高炉煤气管道腐蚀研究analysisofthecorrosionofblastfurnacegaspipeline(附件
摘 要摘 要本文对高炉煤气除尘系统进行了介绍，对高炉煤气腐蚀的研究现状做出了描述。模拟高炉煤气管道的腐蚀环境，设计实验，利用恒温水浴锅让Q235B钢片在不同的温度下进行腐蚀实验。配置含有Cl-，SO42-,NO3-浓度不相同的几种溶液，运用失重法研究溶液中酸根离子的浓度对腐蚀速率产生的影响。利用化学站测得钢片在HCl溶液中的腐蚀曲线并对其进行简单的分析。最后利用扫描电镜来观察腐蚀后的表面形貌，并且分析它的腐蚀情况。实验表明在60℃，70℃，80℃，90℃四种温度下，90℃时腐蚀速率最快，在70℃时腐蚀速率相对较低。在相同PH值和温度的情况下，Cl-和NO3-对钢片的腐蚀速率比SO42-快，其中Cl-的腐蚀速率最快，NO3-次之。当溶液中Cl-的浓度比较低时，浓度增加，腐蚀速率上升。当溶液中Cl-的浓度很高时，浓度增加，其腐蚀速率下降。溶液中NO3-和SO42-的浓度升高，腐蚀速率稍有下降。钢片在氯离子的腐蚀下的极化曲线的腐蚀电流的密度较高，极化电位较负。通过实验得出，在70℃时，酸液的腐蚀速率最低。氯离子对钢片的腐蚀速率最快，其次是硝酸根离子，腐蚀速率最低的是硫酸根离子。溶液中的氯离子含量与腐蚀速率的关系复杂，溶液中硝酸根离子和硫酸根离子的含量升高，腐蚀速率略有降低。关键词高炉煤气；管道腐蚀；Q235B钢；腐蚀速率；
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 高炉煤气管道腐蚀研究现状 1
1.2 高炉煤气 3
1.2.1高炉煤气的特点 3
1.2.2高炉煤气除尘的必要性 4
1.3 除尘技术 4
1.3.1 湿法除尘及其优缺点 4
1.3.2 干式除尘及其优缺点 5
1.4 金属的常见腐蚀形态及防护措施 5
1.4.1 均匀腐蚀及其防护措施 5
1.4.2 电偶腐蚀及其防护措施 6
1.4.3 小孔腐蚀及其防护措施 7
1.4.4 间隙腐蚀及其防护措施 8
1.4.5 晶间腐蚀及其防护措施 8
1.4.6 应力腐蚀及其防护措施 9
1.5 煤气管道腐蚀的主要部位 9
1.6 本课题研究内容 10
第二 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
章 Q235B管道钢模拟腐蚀试验方法 11
2.1 Q235B管道钢模拟腐蚀研究方法 11
2.1.1 实验材料 11
2.1.2 实验方法与步骤 11
2.1.3 测试与观察方法 11
第三章 实验结果与讨论 15
3.1 Q235B钢片腐蚀速率测试 15
3.1.1 硫酸根离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 16
3.1.2 氯离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 17
3.1.3 硝酸根离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 18
3.1.4 氯离子含量对腐蚀速率的影响 20
3.1.5硫酸根离子含量对腐蚀速率的影响 21
3.1.6硝酸根离子含量对腐蚀速率的影响 22
3.2 钢片在HCl溶液中的极化曲线的研究 23
3.3 钢片腐蚀后宏观形貌的观察 25
3.4 钢片腐蚀后微观形貌的观察 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
第一章 绪 论
1.1 高炉煤气管道腐蚀研究现状
干式除尘法相比于湿式除尘法具有很好的节能效益。自从干式除尘技术广泛应用于各大钢厂后，各钢厂的煤气管道出现了一系列的腐蚀问题[1]。有的钢厂甚至在使用干式除尘几个月后煤气管道便已经被腐蚀开裂。究其原因是干法除尘技术并没有洗涤塔或文氏管等这一类的喷水装置，导致了腐蚀性成分不能被水洗涤吸附从而排出，只能随着煤气流动进入下道工序中，当管道中煤气冷却到一定程度时便会析出冷凝水，冷凝水与酸性离子融合，形成具有高腐蚀性的酸等物质[2]。他会对煤气管道的正常运行产生很大的影响。下图为一些钢厂中高炉煤气管道的实际腐蚀情况。
//
图11 图12
//
图13 图14
因为高炉煤气中可能存在H+、Cl、SO42的存在，从而对低温段的高炉煤气管道的冷凝水进行取样分析。监测分析表明，冷凝水的PH值平均在1~2之间，属于强酸，且Cl、SO42离子含量很高。说明了系统存在酸性化学腐蚀，当有冷凝水存在时，也会形成原电池，对金属造成电化学腐蚀[3]。下表为某厂两座除尘方式不同的高炉的冷凝水的PH值对比。
表11 某厂干湿法高炉煤气冷凝水值对比表
日期
干法出口
水封处
干法除尘
冷凝水
湿法除尘
冷凝水
干湿法除尘
煤气混合处
314
3.32
1.73
6.71
5.91
320
2.94
1.76
5.67
5.79
327
2.56
1.84
5.67
5.56
43
2.79
1.83
5.96
5.66
411
2.37
2.15
6.09
5.64
417
3.01
2.78
6.03
5.67
424
2.09
2.57
6.15
5.36
事实上在干燥的情况下，高炉煤气中的S2及Cl对管道的腐蚀非常弱，当煤气管道中含有液体时他们才会与水形成腐蚀性极强的物质。所以说水是高炉煤气对管道产生腐蚀的关键因素[4]。
水的来源
经过大量研究调查发现煤气中本身就存在一定量的水分，当煤气温度下降到露点以下时，便会在管道壁析出冷凝水。同时，在煤气降温时采用的炉顶打水和喷雾也会将水分引入煤气中[5]。调温的水量一般都设置的很小从而达到节水的目的，但就是因为水量小，当酸性离子溶于水后，溶液的浓度会变得很高，其腐蚀性也就变得非常强。因为冷凝水总是会沉积在管道的底部，所以管道的底部将成为是最先腐蚀和发生穿孔从而泄漏的部位[6]。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 高炉煤气管道腐蚀研究现状 1
1.2 高炉煤气 3
1.2.1高炉煤气的特点 3
1.2.2高炉煤气除尘的必要性 4
1.3 除尘技术 4
1.3.1 湿法除尘及其优缺点 4
1.3.2 干式除尘及其优缺点 5
1.4 金属的常见腐蚀形态及防护措施 5
1.4.1 均匀腐蚀及其防护措施 5
1.4.2 电偶腐蚀及其防护措施 6
1.4.3 小孔腐蚀及其防护措施 7
1.4.4 间隙腐蚀及其防护措施 8
1.4.5 晶间腐蚀及其防护措施 8
1.4.6 应力腐蚀及其防护措施 9
1.5 煤气管道腐蚀的主要部位 9
1.6 本课题研究内容 10
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章 Q235B管道钢模拟腐蚀试验方法 11
2.1 Q235B管道钢模拟腐蚀研究方法 11
2.1.1 实验材料 11
2.1.2 实验方法与步骤 11
2.1.3 测试与观察方法 11
第三章 实验结果与讨论 15
3.1 Q235B钢片腐蚀速率测试 15
3.1.1 硫酸根离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 16
3.1.2 氯离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 17
3.1.3 硝酸根离子腐蚀下温度对腐蚀速率的影响 18
3.1.4 氯离子含量对腐蚀速率的影响 20
3.1.5硫酸根离子含量对腐蚀速率的影响 21
3.1.6硝酸根离子含量对腐蚀速率的影响 22
3.2 钢片在HCl溶液中的极化曲线的研究 23
3.3 钢片腐蚀后宏观形貌的观察 25
3.4 钢片腐蚀后微观形貌的观察 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
第一章 绪 论
1.1 高炉煤气管道腐蚀研究现状
干式除尘法相比于湿式除尘法具有很好的节能效益。自从干式除尘技术广泛应用于各大钢厂后，各钢厂的煤气管道出现了一系列的腐蚀问题[1]。有的钢厂甚至在使用干式除尘几个月后煤气管道便已经被腐蚀开裂。究其原因是干法除尘技术并没有洗涤塔或文氏管等这一类的喷水装置，导致了腐蚀性成分不能被水洗涤吸附从而排出，只能随着煤气流动进入下道工序中，当管道中煤气冷却到一定程度时便会析出冷凝水，冷凝水与酸性离子融合，形成具有高腐蚀性的酸等物质[2]。他会对煤气管道的正常运行产生很大的影响。下图为一些钢厂中高炉煤气管道的实际腐蚀情况。
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图11 图12
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图13 图14
因为高炉煤气中可能存在H+、Cl、SO42的存在，从而对低温段的高炉煤气管道的冷凝水进行取样分析。监测分析表明，冷凝水的PH值平均在1~2之间，属于强酸，且Cl、SO42离子含量很高。说明了系统存在酸性化学腐蚀，当有冷凝水存在时，也会形成原电池，对金属造成电化学腐蚀[3]。下表为某厂两座除尘方式不同的高炉的冷凝水的PH值对比。
表11 某厂干湿法高炉煤气冷凝水值对比表
日期
干法出口
水封处
干法除尘
冷凝水
湿法除尘
冷凝水
干湿法除尘
煤气混合处
314
3.32
1.73
6.71
5.91
320
2.94
1.76
5.67
5.79
327
2.56
1.84
5.67
5.56
43
2.79
1.83
5.96
5.66
411
2.37
2.15
6.09
5.64
417
3.01
2.78
6.03
5.67
424
2.09
2.57
6.15
5.36
事实上在干燥的情况下，高炉煤气中的S2及Cl对管道的腐蚀非常弱，当煤气管道中含有液体时他们才会与水形成腐蚀性极强的物质。所以说水是高炉煤气对管道产生腐蚀的关键因素[4]。
水的来源
经过大量研究调查发现煤气中本身就存在一定量的水分，当煤气温度下降到露点以下时，便会在管道壁析出冷凝水。同时，在煤气降温时采用的炉顶打水和喷雾也会将水分引入煤气中[5]。调温的水量一般都设置的很小从而达到节水的目的，但就是因为水量小，当酸性离子溶于水后，溶液的浓度会变得很高，其腐蚀性也就变得非常强。因为冷凝水总是会沉积在管道的底部，所以管道的底部将成为是最先腐蚀和发生穿孔从而泄漏的部位[6]。
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