[发明专利]一种降低高炉煤气冷凝水对管道腐蚀率的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料防腐的技术领域，特别是提供了一种降低高炉煤气冷凝水对管道腐蚀率的方法；主要涉及对高炉煤气管道的防腐措施，具体的说是采用电化学的方法来降低煤气冷凝水对管道的腐蚀速率。

背景技术

炼铁高炉在冶炼过程中，原料在高温下发生了一系列的化学反应，产生硫化氢、二氧化硫等腐蚀性气体，这些气体溶于水后形成强酸溶液附着在管道上发生复杂的化学反应和电化学反应，造成管道严重腐蚀，对煤气管道造成很大的安全隐患。过去高炉一般采用湿法除尘，煤气中的有害成分可以有效的去除，煤气冷凝水对管道的腐蚀现象并不严重。如某钢厂高炉采用干法除尘技术，具有节水、节电，提高压差发电量、燃气热效率高等优点，但气体中的有害成分不能有效去除，大部分溶解在煤气冷凝水中，特别是进入08年后，发生煤气管道腐蚀的现象多次发生。

目前对煤气管道的腐蚀国内外主要通过涂刷油漆和涂料，虽然在一定程度上缓解了管道的腐蚀，但效果不显著，采取阴极保护，对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，阳极溶解过程可以得到有效抑制，目前这项技术已成功应用在船舶、海洋工程、石化等领域，但在煤气设备方面的应用，因此对煤气设备容易发生泄漏的地方采取阴极保护的探索具有重要的意义。采取阴极保护，对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，阳极溶解过程可以得到有效抑制，目前这项技术已成功应用在船舶、海洋工程、石化等领域，但在煤气设备方面的应用还不曾试验，因此对煤气设备容易发生泄漏的地方采取阴极保护的探索对煤气管道的腐蚀防护具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低钢厂高炉煤气冷凝水对管道腐蚀率的方法，缓解煤气冷凝水对管道的腐蚀，提高管道的使用寿命。

本发明的原理为：通过牺牲阳极的阴极保护方法来探索电化学对管路的保护作用，即将一种电位更负的金属(如镁、铝、锌等)与被保护的金属连接，通过电负性金属的不断溶解消耗，向被保护的金属提供保护电流，使金属得以保护。

由于高炉煤气冷凝水中含有多种电介质和元素，产生电化学腐蚀，当管路表面吸附水膜酸性较强时，其电池反应为：Fe+2H₂O＝Fe(OH)₂+H₂↑，吸附水膜酸性较弱时，其电池反应为：2Fe+O₂+2H₂O＝2Fe(OH)₂，两种反应均生成的Fe(OH)₂，与氧反应生成Fe(OH)₃，脱水生成Fe₂O₃铁锈。

为了有效降低高炉煤气冷凝水对管道的腐蚀，本发明采取在煤气冷凝水易腐蚀的部位用导体把管道和阳极材料连接，使被保护管道与阳极材料均浸在冷凝水中。

本发明所述的导体为金属铜导线，所述的阳极材料为Zn、Mg，管道材料为普碳钢。

从电子学原理看电子从高处流往低处，从而在保护试样外部增加负电位，让试样处于高电位，所以保护了试样，而在低电位金属则容易被腐蚀掉。总之，通过电化学保护后改变了Fe元素在两种反应中的极性，不再作为电池反应的阳极存在，而作为电池反应的阴极，电位更负的金属(镁、锌)则作为阳极存在，从而电池反应的阳极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。

采用牺牲阳极的阴极保护方法在高炉煤气管道中，可有效的缓解煤气冷凝水对管道的腐蚀，提高管路的使用寿命，腐蚀速率降低在60％以上，且pH越低阴极保护的效果越显著。

具体实施方式

在煤气冷凝水易腐蚀的部位用金属铜导线把普碳钢管道和镁片连接，使被保护管道与阳极材料均浸在冷凝水中。由于镁的原子活动顺序排在铁的前面，比铁元素活泼，同溶液接触后金属镁先被腐蚀，后腐蚀铁。高炉煤气管道材料普碳钢处于高电位，所以在低电位金属镁则容易被腐蚀掉。总之，通过电化学保护后改变了Fe元素在两种反应中的极性，不再作为电池反应的阳极存在，而作为电池反应的阴极，电位更负的金属镁则作为阳极存在，从而电池反应的阳极溶解过程得到有效抑制，有效缓解煤气冷凝数对管道的腐蚀。