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水泥廠設(shè)備腐蝕分析及防護(hù)措施

文檔作者：米東偉1 戴浚2 文檔來(lái)源： -		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年01月29日
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裝備技術(shù)
2018年第5期
水泥廠的設(shè)備腐蝕主要為窯尾廢氣處理系統(tǒng)
和旁路系統(tǒng)中的硫酸露點(diǎn)腐蝕和HCl腐蝕。有些
水泥廠的原料中硫化物和氯化物含量較高，在熟料
煅燒過(guò)程中，硫化物分解為SO2，部分SO2隨窯尾煙
氣排出，進(jìn)一步氧化生成SO3，與煙氣中的水蒸氣結(jié)
合生成硫酸凝結(jié)在設(shè)備上，產(chǎn)生硫酸露點(diǎn)腐蝕。而
原料中的氯化物在煅燒過(guò)程中，極少部分Cl-隨窯
尾煙氣排出，Cl-與水蒸氣結(jié)合生成HCl，產(chǎn)生HCl
腐蝕。
水泥廠設(shè)備部件材料除熱工系統(tǒng)的部分部件
選用耐熱鋼外，其他設(shè)備部件材料一般選用低碳鋼
（Q235碳鋼）和普通鑄鋼。為防止設(shè)備腐蝕，較為
經(jīng)濟(jì)的方式是在設(shè)備材料不變的情況下，通過(guò)生產(chǎn)
操作控制工藝參數(shù)，防止煙氣結(jié)露。由于生產(chǎn)的波
動(dòng)性，實(shí)際操作中煙氣溫度不會(huì)總保持在煙氣露點(diǎn)
以上，設(shè)備腐蝕的情況將會(huì)繼續(xù)發(fā)生。
國(guó)外某2×5 000t/d水泥生產(chǎn)線由天津院承包
建設(shè)。經(jīng)一年多時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)窯尾
電收塵器檢查發(fā)現(xiàn)，窯尾電收塵器內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)
象（見圖1），極線框架附著泥漿，極板、極線、殼體
內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，后部電場(chǎng)部分極板已被大面積腐蝕
（見圖2）。其中，極板腐蝕區(qū)域集中在電收塵器兩
邊的極板，中間的極板腐蝕程度較輕，極板下部區(qū)
域腐蝕嚴(yán)重。2014年，公司對(duì)窯尾電收塵器進(jìn)行
大修，對(duì)電收塵器殼體內(nèi)部進(jìn)行了防腐處理，并減
少了系統(tǒng)漏風(fēng)。在生產(chǎn)中，嚴(yán)格控制窯尾煙氣溫
度，使窯尾電收塵器出口溫度高于露點(diǎn)溫度，防止
煙氣結(jié)露。2017年4月，中材裝備集團(tuán)有限公司環(huán)
保分公司的技術(shù)人員對(duì)該項(xiàng)目窯尾電收塵器進(jìn)行
檢查，未發(fā)現(xiàn)電收塵器內(nèi)部結(jié)露（見圖3），但仍存
通訊地址：1 中材裝備集團(tuán)有限公司，天津300400；2 天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300400；
收稿日期：2018-01-16； 編輯：孫娟
水泥廠設(shè)備腐蝕分析
及防護(hù)措施
Corrosion Analysis and Protective Measures of Cement Plant Equipment
米東偉1，戴浚2
中圖分類號(hào)：TQ050.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)：1001-6171（2018）05-0045-06
DOI：10.19698/j.cnki.1001-6171.20185045
圖1 窯尾電收塵器內(nèi)部構(gòu)件出現(xiàn)結(jié)露
45裝備技術(shù)
CEMENT TECHNOLOGY 2018/5
在內(nèi)部腐蝕現(xiàn)象（見圖4）。
1 Q235碳鋼腐蝕分析
1.1 Q235碳鋼材料的影響
材料的成分決定了材料的使用性能。Q235碳
鋼材料的成分由五大常規(guī)元素組成（見表1），不含
有抗腐蝕元素，因此該材料的耐腐蝕性很差。另
外，Q235碳鋼材料中的C、P含量對(duì)酸腐蝕速率有
較大影響，由圖5、6可以清晰地看出，腐蝕速率隨
著C、P含量的降低而減緩。
其次，熱處理對(duì)C含量不同的碳鋼的腐蝕速率
也有一定的影響（見圖7）。由圖7可以看出，碳鋼
在水淬后，隨著回火溫度的升高，腐蝕速率減緩。
圖4 殼體側(cè)板內(nèi)部腐蝕情況
圖2 極板腐蝕嚴(yán)重
圖3 電收塵器內(nèi)部出口處
表1 Q235的成分含量，wt%
規(guī)格
ABCD
C
≤0.22
≤0.20
≤0.18
≤0.17
Si
≤0.35
≤0.35
≤0.35
≤0.35
Mn
≤1.4
≤1.4
≤1.4
≤1.4
S
≤0.05
≤0.045
≤0.04
≤0.035
P
≤0.045
≤0.045
0.04
0.035
Fe
余量
余量
余量
余量
200
175
150
125
100
50
25
0 0.4 0.8 1.2 1.6 3.3
腐蝕失量，g/m2·h
C含量，%
圖5 碳含量對(duì)碳鋼腐蝕影響
92.8
69.6
46.4
23.2
0 0.05 0.10 0.15 0.18
冷軋材
950℃退火材
圖6 磷含量對(duì)碳鋼腐蝕影響
腐蝕速率，mm/年
P含量，%
46裝備技術(shù)
2018年第5期
其中，以0.22% 碳鋼最為明顯。這表明碳鋼水淬
后，生成的馬氏體組織耐腐蝕性很差，隨著回火溫
度升高或高溫退火，馬氏體組織分解，形成以鐵素
體為主的組織。少量珠光體組織能夠減緩腐蝕速
率。而0.12%碳鋼和純鐵，由于C含量較低，熱處
理對(duì)其耐腐蝕性能影響較小，腐蝕速率隨著C含量
降低而減緩。
碳鋼（如Q235 碳鋼）在弱酸中產(chǎn)生的鐵銹由
γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe3O4三部分組成，通常分
為內(nèi)外兩層，外層α-FeOOH和Fe3O4顆粒粗大，結(jié)
構(gòu)疏松易脫落，內(nèi)層γ-FeOOH可以在表面形成致
密的保護(hù)膜（腐蝕產(chǎn)物膜），減小腐蝕速率。碳鋼鐵
銹形成過(guò)程見圖8。
1.2 硫酸露點(diǎn)腐蝕
設(shè)備硫酸露點(diǎn)腐蝕受煙氣中的SO3濃度、煙氣
露點(diǎn)和部件表面的溫度影響。煙氣的露點(diǎn)由SO3
濃度確定，試驗(yàn)證實(shí)，氣體中含有n×10ppm的SO3，
即可使氣體露點(diǎn)溫度明顯升高（見圖9）。凝結(jié)的
硫酸濃度取決于煙氣中的水蒸氣含量和部件表面
溫度。試驗(yàn)表明，當(dāng)鋼的表面溫度在露點(diǎn)以下20℃
~60℃時(shí)，凝結(jié)的硫酸量及在一定表面積上的鐵腐
蝕量均為最大（見圖10）。
1.3 HCl腐蝕
由于煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度，凝結(jié)水分子吸收
Cl-。碳鋼和低合金鋼在Cl-的環(huán)境下的腐蝕過(guò)程是
一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，腐蝕形態(tài)
為全面腐蝕、點(diǎn)蝕。應(yīng)力表面的鈍化膜在組織結(jié)構(gòu)
上發(fā)生了改變，改變了碳鋼表面鈍化膜的溶解機(jī)
制，金屬鈍化膜變得松散多孔，提高了鈍化膜的溶
解速率。
1.4 窯尾電收塵器內(nèi)部腐蝕情況
50.8
38.1
25.4
12.7
1.00%C鋼
0.22%C鋼
0.12%C鋼
純鐵
100 200 300 400 500 600
回火溫度， 水淬 ℃ 退火
腐蝕速率，mm/年
圖7 回火溫度對(duì)碳鋼腐蝕速率的影響
Fe Fe2+
溶解加水分解
FeOH+空氣氧化
沉積γ-FeOOH 溶解Fe（Ⅲ）
沉積
非晶態(tài)-羥基氧化鐵
FeO（x OH）3-2x
固相轉(zhuǎn)變
老化α-FeOOH
圖8 碳鋼鐵銹形成過(guò)程
圖9 SO3濃度與露點(diǎn)的關(guān)系
193
171
149
127
104
82
0.01 0.10 1.0 10 100 1 000
露點(diǎn)，℃
煙道氣體中SO3濃度，ppm
圖10 凝結(jié)的硫酸量、鐵的腐蝕量與金屬表面溫度的關(guān)系
3.0
2.0
1.0
80 100 120 140 160 180 200
30
20
10
露點(diǎn)
H2SO4 鐵
的
腐
蝕
量
，
mg
凝結(jié)的硫酸量，mg
金屬表面溫度，℃
47裝備技術(shù)
CEMENT TECHNOLOGY 2018/5
該生產(chǎn)線所使用的原料（粘土）中SO3、Cl偏高
（見表2），在正常生產(chǎn)時(shí)，窯尾電收塵器入口溫度
為120~145℃，出口溫度為70~90℃。窯尾電收塵器
基本選用Q235碳鋼設(shè)計(jì)制造，在靠近殼體人孔門、
灰斗處的極板腐蝕嚴(yán)重（見圖2），可以確認(rèn)電收塵
器漏風(fēng)較大，煙氣在電收塵器內(nèi)部結(jié)露（見圖1）。
通過(guò)對(duì)窯尾煙氣的露點(diǎn)計(jì)算，確認(rèn)窯尾煙氣露點(diǎn)溫
度為120~130℃，煙氣出口溫度低于露點(diǎn)溫度30~
50℃。在靠近電收塵器出口的內(nèi)部構(gòu)件硫酸濃度
和腐蝕速率較高。由于煙氣中存在Cl-，設(shè)備表面
結(jié)露的泥漿吸收Cl-，從而加速了Q235碳鋼表面鈍
化膜的溶解速率。煙氣中的Cl-破壞了Q235碳鋼
表面鈍化膜，出現(xiàn)點(diǎn)蝕（見圖11、12），加速了硫酸
露點(diǎn)腐蝕。
2 設(shè)備防腐措施
為了防止設(shè)備腐蝕，可以采取以下相關(guān)措施：
（1）加入添加劑，使其與煙氣中的SO2 發(fā)生反
應(yīng)，降低SO2濃度。如中材研究總院研制復(fù)合脫硫
技術(shù)，將脫硫劑噴入預(yù)熱器中，不僅防止了設(shè)備腐
蝕，而且煙氣中SO2濃度完全可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)
準(zhǔn)；中材裝備集團(tuán)有限公司環(huán)保分公司選用石灰-
石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)，脫硫后，煙氣中SO2濃度
可穩(wěn)定控制在50mg/m3（標(biāo)）以內(nèi)。
（2）控制工藝操作參數(shù)，減少系統(tǒng)漏風(fēng)。在生
產(chǎn)操作時(shí)，控制煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度，可防止設(shè)
備部件腐蝕。
（3）設(shè)備及管路系統(tǒng)選用耐酸腐蝕合金鋼或在
內(nèi)部進(jìn)行耐腐蝕處理。對(duì)煙氣中SO2濃度排放要
求相對(duì)寬松的項(xiàng)目，通過(guò)控制工藝操作防止設(shè)備腐
蝕較為經(jīng)濟(jì)。加入添加劑和設(shè)備選用耐酸材料會(huì)
增加生產(chǎn)成本。設(shè)備采用耐酸材料可延長(zhǎng)設(shè)備的
使用壽命，耐酸材料可選用耐酸鋼材和耐酸襯里、
涂料。
2.1 耐腐金屬材料
普通碳鋼（如Q235碳鋼）的抗腐蝕性能很低，
通過(guò)在普通碳鋼中加入微量元素并采用特殊的冶
煉工藝以及軋制工藝，保證鋼材表面形成一層富含
目標(biāo)微量元素的合金層，可提高金屬的耐腐蝕性
能。
能夠提高合金耐腐蝕性能的合金元素主要有
Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Zr等。Cu在合金鋼的作用是促
進(jìn)陽(yáng)極鈍化；Ni、Cr在不含有鹵素離子的氧化介質(zhì)
中容易鈍化；合金元素Mo可使合金耐還原性介質(zhì)
表2 2011年5月份原料的化學(xué)成分平均值，%
化學(xué)成分
石灰石
砂巖
粘土
鐵礦石
SiO2
1.72
91.48
50.51
15.85
Al2O3
0.54
2.54
16.07
4.14
Fe2O3
0.11
0.82
8.57
68.30
CaO
54.45
3.6
5.84
3.98
MgO
0.37
0.62
1.62
3.93
SO3
0.02
0.09
1.81
K2O
0.03
0.80
1.95
1.06
Na2O
0.02
0.04
0.21
0.31
Cl
0.02
0.035
0.560
0.304
圖11 窯尾電收塵器殼體側(cè)板內(nèi)壁發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象
圖12 陰極框架發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象
48
CEMENT TECHNOLOGY 2018/5
水泥行業(yè)對(duì)于重防腐涂料應(yīng)用不多。中材建
設(shè)在Holcim項(xiàng)目中，窯尾袋收塵器凈氣箱出現(xiàn)腐
蝕現(xiàn)象，在處理中選用美國(guó)PENTA 公司生產(chǎn)的
FLUEGARD-225耐高溫防腐涂料，防腐效果較好
（見圖14、15）。
天津院國(guó)家工程研究中心研制的IRC系列SiC
紅外節(jié)能涂料具有耐高溫、抗腐蝕、耐磨損等特性，
現(xiàn)正進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。
3 結(jié)語(yǔ)
（1）原料中硫含量較高時(shí)，管道、鋼煙筒和設(shè)備
殼體應(yīng)選擇耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼板制造。
（2）合金鋼、奧氏體不銹鋼（304、316）對(duì)HCl是
不耐蝕的，煙氣中含有Cl-時(shí)，設(shè)備、管道最好采用
非金屬耐蝕襯里或涂料。
（3）重防腐涂料防腐蝕效果好，具有工程造價(jià)
低、施工操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)及易于修復(fù)和維護(hù)等
特點(diǎn)，可作為重要的防護(hù)手段。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳友德，武曉萍.水泥預(yù)分解窯工藝與耐火材料技術(shù)[M].北京：
化學(xué)工業(yè)出版社，2011.
[2] 李金桂.腐蝕控制設(shè)計(jì)手冊(cè)[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.
[3] 于福洲.金屬材料的耐腐蝕性[M].北京：科學(xué)出版社，1982.
[4] 吳寶業(yè).硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼成分設(shè)計(jì)及耐蝕機(jī)理研究[D].武漢：
華中科技大學(xué)，2013.
[5] 錢余海，等.低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的性能和應(yīng)用[J].特殊鋼，
2005，（9）.
[6] 孫根領(lǐng). 耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼板的標(biāo)準(zhǔn)制定分析[J]. 山東冶金，
2013，（1）.
[7] 余存燁. 金屬與合金點(diǎn)腐蝕的解析[J]. 全面腐蝕控制，2014，
（12）.
[8] 崔志峰，等.在Cl-環(huán)境下金屬腐蝕行為和機(jī)理[J].石油化工腐蝕
與防護(hù)，2001，（4）.
[9] 陳惠玲.碳鋼在含氯離子環(huán)境中腐蝕機(jī)理的研究[J].腐蝕與防
護(hù)，2007，（1）.
[10] 趙衛(wèi)東.管道內(nèi)壁重防腐復(fù)合涂料的研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙
古科技大學(xué)，2005.
[11] 賈夢(mèng)秋.重防腐耐磨陶瓷涂料的研制[J].北京：北京化工大學(xué)學(xué)
報(bào)，2001，（1）.
[12] 叢巍巍，等.納米填料對(duì)環(huán)氧涂料防腐耐磨性能影響的研究[J].
表面技術(shù)，2008，（1）.
[13] 李建民.收塵器凈氣室銹蝕及處理[J].水泥技術(shù)，2009，（3）.??
圖14 袋收塵器凈氣箱腐蝕
圖15 噴涂FLUEGARD-225耐高溫防腐涂料后的凈氣箱
（上接第44頁(yè)）
7 改進(jìn)方向
從整個(gè)焊接過(guò)程來(lái)看，長(zhǎng)圓管每焊接
400mm，需整體平移工件和變位機(jī)一次后，再循環(huán)
重復(fù)焊接操作，直至焊接完成，這一步驟影響了
效率的提升，為此下一步我們將進(jìn)一步對(duì)程序、
工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，增加自動(dòng)測(cè)距控制單元，爭(zhēng)
取實(shí)現(xiàn)一次堆焊成型的目標(biāo)。
8 結(jié)語(yǔ)
生產(chǎn)工藝的智能化設(shè)計(jì)和應(yīng)用，是降低制造
成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的有效手段，
也是未來(lái)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。六軸焊接機(jī)器
人在燃燒器耐磨件耐磨堆焊過(guò)程中的成功應(yīng)用，
為今后我公司逐步實(shí)現(xiàn)焊接的柔性生產(chǎn)提供了
技術(shù)基礎(chǔ)，為產(chǎn)品智能化制造積累了經(jīng)驗(yàn)。??
50

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