煤氣柜主要用來儲存城市煤氣、化工生產(chǎn)中的原料氣、半水煤氣、焦爐煤氣等，在生產(chǎn)中起著均衡系統(tǒng)負荷和緩沖作用，同時對工藝氣體也有凈化除塵作用。容積較大，耗用鋼材量大，做好煤氣柜的防腐工作對延長煤氣柜的使用壽命至關重要。煤氣柜腐蝕最嚴重的部位是在鐘罩、水封壁板干濕交替的水線附近、水封下杯圈及水槽底部。

腐蝕機理

腐蝕的原因是電化學腐。主要包括煤氣的腐蝕、水的腐蝕、H2S 的應力腐蝕破裂、大氣腐蝕和細菌腐蝕等。

煤氣的腐蝕

 煤氣中一般含有 H2S 、C O2、O2、HCN、NH3及其它有機硫等腐蝕性介質(zhì)，而且往往被水蒸汽所飽和，下表為幾種常用煤氣的成分。

通常，濕煤氣進入氣柜后，將繼續(xù)被冷卻，尤其是在冬天或者氣柜的陰面，飽和煤氣將在冷壁上析出含H2S、CO2、O2等腐蝕性介質(zhì)的冷凝液（這是一種電解質(zhì)溶液），成液膜流掛在壁面上，造成H2S-CO2-O2-H2O 的“液膜態(tài)”電化學腐蝕。其中H2S是主要腐蝕成份，CO2和 O2在一定條件下起加速 Hs腐蝕的作用，在H2S 對碳鋼的腐蝕中，“液膜態(tài)”腐蝕較在液相是大許多倍，比在氣相中更大。據(jù)有關資料顯示：在半水煤氣中進行掛片試驗，所得的碳鋼年腐蝕速率為：液相中 0.041mm，氣 - 液相中0.144mm。而在生產(chǎn)中壁板內(nèi)壁的實際年腐蝕速度可達 0.5mm 左右。腐蝕的主要形式是均勻和斑點腐蝕，內(nèi)應力較大的地方常出現(xiàn)應力腐蝕裂縫。

水的腐蝕

由于煤氣中H2S 等腐蝕性氣體和灰塵不斷進入水槽和水封內(nèi)的水中，使水成為一種腐蝕性較強的電解質(zhì)溶液，當水長期得不到更換時，其腐蝕性更強。被水浸濕的壁板表面實際上復蓋著一層薄薄的液膜（H2S-CO2-O2-H2O），氣體介質(zhì)及易擴散到鋼鐵表面。同時，因干濕交替和水份蒸發(fā)，濃縮了液膜中的腐蝕性介質(zhì)，從面加劇了碳鋼的腐蝕。另外，由于水對涂層干濕交替的侵蝕作用，使涂層較早地遭到破壞。因此，水線附近的腐蝕最為嚴重。

應力腐蝕破裂

大量的實例表明，應力腐蝕是導致許多煤氣柜早期泄漏的最主要的原因。其特點是：腐蝕破裂往往發(fā)生在較短時間（幾個月或幾年）內(nèi)出現(xiàn)，而且裂縫難以直接焊補。

應力腐蝕裂縫，多數(shù)發(fā)生在壁板焊縫及其熱影響區(qū)，且平行于焊縫。隨著使用年限的增長，母材上的裂縫也逐漸增多，并首先出現(xiàn)在夾層及夾雜物等缺陷處。鐘罩或中節(jié)的水線部位出現(xiàn)裂縫最多。其應破裂的趨向，搭接焊大于對接，對接大于鉚接，鉚接大于母材。應力腐蝕破裂的傾向隨著煤氣柜容量的增大和壁厚的減薄而增大。如400m3以下的半水煤氣柜很少會有腐蝕裂縫。但1000m3的半水煤氣柜，當板壁厚度為3mm 時，不少氣柜上可以看到明顯的應力腐蝕裂縫；當壁厚為4.5mm 時，裂縫很少出現(xiàn)；當壁厚為6mm 時，幾乎找不到腐蝕裂縫。應力腐蝕破裂與壁板材質(zhì)有很大關系。低碳鋼材質(zhì)比 Q235-A制氣柜使用壽命長幾倍。裝配應力和焊接應力越大，焊縫質(zhì)量越差，應力腐蝕傾向越大。煤氣中的H2S 和水中的Cl-含量越高，應力腐蝕傾向越大。應力腐蝕是在一定的拉力和腐蝕環(huán)境兩者的聯(lián)合作用下所引起的破壞過程。煤氣柜的結(jié)構(gòu)和所處的工作環(huán)境具備這兩個條件。其壁板上的拉應力來自：壁板組裝過程中的冷加工、裝配和焊接殘余應力，其中焊接殘余應力是主要的。運行時的工作壓力、自重和風載荷等工作應力。這種應力在大型煤氣柜中可以達到 Q235-A 鋼屈服極限的 30%左右。氣溫的急劇變化所帶來的溫差應力。運行中的振動與變形等。

以上這些內(nèi)外應力的疊加，使壁板的劇部應力很大，而最大的拉應力又很可能出現(xiàn)在焊縫以及熱影響區(qū)內(nèi)。加上搭接焊的偏心作用、焊縫的裂縫、未焊透、氣孔、夾渣、咬邊和不焊合等缺陷處的應力集中效應，使應力條件更為苛刻，結(jié)果引起金屬晶格歪曲，甚至出現(xiàn)微裂紋，降低了金屬在該處的電位，最后，在上述液膜H2S-CO-O2-H2O 的作用下成為陽

極區(qū)。從而構(gòu)成了大陰極、小陽極的電化學腐蝕。由于裂縫尖端的陽極快速溶解，使裂縫迅速擴展，并且沿著拉應力的垂直方向作用，發(fā)展成為較大裂隙縫，直至最后破裂。普通碳鋼對H2S 的應力腐蝕破裂在常溫下最為敏感。

大氣腐蝕

氣柜大多數(shù)座落在大氣污染嚴重的工業(yè)區(qū)域內(nèi)，并且暴露在大氣中的面積很大，壁板又很薄，因此大氣腐蝕也成為決定煤氣柜使用壽命的重要因素。從小合成氨廠來看，半水煤氣柜一般都位于造氣、脫硫和鍋爐房等車間的污染區(qū)內(nèi)，大氣中含有大量的SO2、SO3、H2S、CO2、水蒸氣和灰塵等，對氣柜外壁產(chǎn)生嚴重的大氣腐蝕，尤其是地處潮濕多雨的沿海地區(qū)的半水煤氣柜，其大氣腐蝕更為嚴重。

地下水引起的細菌腐蝕煤氣柜水槽底板的面積很大，如果基礎標高設計太低，或由于基礎沉降而低于地面，當含有硫酸鹽、亞硫酸鹽或有機物的地下污水滲入水槽底板與基礎表面的空隙中時，在缺氧的情況下，有一種厭氣性細菌———硫酸鹽還原菌就會繁殖起來，對底板產(chǎn)生腐蝕作用。另外，如果滲入的地下水是一種含有酸、堿、鹽的工廠污水或海水時，其腐蝕就更為劇烈。

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