高炉煤气管道腐蚀原因分析及防腐措施

李颖

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063000）

对于钢铁企业而言，高炉煤气是在炼铁的过程中所产生的可以燃烧的气体，其中有二氧化碳、一氧化碳以及氮气等，并不具备较高的发热值，如果想利用高炉煤气需要先对其执行除尘操作，当前的科学技术对于高炉煤气的除尘主要以布袋干法除尘为主。然而，虽然解决了除尘过程中的环保性问题，但是钢铁企业却仍然需要面临一个问题，即高炉煤气管道腐蚀的问题，如果不及时处理此问题，就会导致高炉煤气管道出现开裂或者穿孔，最终导致高炉煤气发生泄漏，不仅仅会导致安全事故，还会导致企业损失部分的高炉煤气，属于经济成本的损失。

1 高炉煤气管道腐蚀的原因分析

高炉煤气管道是钢铁企业非常重要的一部分，因为在钢铁企业工作运行过程中，高炉在炼铁的过程中会产生一些煤气，这些煤气为可燃性的气体，可以进行二次利用，帮助钢铁企业节约燃料的成本，因此，对于运送高炉煤气的高炉煤气管道应当慎重对待，如果高炉煤气管道因为腐蚀等问题出现了裂缝或者穿孔，一旦高炉煤气发生泄漏，其中的一氧化碳进入到空气中，不仅容易导致现场的工作人员出现一氧化碳中毒，还可能会导致其发生爆炸等问题，对于现场的工作人员的生命安全构成威胁，一旦发生爆炸事故，在钢铁企业中便有可能会产生连锁反应，最终发生大型的安全事故。导致高炉煤气管道发生腐蚀的原因主要有酸性物质、电化学腐蚀、氯离子以及管内磨损与应力。

1.1 酸性物质

出于经济环保的角度考量，在对于高炉煤气除尘的过程中所选为干法除尘，这就会导致原本在高炉煤气中所存在的硫化氢、氯气、三氧化硫以及二氧化硫等仍然存在于高炉煤气中，而这些物质均具备一定的腐蚀性，这就会导致高炉煤气管道在运输这些气体的过程中受到腐蚀。在使用干法除尘的过程中，这些物质以气态的形式而粗在，但是随着其传输距离越来越长，煤气管道的温度也在逐渐降低，就会导致冷凝水的析出，而这些气体又可以与水发生反应，从而形成具氢离子的酸性腐蚀物质，因此，对于含有二价铁离子的高炉煤气管道而言具有较大的腐蚀性，尤其是这些气体与水结合或会出现硫酸与亚硫酸，具有强烈的腐蚀性。

1.2 电化学腐蚀

由于除尘的方法为干法除尘，因此导致在高炉煤气管道包含的硫酸盐以及氯化物的产生。这些物质在冷凝水中成为了盐离子，此时便形成了微电池，微电池可以与由碳钢支撑的高炉煤气管道发生化学反应，从而导致高炉煤气管道出现腐蚀的问题，即电化学腐蚀问题，其中含有的盐离子越多，腐蚀的速度就会越快，因为溶液中的导电率增大，在电位差的影响下，高炉煤气管道就会因为反应而损失自己的铁，从而导致其被腐蚀。在其电位差的影响下，这种反应会持续地进行，并且形成氢氧化铁，在高炉煤气管道中以非晶体的状态析出，从而导致高炉煤气管道的内壁出现了疏松多孔的结果，其抗腐蚀的能力也在逐渐下降，甚至有利于氧气的结合，从而导致铁发生了氧化还原反应，对于高炉煤气管道的腐蚀作用增加。

1.3 氯离子

钢铁企业的高炉炼铁的铁矿石通常需要通过海运运输，在这个过程中，由于铁矿石所具有较大的尘土，因此在运输的过程中会通过洒水的方式将其所含有的尘土压下来，因为运输的方式为海运，而靠近海或者在海上的时候，淡水资源远远比海水资源宝贵，因此，大多数的运输商会选择使用海水作为压尘的水，而海水中含有大量的氯化钠，在这个过程中，铁矿石中就含有了大量的氯化钠，也就是氯离子，因此其在进行高炉炼铁的过程中，就会产生大量的氯气进入高炉煤气管道中，而通过干法除尘并不能去除这些氯气，当这些氯气与冷凝水相结合后，就会形成盐酸物质，盐酸具有一定的腐蚀性，因此，会对高炉煤气管道造成腐蚀损害，且由于冷凝水有限，这就会导致水与氯气结合后所产生的盐酸的浓度过高，浓度越高其腐蚀性越高，且在高炉煤气管道中存在着一层氧化物薄膜，盐酸可以通过破坏这个氧化物薄膜而进一步腐蚀高炉煤气管道，并且生成更多的水分子，这些氯离子可以与氧化铁发生反应。

1.4 管内磨损与应力

在高炉煤气管道当中，腐蚀最严重的部位通常为焊接处与伸缩膨胀节，因为在这各部位会受到应力与磨损的作用，高炉煤气虽然已经进行了除尘操作，但是仍然存在着一些杂质会对煤气管道产生磨损的作用，破坏其内壁的氧化物薄膜，导致其发生电化学反应更加容易，甚至会大致其电极电位下降，从而形成腐蚀电池阳极，加快了高炉煤气管道的腐蚀作用。

2 高炉煤气管道的防腐措施

随着我国对钢铁的需求量逐渐加大，钢铁厂需要进行的高炉炼铁的工作也越来越繁重。与此同时，所产生的高炉煤气也越来越多，因此对于高炉煤气管道的防腐工作也越来越重要，为了避免出现安全事故并且帮助企业节约开始，需要对高炉煤气管道进行防腐措施，其中主要包括控制高炉原料、改进煤气系统、涂敷防腐涂层以及优化管道系统设计及加强管道监测控制，从而提升我国高炉煤气管道的抗腐蚀能力，减少发生泄漏的风险，帮助企业节约燃料，并且提升工作环境的安全性。

2.1 控制高炉原料

减少入炉原料的Cl、S 含量，从源头上减少高炉煤气中的酸性成分，从而降低腐蚀现象的发生率。可采取的措施有：不用喷洒过海水的进口矿；合理控制氯化钙添加剂的喷洒量，或者改用喷洒无氯、低氯的其他添加剂；合理控制喷煤工艺中的S 含量。

2.2 改进煤气系统

增加喷碱设施对煤气进行处理，控制煤气冷凝水酸性腐蚀。如在高炉煤气净化设备后加设煤气洗涤塔装置，对煤气用NaOH 溶液喷淋予以洗涤，去除煤气中的氯、硫等酸性离子。在TRT 出口之后的低压煤气管道外加设套管，向套管内通入低压热流体（预热后的空气），通过热流体加热煤气，防止煤气温度低于露点温度，从而减少煤气管道中的冷凝水，以达到减轻管道腐蚀的目的。套管材质使用与高炉煤气管道材质一样的碳钢，外设保温层，采用岩棉制品进行保温。同时在运行过程中加强对煤气管道进行排水或保证连续排水，以减少煤气输送过程中杂质的沉积和水蒸汽的冷凝。

2.3 涂敷防腐涂层

首先在煤气管道涂上一层非金属物质，如沥青、塑料、搪瓷等（防止电化学腐蚀），然后在该层上涂敷防酸腐蚀涂料，如VEGF 材料(乙烯基树脂玻璃鳞片)、聚脲、环氧胶泥、环氧涂料等。

2.4 优化管道系统设计及加强管道监测控制

选择合适的煤气流速、管道坡度防止磨损腐蚀；对焊接或加工后的管道进行热处理防止应力腐蚀；加强对煤气管道壁厚的监测，针对因煤气腐蚀而可能出现管道泄漏的地方，应尽早发现，及时处理；一旦出现泄漏，应立刻采取带压堵漏的方法进行补救。

3 结语

对于运送高炉煤气的高炉煤气管道应当慎重对待，如果高炉煤气管道因为腐蚀等问题出现了裂缝或者孔洞，一旦高炉煤气发生泄漏，其中的一氧化碳进入空气中，不仅容易导致现场的工作人员出现一氧化碳中毒，还有可能会导致其发生爆炸等问题，对于现场的工作人员的生命安全构成威胁，一旦发生爆炸事故，在钢铁企业中便有可能会产生连锁反应，最终发生大型的事故。导致高炉煤气管道发生腐蚀的原因主要有酸性物质、电化学腐蚀、氯离子以及管内磨损与应力。