九钢公司新区转炉煤气管道腐蚀原因分析与处理方法

九钢公司新区转炉煤气管道腐蚀原因分析与处理方法欧 青动力厂安环科摘要：本文主要结合九钢公司新区转炉煤气管道腐蚀现状实际分析了九钢新区转炉煤气管道腐蚀严重的原因，依据实际情况提出了几种处理方法，并对不同处理方法的可行性进行了探讨，同时对后阶段的防腐工作提出相关建议。关键词：煤气管道 腐蚀 管道防腐处理 安全风险前言：转炉煤气管道自2008年投产至今，已使用将近7年。2015年5月份以来，九钢公司新区转炉煤气管道腐蚀状况日益严重，其中新区铁前路（新区综合楼后至1780汽动鼓风站间）该段煤气管道腐蚀现象尤为突出，22#、24#支架到38#支架之间频繁出现漏水、漏气现象，泄漏严重时现场煤气浓度高达100PPM，威胁周边人员安全，特殊情况下不得不对该路段实行封锁，目前长期执行特护，对生产、安全都形成了潜在威胁。 1.新区转炉煤气管道腐蚀原因分析1.1 管道破坏有两种形式。一种是管道在腐蚀介质的作用下壁厚不断减薄，导致管道整体强度不足而发生爆破。一种是管道经过腐蚀，其有效壁厚尚能达到使用要求，及时管道不会发生整体破坏，而局部由于泄漏点直径扩大等原因发生的局部再破坏。新区转炉煤气管道属于低位置管道由于腐蚀严重导致部分区域壁厚不断减薄，局部形成泄漏点导致的破坏。1.2新区转炉煤气含水、含尘量高，具体煤气成分要具体分析。2.新区转炉煤气管道腐蚀的处理方法2015年8-9月份，九钢公司多次组织相关部门、单位召开专题会，其中动力厂与维修厂、方大设计院等机构共同对该管道腐蚀情况进行了分析研究，提 出了几种不同的处理方法，具体如下：2.1新增一路转炉煤气管道，施工期间原管道正常使用。2.1.1检修具体措施和方法2.1.1.1在原管道旁（支架外侧）新增一路转炉煤气管道，检修施工期间原有管道继续使用，待新增管道铺设完毕后只需转煤停供34小时左右即可完成管道开口对接焊接工作。2.1.1.2新增新区2#变电站旁8#管道支架至1780汽动鼓风站的DN1000转煤管道，以及更换8#管道支架至炼钢的部分DN800转煤管道。新增DN1000煤气管道总长450米，DN800煤气管道总长50米。2.1.1.3新增转煤管道利用现有管道支架用H型钢材焊接斜撑进行铺设，并用管托支撑，管托需土建基础施工（如图）。在原有管道支架处焊接36个斜撑，并制作对应的36个管托。2.1.1.4新增管道铺设焊接好后，与转煤总管及用户转煤管道开口对接，同时切割断开原有需更换的管道，并对切割面焊接盲板，原有切割断开的转煤管道停止使用。2.1.1.5在原有转煤排水器旁新增的转煤管道底部安装排水喇叭口，并安装好DN100的闸阀，待管道接口时连接排水器。新增管道共安装六个排水器，除利用原管道三个排水器外再新增三个排水器。2.1.1.6 34#管道支架处新增阀门检修平台，同时将该处原管道上DN1000的电动蝶阀及盲板阀拆除安装到新增转煤管道上，且阀门前后各安装一个DN800的人孔及DN100的放散管。2.1.1.7防腐要求：要求管道内外表面按照防腐要求进行防腐处理。2.1.2方案一检修施工图高炉煤气管道转炉煤气管道管托示意图管托弧长1000MM管托宽度400MM新增转炉煤气管道2.1.3方案一结论及建议：2.1.3.1管托支撑措施经过现场勘查并与方大设计院评审，支撑柱需建设在水沟内部和马路旁的绿化带中，容易造成水沟的堵塞和车辆碰撞，形成设备安全隐患。 2.1.3.2建议此方案不实施。2.2在原转炉煤气管道支架上（内侧），平行并列新增一路转炉煤气管道。2.2.1检修具体措施和方法2.2.1.1利用原有的转炉煤气管道的支撑架，在转炉煤气管道支架内侧空隙处铺设一路新管道。2.2.1.2、2015年9月中旬，动力厂煤气防护站与安环科、设备技术科、方大设计院、维修厂共同对现有的支撑架进行了测量,并到现场测绘支撑架的空隙，经测绘空隙最大处为1100mm、最小处为900mm，不够空间进行DN1000的煤气管道安装铺设，测量结果显示部分区域内侧余留的空间不足以再平行并列新增一路转炉煤气管道。2.2.1.3、在原有转煤排水器旁新增的转煤管道底部安装排水喇叭口，并安装好DN100的闸阀，待管道接口时连接排水器。2.2.1.4、34#管道支架处新增阀门检修平台，同时将该处原管道上DN1000的电动蝶阀及盲板阀拆除安装到新增转煤管道上，且阀门前后各安装一个DN800的人孔及DN100的放散管。2.2.1.5、方大设计院提出，原有的转炉煤气管道支架使用寿命已有7-8年，部分钢结构出现了腐蚀和变形的情况，即便钢结构通过加固处理，承受力仍然满足不了新增煤气管道的重量，将造成严重的设备安全隐患。2.2.1.6、防腐要求：要求管道内外表面按照防腐要求进行防腐处理。2.2.2方案二结论及建议：2.2.2.1、此方案不需要新增管道支架、无土建施工要求，所需施工时间较方案一时间短，费用低。2.2.2.2、增加了施工难度，需对部分管道进行变径，以满足煤气管道的安放要求，但由于原有的钢结构无法满足新增煤气管道的承重力，将形成设备安全隐患。2.2.2.3、建议此方案不实施。2.3:方案三更换现有转炉煤气管道，更换期间暂停转炉煤气的使用。2.3.1检修具体措施和方法2.3.1.1、更换新区2#变电站旁8#管道支架至1780汽动鼓风站的DN1000转煤管道，以及更换8#管道支架至炼钢的部分DN800转煤管道。2.3.1.2、将需更换的原管道切除并移出管道支架，然后将新管道按原管道走向铺设。2.3.1.3、34#支架处电动蝶阀、盲板阀及阀门检修平台按原位不动，与新更换的管道连接。2.3.1.4、新转煤管道底部安装排水喇叭口，并安装好DN100的闸阀连接至排水器，新增加34个排水器。2.3.1.5、防腐要求：要求管道内外表面按照防腐要求进行防腐处理。2.3.2方案三结论及建议：2.3.2.1、此方案由于施工周期过长，达到1520天，对生产影响较大，造成转炉煤气大量的浪费，但此方案可依靠原有的管道支架，达到安全可靠，减少材料费用的目的。2.3.2.2、动力厂已制定8万气柜大修计划（同步4#高炉大修时间），为减少转炉煤气放散损失，可将转煤管道更换施工时间安排在8万气柜大修时同步检修。2.3.2.3、对现有的转炉煤气管道泄漏处采取特护措施，加强设备点巡检及煤气泄漏时的堵漏工作。2.3.2.4、如发生局部管道煤气泄漏无法进行在线堵漏的情况，可以采用局部更换损坏的转炉煤气管道的检修方式，可依据更换管道的长度制定详细的检修方案。2.3.2.5、建议按照此方案实施。2.2.3方案三检修费用统计2.2.3.1方案三费用及经济效益测算费用名称数量预计费用金额（元）DN1000管道（管壁厚10mm）110吨55万DN100管道（管壁厚6mm）1吨0.4万DN800管道（管壁厚10mm）10吨5万48DN1000波纹管4个8万DN100闸阀14个0.7万DN1000弯头6个0.6万DN800弯头2个0.2万吊车240小时16万管道防腐170020万其他费用（脚手架及其他零星材料备件）4.1万合计：110万元2.2.3.2建议方案三在八万气柜同步检修时间进行，不会由于转炉煤气管道更换造成转炉煤气放散带来的经济损失。2.4经跟踪,目前煤气管道DN1000mm已到位480米;ND800mm管道已到位48米,计划10月底将全部到位，为该隐患的整改提供了材料保障的基础。该隐患纳入了大修同步检修计划中，相信经过处理后，能从根本上改善当前转炉煤气管道腐蚀的现状。3.防止转炉煤气管道过快腐蚀的几种建议为避免新的转炉煤气管道更换发生类似腐蚀现象或过快腐蚀，建议从以下方面进行管控。3.1选择正确的煤气管道材质,做好材料验收工作.煤气管道的材质可选用石油天然气输送用螺旋缝埋弧焊钢管、石油天然气输送用直缝电阻钢管、输送流体用无缝钢管中规定的镇静钢，钢号一般选用20优质钢。弯头宜选用无缝弯头。材料的验收和复检工作要认真开展,煤气管道的主要材料（管道阀门、管道附件、密封材料和焊接材料等）必须具有制造厂家的质量证明书或合格证明书。3.2做好煤气管道的安装与安装后的检验工作.3.2.1管道连接一般采用焊接，焊接过程中严格执行评定合格的焊接工艺，并做好施焊记录，施焊后的焊口必须逐一进行外观检验，不允许有表面裂纹，气孔和夹渣。管道错边量不应超过管壁厚的10%且不大于1mm，咬边深度不超过0.5mm，长度不能大于焊缝全长的10%，焊缝等级不得低于三级。3.2.2为了减少管道腐蚀的发生，煤气管道不宜直接敷设在屋顶上，应采用支墩，支墩与管之间还应加管垫予以保护。煤气管道必须架空敷设，且不得穿过不使用煤气的建筑物，尤其是存放有易燃、易爆物品的堆场或库区。3.2.3管道的安装，施工、检验应按国家相关规范进行。施工时，应按规定进行无损探伤。无损检测抽查要在焊缝外观检验合格后进行。抽查的焊口数量按设计规定执行，无设计规定时，按CJJ33-89的要求确定，合格级别按JB4730-94的标准要求执行。3.3.3安装完毕后，应按规定进行强度试验和气密性试验，确保煤气管道无泄漏，以保证其安全输送煤气。其中煤气管道的强度试验应按图纸设计，GB1235-82工业金属管道施工以及验收规范（金属篇）压力容器安全技术监察规程的要求执行。试验压力应为设计压力的1.5倍，但铸铁管道不得低于0.005mpa，试验介质可采用压缩空气或氮气，进行强度试验时达到试验压力后，稳压1小时，然后用肥皂水进行检查，无渗漏为合格。气密性试验在强度试验后进行。试验压力应为设计压力的1.15倍，但不小于100Kpa。3.3做好管道施工前的管道防腐与管道投入运行后的防腐工作.3.3.1管道安装前的防腐要求. 管道安装前煤气管道防腐工作包括对内壁防腐和外壁防腐.管道内壁防腐材料：对新增转炉煤气管道内壁使用喷砂除锈（Sa2.5级）后进行一次的快干防锈底漆，一次防锈底漆，两次无溶剂型环氧煤沥青涂料（一次厚度120um，耐温型）。管道外壁防腐材料：对新增转炉煤气管道外壁使用电动除锈（ST3级）后进行两次红丹防锈底漆，两次无溶剂型环氧煤沥青涂料（一次厚度120um，耐温型）。要求新增转炉煤气管道安装至支架前完成整体管道内部的沥青漆涂刷。要求在煤气管道底部至水平二分之一高度，沥青漆涂刷比普通刷漆多一层，强化底部的防水和防腐工作，在管道完成对接工作后，在对接的焊缝处进行二次防