典型煤气化装置腐蚀防护技术问答

本书为市场上第一本关于煤化工装置腐蚀与防护的技术问答

煤化工装置目前尚没有搭建出成熟完善的、系统性的腐蚀防护体系，大多数企业面对腐蚀问题仍采用事后管理，这与目前业内提倡的预防性维修大相径庭。同时，煤化工企业设备管理人员在遇到腐蚀问题时，缺少系统性的解决方案和实际操作方面的指导。基于以上现状，本书以问答的形式，从金属材料、典型腐蚀机理、基于风险的检验等维度，系统阐述了德士古气化、多喷嘴气化、壳牌气化及航天气化等四种气化工艺的流程、原理及相应的选材方案、工艺防腐方案、腐蚀监检测方案，旨在提升煤气化装置腐蚀管理水平，并着力推动煤化工腐蚀防护体系的搭建。

夏康哲，本科学历，化工专业，具备丰富的化工生产实际经验，参与过生产装置原始设计、施工、方案编制、人员培训并指挥装置投产开工，具备煤气化装置腐蚀评价实施经验，先后参与过德士古、壳牌气化装置腐蚀评价工作。作者持有中级注册安全工程师（化工安全）证书、化工专业中级职称证书，以第一作者撰写发表化工专业技术论文五篇,倪锋，深圳格鲁森科技有限公司总经理，担任“中国腐蚀与防腐学会石油化工腐蚀与安全专业委员会委员”，从事石油化工行业设备状态监测、腐蚀监测技术研究及管理近25年，为超过200家石油石化企业、100家煤化工企业提供给完整产品解决方案和专业化服务。对煤制甲醇制烯烃、煤制油、煤制气等装置存在的腐蚀问题均有深入了解，曾多次组织团队帮助客户解决换热器管束泄露、塔盘腐蚀、管道开裂等共性问题。近年来，应煤化工企业客户的要求，对煤气化装置的腐蚀机理进行了深入研究，帮助客户搭建腐蚀管理体系、建设腐蚀管理平台、解决腐蚀管理问题，尤其在延长装置检修期、烧嘴及锁斗改造、硫氢化铵治理等方面取得了一定的成效。,李俊权，任职于深圳格鲁森科技有限公司，本科学历，化工专业，具备丰富的化工生产实际经验，参与过生产装置原始设计、施工、方案编制、人员培训并指挥装置投产开工，具备煤气化装置腐蚀评价实施经验，先后参与过德士古、壳牌气化装置腐蚀评价工作。持有中级注册安全工程师（化工安全）证书、化工专业中级职称证书，以第一作者撰写发表化工专业技术论文五篇。

目录

1工艺过程概述（1）

1-1煤化工生产技术通常有哪些？（1）

1-2煤气化技术是如何分类的？（1）

1-3什么是固定床气化技术？（2）

1-4什么是流化床气化技术？（2）

1-5什么是气流床气化技术？（2）

1-6什么是熔融床气化技术？（3）

1-7煤气化过程的主要化学反应有哪些？（3）

1-8什么是灰分，灰分含量对气化过程有何影响？（4）

1-9什么是挥发分，挥发分含量对气化过程有何影响？（4）

1-10什么是灰熔点，灰熔点对气化过程有何影响？（4）

1-11水分含量对气化过程有何影响？（4）

1-12常见的原料煤破碎设备有哪些？（5）

1-13德士古气化工艺过程是怎样进行的？（5）

1-14多喷嘴气化工艺过程是怎样进行的？（6）

1-15壳牌气化工艺过程是怎样进行的？（7）

1-16航天气化工艺过程是怎样进行的？（8）

1-17四种气化工艺的共同点和差异性体现在哪些方面？（9）

2金属材料概述（12）

2-1铁碳合金是如何分类的？（12）

2-2金属材料力学性能的指标通常有哪些？（12）

2-3金属材料物理性能的指标通常有哪些？（12）

2-4钢中的硫、磷杂质对钢的性质有何影响？（12）

2-5钢在常温下的基本结构有哪些？（13）

2-6什么是铁碳相图，铁碳相图有何作用？（13）

2-7典型铁碳合金结晶的过程是什么？（14）

2-8什么是碳素结构钢，常见的碳素结构钢有哪些？（15）

2-9什么是低合金钢，常见的低合金钢有哪些？（15）

2-10什么是不锈钢，常见的不锈钢有哪些？（15）

2-11什么是耐蚀合金钢，常见的耐蚀合金钢有哪些？（16）

3典型腐蚀机理（17）

3-1什么是腐蚀，常见的腐蚀类型有哪些？（17）

3-2金属腐蚀速率通常受哪些因素影响？（17）

3-3单独的普通钢材质构件为什么会发生腐蚀？（18）

3-4控制金属腐蚀的方法有哪些？（18）

3-5承压设备损伤通常分为哪些类别？（18）

3-6原煤中存在哪些腐蚀性介质？（18）

3-7煤气化装置通常存在哪些腐蚀机理？（18）

3-8煤气化装置腐蚀问题应如何分析与识别？（19）

3-9煤渣冲刷腐蚀的机理是什么？（19）

3-10硫化物在各温度段对设备腐蚀的状况如何？（19）

3-11冲刷腐蚀的影响因素有哪些？（21）

3-12高温硫化物腐蚀（氢气环境）的机理是什么？（21）

3-13高温硫化物腐蚀（氢气环境）的影响因素有哪些？（21）

3-14气化过程中高温氯化腐蚀机理是什么？（21）

3-15影响高温氯化腐蚀的因素有哪些？（22）

3-16渗碳腐蚀的机理是什么？（23）

3-17影响渗碳腐蚀的因素有哪些？（23）

3-18氯化铵腐蚀的机理是什么？（23）

3-19影响氯化铵腐蚀的因素有哪些？（24）

3-20高温氧化腐蚀的机理是什么？（24）

3-21影响高温氧化腐蚀的因素有哪些？（24）

3-22连多硫酸应力腐蚀开裂的机理是什么？（25）

3-23影响连多硫酸应力腐蚀开裂的因素有哪些？（25）

3-24氯化物应力腐蚀开裂的机理是什么？（25）

3-25影响氯化物应力腐蚀开裂的因素有哪些？（26）

3-26NH4HS的形成及腐蚀机理是什么？（26）

3-27酸式酸性水的形成及腐蚀机理是什么？（27）

3-28影响酸式酸性水腐蚀的因素有哪些？（27）

3-29湿硫化氢的形成及腐蚀机理是什么？（27）

3-30影响湿硫化氢破坏的因素有哪些？（28）

3-31高温氢腐蚀的机理是什么？（29）

3-32影响高温氢腐蚀的因素有哪些？（30）

3-33燃灰腐蚀的机理是什么？（30）

3-34影响燃灰腐蚀的因素有哪些？（31）

3-35二氧化碳腐蚀的机理是什么？（31）

3-36影响二氧化碳腐蚀的因素有哪些？（31）

3-37碳酸盐应力腐蚀开裂的机理是什么？（31）

3-38影响碳酸盐应力腐蚀开裂的因素有哪些？（32）

3-39盐酸腐蚀的机理是什么？（32）

3-40影响盐酸腐蚀的因素有哪些？（32）

3-41煤气化装置腐蚀控制措施及监检测方案有哪些？（33）

4基于风险的检验实施（39）

4-1什么是基于风险的检验？基于风险的检验应如何实施？（39）

4-2基于风险的检验基础数据、信息来源应包括哪些？（39）

4-3失效可能性评估的一般方式是什么？（40）

4-4失效后果评估的一般方式是什么？（40）

4-5风险是如何确定和评价的？（41）

4-6风险检验的方法及其有效性分级和选取原则是什么？（41）

4-7什么是腐蚀速率的定量计算？（42）

4-8确定氯化物应力腐蚀开裂敏感性的定量计算方法是什么？（42）

4-9确定连多硫酸应力腐蚀开裂敏感性的定量计算方法是什么？（43）

4-10确定碱式酸性水腐蚀速率的定量计算方法是什么？（44）

4-11确定高温H2SH2腐蚀速率的定量计算方法是什么？（46）

4-12确定高温氧化腐蚀速率的定量计算方法是什么？（46）

4-13确定冲刷腐蚀速率的定量计算方法是什么？（51）

4-14确定酸式酸性水腐蚀速率的定量计算方法是什么？（53）

4-15确定盐酸腐蚀速率的定量计算方法是什么？（54）

4-16失效后果的定量分析应如何开展？（57）

5腐蚀防护工程（59）

5-1什么是腐蚀防护工程？腐蚀防护工程有哪些要素？（59）

5-2腐蚀防护工程的基本内容包括什么？（59）

5-3腐蚀防护工程的特点是什么？（60）

5-4防腐蚀设计的一般原则是什么？（60）

5-5防腐蚀施工过程应如何管理？（60）

5-6生产过程中的腐蚀管理应从哪些角度着手？（60）

5-7什么是“一图、两表、一手册、一报告”？（60）

6煤气化装置工艺防腐（62）

6-1什么是工艺防腐？（62）

6-2工艺防腐管理的组织架构应该如何搭建？（62）

6-3工艺防腐技术应该如何实施？（63）

6-4煤气化装置工艺防腐管理的关键点是什么？（65）

6-5常用的腐蚀产物分析方法有哪些？（65）

6-6加强工艺防腐管理主要从哪些方面入手？（65）

6-7煤气化装置工艺防腐控制指标通常有哪些?（66）

6-8煤气化装置化验分析监测计划应该如何制订？（67）

7煤气化装置材质选用（69）

7-1煤气化装置材质选用的原则是什么？（69）

7-2煤气化装置材质选用应参照什么标准实施？（70）

7-3湿硫化氢环境下应如何选材？（70）

7-4高压氧气进料管线应如何选材？（70）

7-5高温氢气和硫化氢共存环境下应如何选材？（71）

7-6高温高压临氢环境下应如何选材？（71）

7-7煤气化装置关键部位的材质应如何选用？（73）

7-8煤气化渣锁斗锥体材质应如何升级？（74）

7-9壳牌煤气化装置盐酸注剂点材质应如何选用？（75）

8腐蚀监检测管理（77）

8-1化工装置常用的腐蚀监检测方法有哪些？（77）

8-2有哪些常用的腐蚀在线监测方法？其有效性如何？（77）

8-3什么是腐蚀挂片监测方法？（78）

8-4什么是腐蚀在线监测技术？（78）

8-5什么是腐蚀探针？腐蚀探针系统有什么作用？（78）

8-6什么是在线测厚？在线测厚系统有什么作用？（79）

8-7煤气化装置腐蚀在线监测系统应如何管理？（79）

8-8煤气化装置在线监测系统选点原则是什么？（79）

8-9德士古气化装置在线监测系统应如何布点？（80）

8-10德士古气化装置腐蚀回路图应如何绘制？（81）

8-11多喷嘴气化装置在线监测系统应如何布点？（81）

8-12多喷嘴气化装置腐蚀回路图应如何绘制？（81）

8-13壳牌气化装置在线监测系统应如何布点？（81）

8-14壳牌气化装置腐蚀回路图应如何绘制？（81）

8-15航天气化装置在线监测系统应如何布点？（81）

8-16航天气化装置腐蚀回路图应如何绘制？（81）

8-17装置在役期间有哪些腐蚀检测方法？其有效性如何?（89）

8-18什么是定点测厚技术？（89）

8-19管道及设备的定点测厚应如何管理？（90）

8-20定点测厚的布点原则是什么？（91）

8-21煤气化装置定点测厚布点方案是什么？（93）

8-22对于易腐蚀和冲刷部位应优先考虑的布点部位包括哪些？（94）

8-23对于中高温条件的测厚，在测量过程中要注意哪些问题？（94）

8-24什么是脉冲涡流扫查技术？（95）

8-25脉冲涡流扫查的原理是什么？（95）

8-26脉冲涡流扫查有哪些技术优势？（95）

8-27煤气化装置脉冲涡流扫查的重点部位有哪些？（96）

8-28什么是装置停工腐蚀检查？检查的依据是什么？（96）

8-29停工腐蚀检查应如何实施？（97）

8-30停工腐蚀检查过程应如何管理？（99）

8-31装置停工期间有哪些腐蚀检测方法？其有效性如何?（100）

8-32煤气化装置停工腐蚀检查方案应如何制定？（101）

9腐蚀管理平台（105）

9-1什么是腐蚀管理平台？腐蚀管理平台有什么作用？（105）

9-2腐蚀管理平台控制目标是什么？（105）

9-3腐蚀管理平台应该如何搭建？（106）

9-4腐蚀管理平台应该包括哪些模块？（107）

9-5腐蚀管理平台的业务逻辑是什么？（107）

9-6如何依托腐蚀管理平台实现监测数据的分析与评价？（108）

10腐蚀案例（109）

10-1德士古气化装置锁斗泄压管线腐蚀减薄案例分析（109）

10-2德士古气化装置锁斗腐蚀减薄案例分析（111）

10-3德士古气化装置黑水闪蒸系统水冷器腐蚀案例分析（114）

10-4壳牌气化装置粗合成气管线腐蚀案例分析（115）

参考文献（117）