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化工防腐技术

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液硫储罐防腐蚀的一些措施

  为保证脱气质量, 对液硫池脱气效果进行改进, 建议如下:一是更换蒸汽喷射器及相应管线、阀门的材质, 选用不锈钢或耐蚀合金钢。二是加大液硫池吹扫空气流量, 且严格明确开产时空气鼓泡器阀门的开启时间。三是新增检测手段, 如罐体内新增H2S在线分析仪, 实时监测液硫中含量, 严格控制液硫脱气质量;液硫池至液硫储罐的管线路径, 增设H2S有毒气体报警监测仪;建立人工检测方法。

液硫储罐防腐蚀的一些措施

  合理选择材质

  根据使用的介质环境和使用条件, 正确地选用液硫储罐罐壁材质、保温蒸汽管线材质及防腐涂层, 并严格把关材料质量、验收标准。液硫储罐罐体及保温蒸汽管线长期处于湿硫化氢环境中, 需具有较强的耐蚀性能, 可选用耐蚀性低合金钢或不锈钢。不同的耐蚀低合金钢具有不同的耐蚀性能, 根据材料所处的介质特性、环境来选择合适的耐蚀低合金钢[15]。不锈钢也具有较强的耐酸腐蚀性能, 但需考虑不锈钢的点蚀腐蚀、与不同材料组合形成的电偶以及氯离子的腐蚀。建议:一是将罐顶蒸汽盘管材质、灭火蒸汽管线及罐顶附件等, 更换为耐蚀性低合金钢或不锈钢, 并且材质的物理、机械和加工工艺性能要满足设备或构件的设计与加工制造要求, 兼顾经济性与耐用性, 降低管线泄漏的可能性。二是严格控制锅炉水的氯离子含量, 降低对不锈钢材质的腐蚀。

  氮气保护效果改进

  储罐氮气保护的使用效果不明显, 改进建议:一是将保护氮气管线伸入罐内并采用盘管开孔的方式均匀分布;二是氮气管线材质建议选用不锈钢;三是增设储罐安全阀, 减小通气口的尺寸, 降低空气、液态水进入的可能性;四是增设氮气流量调节阀、通气口处增设氮气检测变送器, 通过对罐体压力的检测、通气口氮气含量的检测, 调节进入罐体的氮气量, 保持储罐处于微正压状态。氮气保护整改建议见图9。

  储罐外蒸汽夹套装置

  现液硫罐多采用内部加热盘管进行加热保温, 但管线材质易发生腐蚀、且罐内布管密杂, 投入使用后一般不能进行管壁的清洗和维护。外部蒸汽夹套是一个固定在罐体上的外部腔体, 加热介质 (一般为蒸汽) 通过夹套循环, 将热量传递给罐壁。在夹套与罐壁之间通常涂覆传热胶泥, 以增强传热效果。并且, 外部夹套设计合理, 可省去内部盘管, 消除交叉污染 (蒸汽泄露) 的可能。外部夹套主要有两种, 一是内设蒸汽通道的平面大张可弯曲钢板, 如美国Mueller公司以传热板 (Temp Plate) 为原件研发的外夹套给热装置 (Clamp On) ;二是配合罐体成型的矩形管的网格布置元件, 如美国CSI公司研发的Contro Trace元件。液硫储罐外夹套给热装置, 可消除液硫储罐内部加热盘管泄漏的风险, 与罐体外壁采用螺栓连接, 可整体拆离储罐, 进行罐内、罐外例行的检修、维护工作。

  罐顶温度检测

  罐顶因温度低、接触大气, 为腐蚀多发区, 虽有外部保温层、罐顶盘管蒸汽保温, 但无温度显示或控制, 不能直观观察温度的变化及调节温度。建议罐顶新增温度变送器或温度调节装置, 进行温度的控制, 有效控制低于100℃以下发生的电化学腐蚀。

  新型衬里防腐

  储罐薄壁不锈钢衬里可用于再制造防腐蚀技术中的在役装备或腐蚀装备、也可用于新建设备的衬里选择。采用厚度为0.2~1 mm的薄壁不锈钢, 用焊接工艺方法将周边固定在罐体内壁预先布置的特殊接头上, 由特殊接头将各部分衬里连成一个全封闭的、非紧贴式的、长效的薄壁不锈钢防腐空间, 使储罐防腐层的附着力、物理机械性能和施工性能均得到提高, 同时采用衬里可降低新建不锈钢罐的投资。虽比防腐涂料一次性投资稍大, 但由不锈钢钢板焊接而成, 当焊接工艺可靠时, 防腐质量更有保障。液硫储罐的液位控制在20%~70%之间, 建议对罐体内部1/2以上部分和罐顶内侧制作不锈钢衬里。

  阴极保护

  罐体通过采用阴极保护, 可使被保护金属表面得到足够的电子, 金属原子不易失去电子而抑制了金属的腐蚀。牺牲阳极的阴极保护[15]是在被保护的金属上连接一个电位更负的金属或合金作为牺牲阳极, 依靠它不断溶解所产生的电流对被保护金属进行阴极极化。优点是不需要外部电源、对临近金属构筑物干扰小、管理维护工作量小、工程费用与保护长度成正比、保护电流分布均匀、利用率高等, 主要分为镁合金、锌合金、铝合金牺牲阳极阴极保护。液硫储罐可采取外接牺牲阳极或罐内壁安装牺牲阳极, 但需要定期更换有色金属并且对覆盖层质量要求较高, 且需要进一步综合核实适用因素及经济因素。

  液硫储罐的氮气管线、灭火蒸汽管线及部分盘管加热蒸汽管线的阀门均位于罐体顶部, 开关阀门具有高处坠落的风险。若储罐顶板存在严重腐蚀, 人员于顶板进行巡检维护跌入罐内, 极易发生H2S中毒。建议将罐体的所有阀门设置于地面方便操作的位置, 降低人员的操作危险性。

  储罐的运行维护

  运行过程中, 需加强储罐的运行维护管理。加强罐体的检查工作, 坚持做好罐体的定期、定点检测, 严格按照压力容器相关标准、矿区制度进行管理。深入分析液硫储罐的腐蚀机理、腐蚀形成, 着重对易腐蚀区域加强日常的监测管理, 对潜在腐蚀点 (如罐壁板焊缝连接处、蒸汽管线连接处等) 制定出日常的选点测厚、周期检测, 以加强生产过程中的受控管理。