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转炉煤气管道失效分析
合肥通用机械研究所张莉徐俽珠邓庆华
宝山钢铁股份有限公司付金华管荣华吴金伟胡继明
摘要:本文对转炉煤气管道的泄漏进行了检查和分析,重点进行了失效管段的宏观检査、测厚、金
相组织检测、电能谱分析、X衍射结枘分析、转炉煤气成分分析,管内冷凝水成分分析。本文认为
转炉媟气中的CO2与冷疑水生成H2CO,而HCO3与管道的Fe发生了电化学反应及管道腐蚀泄
漏。根据分析结果提出了改进措施。
关键词转》媒气管道失效分析揩た
Failure Analysis of Converter Coal Gas Pipeline
Hefei General Machinery Research Institute Zhang Li Xu Pei-zhu Dem Qing-hua
Baoshan Iron &Steel Co, Ld. Fu Jin-hu Guam Rong-hwa Wu Jin-wei Hu Ji-ming
Abstract: In this paper the leakage of converter coal gas pipelines is detected and analyzed with the focus on
macro opic exama on, ckns measment, mello aphi in ion ltrn microsope enery
spectrum analysis, X -ray diffraction structural analysis, converter coal gas composition analysis and content
al ysis of condensate wit hi he pipelines of the failed pipe section. It is considered in this paper that C2
and condense in neer coal gas ther om H C and H C eas elercemcally with Fe of h
pipeline which results in pipeline corrosion and further leakage. The improvement measures are propoed
according to analysis results
Key words: converter coal gas pipelines; failure analysis; measures
上海某钢厂转炉煤气自1985年投用经过十几道高空架设,无人孔,有排水孔,管道中有波纹管进
年运行后,多次发生煤气管道管壁腐蚀穿孔泄,为行补偿。转炉煤气在回收系统通过净化初步除尘
此发生停车事故,造成极大的经济损失,为了査明原后,进入转炉煤气柜,从煤气柜出来的转炉煤气再通
因对运行工况进行了调査。对严重腐蚀管段进行了过电除尘器和加压机,然后由煤气管网送到各用户。
宏观检查,对转炉煤气和管内冷凝水进行化学分析,转炉煤气桓温度约55℃,煤气通过加机加压后温度
并采用光学显微镜,扫描电镜、能谱仪、X衍射仪等上升约10℃,在管网内随着温度的下降,使煤气在
方法进行微观分析研究。
输送过程中产生大量的冷凝水,转炉煤气的化学成
分见表
1转炉气工况
亵1
成分
co
上海某钢厂的转炉煤气管道是全厂的主要动力
%55-617.5~-216.7-23微量徴量
管网,其主要用户有热轧、冷轧、初轧、钢管、电厂、低
压锅炉。某用户转炉煤气管道约4公里,管径为
2分析研究
p700~3500m,管壁为4.5~10m,管道材料为
S541,设计压力3000毫米汞柱,设计温度为常温,管
2.1宏观检查
107
对已更换下来的有代表意义的管段进行宏观检
査和分析。
(1)失效管段内表面形貌
从图1可见管道内表面的腐蚀相当严重,已有
多处腐蚀穿透,孔洞基本上在底部,在孔的两侧是
个腐蚀严重的区域,其宽度在20-400m,在这区城
上面,即管子底部两侧向上腐蚀逐渐减轻;
图1纬三路129管架附近管子的内表腐照片
(2)管壁表面,尤其是腐蚀孔洞及周区域的管
4
壁内表面是一层很厚的疏松,多孔的腐蚀产物和沉
衰2
积物,厚度在1~3mm左右,这些腐蚀产物是淡黄色
和褐色的
腐蚀坑直径范围(mn)数量(个
深度(mn
(3)将蚀产物从管内剥除后,裸的管壁不是
平整光滑,而是“蜂窝状”和“溃疡状”,通常在一个相
5.0-10umum
当大的凹坑内有许多密集的小凹坑或小蜂窝,成为
>10mm
6
2.0-2.5
局部凹坑腐蚀,图2、图3是腐蚀区典型的“蜂窝状”
“溃疡状"照片。图4是图1的局部放大图,图4A区
对4公里的转炉煤气分41个管段进行测厚,每
有60x40mm的大腐蚀坑,其深度达到2~2.5m,管段长度上测量7个圆圆截面,每个圆周截面在上
其内有大小30多个小坑,按腐蚀坑的直径分成<2.测10个点,由此可计算该管段的最大腐蚀速率和最
5m,2.5~5.0mum、5.0~10m、>10mum四个级别,小腐蚀速率,在41个测量管段中有37个测量管段
每级数量见表2;
腐蚀速率>0.125mm/年,最大腐蚀速率达到0.
45m/年,对已穿透的严重腐蚀管段(159*管段)的
测厚结果见表3~表6和图5。管子规格为l400
袭3结三(159A]蚀率
4
62
壁厚(m
4.01.111.01.23.0
腐蚀速率(mm/y)』0.16410.3710.3790.3640.236
图2“状”的局部凹坑腐蚀照片
4)在腐蚀产物下的母材内表面上发现了两个
亵4纬三(159*B}府蚀速率
小针孔,直径为0.5mm左右,深度为1mm,二孔相距
4
2
Imm
壁厚(mum)14.110.910
3.1
(5)测厚
腐蚀速率(mm/y)0.15710.3610.4500.3500.22
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