钛复合板烟囱.doc

AL6XN不锈钢薄板贴衬（wallpaping）烟囱与钛复合板烟囱的性价比分析美国冶联科技国际公司北京代表处摘 要本文简述了AL6XN超级奥氏体不锈钢与工业纯钛的耐蚀特性及材料性能，并在这两种材料特性的基础上综合分析了采用AL6XN不锈钢薄板贴衬制造FGD防腐蚀烟囱和钛复合板制造FGD防腐蚀烟囱的关键制造技术，检测方法及两种双钢烟囱的成本比较。关键词：AL6XN不锈钢，TA2钛，烟囱，薄板贴衬，复合板中国是一个燃煤大国，煤炭消费占一次能源消费总量的70%左右，燃煤中二氧化硫的大量排放，严重污染环境，成为中国国民经济增长和社会可持续发展的制约因素之一。因此，中国政府近年不断增大对燃煤电厂及相关企业二氧化硫排放的整治力度，大力开展燃煤锅炉烟气脱硫技术推广及应用。中国大量采用技术成熟，脱硫效率高的石灰石石膏湿法脱硫技术，近十年中已建立或正在建一批石灰石石膏湿法脱硫装置，但脱硫后排放湿烟气的烟囱因不包括在FGD装置中，脱硫工程公司对脱硫后烟囱的防腐蚀处理未进行更多的探讨，而各电厂及相关的电建公司对烟囱的防腐蚀也较陌生，在各种防腐蚀方法的选择中游移不定。为此，本文根据中国的国情，结合国外成熟的防腐蚀烟囱制造技术，对AL6XN超级奥氏体不锈钢薄板贴衬防腐蚀烟囱与钛复合板防腐蚀烟囱的耐蚀特性，材料性能及制造成本作一分析比较，供各电力设计院、环保工程公司，电厂及电建公司参考。一、AL6XN超级奥氏体不锈钢与工业纯钛（TA2）材料性能的比较AL6XN超级奥氏体不锈钢的化学成份及力学性能见表1表1AL6XN典型化学成份(%)CrNiMoNCSPAL6XN典型力学性能sMPabMpa(%)20.5246.30.220.0220.0010.0237075045工业纯钛（TA2）的化学成份及力学性能见表2表2TA2(%)TiFeCNHOTA2力学性能sMPabMpa(%)余量0.30.10.050.0150.2532044062035从表1中可看出，AL6XN为一合金元素达51%的奥氏体不锈钢，其高Mo含N低杂质的化学成份配比使其耐蚀性能（耐点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀）不仅大大高于316L、317L等常规不锈钢，也大大高于Cr、Ni合金元素含量相同的904L。由于N的合金强化作用，AL6XN还具有较316L、317L、904L更为优良的力学性能，如屈服强度较316L、904L高30%，而延伸率仍能达45%，显示出优良的综合力学性能。在酸性含氯离子的腐蚀环境中，如在PH值低至2，氯离子含量高达5万PPm的酸性烟气水溶液中，AL6XN的均匀腐蚀率将低于0.02mm/y。钛TA2在中性、氧化性含氯离子腐蚀环境中具有优良的耐蚀性能，在弱酸性含氯离子腐蚀环境中也具有良好的耐蚀性能。但钛TA2的强度较低，硬度、延伸率均较低，因此，钛的抗磨损、抗冲刷性能均低于AL6XN。二、AL6XN薄板贴衬烟囱与钛复合板烟囱关键制造技术的比较薄板贴衬（wallpaping）是将耐蚀合金（包括各种不锈钢与镍基合金）薄板（=1.6mm）与基层碳钢通过固定焊、塞焊、密封焊连成一体，达到防腐与强度结合的最佳效果。在国外，薄板贴衬技术已大量应用于FGD装置中的脱硫塔、烟道、引风机叶片及烟囱中。在碳钢烟囱中进行AL6XN薄板贴衬时，关键在于专用焊机及配套装置的应用及焊工的培训，由于专用焊机已事先对各种焊接参数进行了设定，并用微机控制整个焊接过程，因此，各种焊接形式（如固定焊、塞焊、密封焊）的焊接过程基本排除了人为因素的影响，焊接质量易于得到保证（薄板贴衬既可在新建烟囱上，与碳钢烟囱的制造同步进行贴衬，也可在旧碳钢烟囱上进行贴衬）。采用钛钢复合板制造烟囱时，由于钛对表面缺陷敏感性大，钛的摩擦系数大，化学活性高，在加工制造过程中极易被擦伤或污染。因此，钛钢复合板在卷板、机加工、吊装、开坡口等工序中均易被钢铁工具划伤污染，造成钛在服役环境中的析氢腐蚀和氢脆开裂。钛钢之间不能直接焊接，是钛钢复合板烟囱制造中的另一技术难点。钛钢复合板焊接时，须先将待焊区的钛复层剥去，将基层碳钢焊好后，在原先的钛剥离带上垫上适当的金属片（如钛或铜片等），再用稍大的钛盖板盖在垫片上进行钛钛之间的密封焊。钛的熔点较碳钢熔点高约130，当复层钛的厚度仅为1.21.5mm时，钛复层密封焊易将复层钛薄板烧穿而生成脆性的钛钢金属间化合物，导致钛密封焊的失效。三、AL6XN薄板贴衬烟囱与钛钢复合板烟囱密封焊的检验方法薄板贴衬密封焊与复合板密封焊的检验方法主要有真空盒检验方法和着色探伤法，这是两种快速而有效的检验方法，具有随焊随检，现场易于操作，检验结果直观明了的特点。四、AL6XN薄板贴衬烟囱与钛钢复合板烟囱的成本比较在酸性含氯离子的烟气冷凝液中，AL6XN的耐蚀性能高于钛TA2，现以这两种材质的防腐蚀烟囱使用寿命相同为基础，比较两种烟囱的制造成本。烟囱基本参数：直径 = 6m，高h = 200mAL6XN薄板：=1.6mm，密度D=8.06 g/cm3钛复层： =1.6mm，密度D=4.5 1 g/cm3一根烟囱所需的AL6XN薄板约50吨，TA2板：约28吨AL6XN以每吨14万元计，材料费约为700万元。TA2以每吨25万元计，材料费约为700万元。钛复合板爆炸费用以每平方米1200元计，爆炸复合费为450万，钛复合板材料费共约1150万元。结 束 语AL6XN在酸性含氯离子的烟气冷凝中的耐蚀性能高于钛TA2，综合的力学性能优于钛TA2。采用AL6XN薄板贴衬技术制造烟囱的制造难度低于TA2复合板烟囱的制造难度，AL6XN薄板贴衬烟囱的费用也明显低于钛钢复合板烟囱的费用