腐蝕物質(zhì)中間。比如工業(yè)煤氣管道周圍存在的一些酸性物質(zhì)或者堿性物質(zhì)，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(yè)煤氣管道外側(cè)還容易出現(xiàn)電化學(xué)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(yè)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(yīng)很容易加劇，造成工業(yè)煤氣管道作為的陽極區(qū)受到明顯影響，很容易出現(xiàn)較快的腐蝕速度，相對而言腐蝕點同樣也較為集中，甚至?xí)苯釉斐擅簹庑孤?。③在工業(yè)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(yè)煤氣管道和地面或者墻壁接觸的區(qū)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(yè)煤氣管道，還會通過改變工業(yè)煤氣管道相接觸區(qū)域的物理化學(xué)性質(zhì)，進而加劇其它腐蝕問題，同樣也不容忽視。（2）內(nèi)壁腐蝕分析。在工業(yè)煤氣管道長期運行下，不僅管道外側(cè)容易受到多個因素影響出現(xiàn)腐蝕問題，內(nèi)壁同樣也存在腐蝕現(xiàn)象，該方面腐蝕問題主要受到以下因素影響：①工業(yè)煤氣中摻雜的一些腐蝕性因素會直接影響管道內(nèi)壁的完整性，帶來明顯的腐蝕問題。一般而言，工業(yè)煤氣的成分較為復(fù)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(xiàn)出明顯的腐蝕性，在長期運輸條件下，工業(yè)煤氣管道內(nèi)壁容易受到腐蝕影響。比如，因為硫化氫等物質(zhì)的存在，內(nèi)部介質(zhì)容易表現(xiàn)出酸性，進而也就會對管道內(nèi)壁形成腐蝕。②在工業(yè)煤氣管道的一些焊接區(qū)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(chǎn)生局部電池，在電化學(xué)反應(yīng)下，該區(qū)域的腐蝕現(xiàn)象更為嚴重，尤其是當(dāng)相應(yīng)介質(zhì)表現(xiàn)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(fā)揮重要的腐蝕作用，伴隨著氯離子的擴散，工業(yè)煤氣管道內(nèi)壁出現(xiàn)的局部腐蝕問題更為突出。③工業(yè)煤氣管道在輸送過程中，當(dāng)管道中煤氣溫度低于煤氣露點溫度時，產(chǎn)生冷凝水。在煤氣管道下部積存的液體和固體雜質(zhì)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(chǎn)生酸腐蝕。同時，在管道表面與電解質(zhì)結(jié)合的界面上就發(fā)生了電化學(xué)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(tài)，并在管道表面形成多孔的結(jié)合較差的腐蝕產(chǎn)物。該腐蝕物對管壁并無保護作用，使腐蝕繼續(xù)蔓延，腐蝕產(chǎn)物與氫氰酸發(fā)生絡(luò)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(shè)，低點設(shè)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(yè)煤氣管道腐蝕預(yù)防措施
為了降低工業(yè)煤氣管道長期運行下出現(xiàn)嚴重腐蝕問題的概率，需要做好前期預(yù)防工作，其中比較重要的手段如下：（1）工業(yè)煤氣管道材質(zhì)選擇需要慎重：比如，優(yōu)選高質(zhì)量管道，嚴禁出現(xiàn)以次充好問題。在工業(yè)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(xiàn)較為嚴重的缺損問題，如果出現(xiàn)管道受損現(xiàn)象，則需要及時替換或者修復(fù)，杜絕工業(yè)煤氣管道帶病作業(yè)。（2）工業(yè)煤氣管道輸送介質(zhì)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(zhì)，或者是酸性物質(zhì)成分過高，導(dǎo)致其對于管道容易產(chǎn)生較為嚴重的腐蝕問題。對于原有工業(yè)煤氣管道輸送過程需要進行優(yōu)化，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，將煤氣中存在的一些腐蝕性物質(zhì)予以徹底分離，這樣也就可以保障管道內(nèi)輸送的介質(zhì)較為合理，降低其對管道內(nèi)壁的腐蝕威脅。（3）工業(yè)煤氣管道還需要設(shè)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(nèi)壁（MH-1型防腐涂料）以及外側(cè)進行全面徹底的噴刷，這樣也就可以將管道和腐蝕物質(zhì)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(qū)域，還可以借助犧牲陽極陰極保護法進行有效設(shè)置，避免管道受到氧化影響，減輕腐蝕程度。（4）工業(yè)煤氣管道進行定期檢查和保養(yǎng)：比如，壁厚檢查、管道外防腐漆保養(yǎng)和排水器等附件的定期排查等，靈活運用自動化監(jiān)測手段，明確實際狀況，尤其是對管道內(nèi)側(cè)出現(xiàn)的大量雜質(zhì)，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(xiàn)大量積水或者雜物積聚造成嚴重腐蝕問題。
3工業(yè)煤氣管道腐蝕修復(fù)方法
工業(yè)煤氣管道在運行下出現(xiàn)的腐蝕，需要及時進行修復(fù)處理。在不影響正常生產(chǎn)的情況下，除了對一些受損嚴重的工業(yè)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(dāng)手段予以及時修復(fù)，以求盡快恢復(fù)正常運行，降低對工業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)合當(dāng)前工業(yè)煤氣管道腐蝕修復(fù)工作的開展，比較常見的修復(fù)方法主要有以下幾種：（1）帶壓堵漏。對特別重要的工業(yè)煤氣管道，如無法在停止運行的條件下進行修復(fù)，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(jīng)出現(xiàn)滲漏的部位進行及時修復(fù)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(fēng)險，也表現(xiàn)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(fù)處理。（2）焊接修復(fù)。對于工業(yè)煤氣管道中出現(xiàn)的腐蝕問題進行修復(fù)處理最為常用的就是焊接手段，這也是相對傳統(tǒng)的方法，主要針對泄露區(qū)域或者是相對薄弱的區(qū)域進行徹底焊接修復(fù)。為了較好地確保修復(fù)效果，往往在焊接處理時需要處于停輸狀態(tài)，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(yè)煤氣管道壽命不影響正常生產(chǎn)，現(xiàn)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(jù)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(huán)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。②包覆件內(nèi)部機械除輕銹，除銹達ST3級。刷H06-13環(huán)氧瀝青底漆1層，膜厚50μm；刷H04-10環(huán)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(huán)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(xiàn)階段煤氣管道修復(fù)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(shè)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(jié)構(gòu)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(yè)煤氣管道腐蝕泄露區(qū)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(xiàn)出了更低難度，經(jīng)濟性也相對較為理想。當(dāng)前比較常用的非金屬材料有環(huán)氧樹脂、碳纖維復(fù)合材料等，可以直接進行腐蝕區(qū)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(fù)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(jié)語
在工業(yè)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(yù)防和及時修復(fù)，很容易產(chǎn)生煤氣泄漏事故，進而帶來安全威脅。針對工業(yè)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(yù)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(yè)煤氣管道的安全運行。
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[3]《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》(GB6222-2005).
作者：曾其雄 單位：浙江省工業(yè)設(shè)計研究院