渗铝钢制品特性与应用.docx
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渗铝钢制品特性与应用
渗铝钢制品特性与应用
广州豪然润峰实业有限公司
渗铝钢特性
耐热性
钢材渗铝后，与原来未渗铝的同种钢材相比其使用温度约可提高300°C。
例如：
一般碳素钢使用温度上限为500°C,渗铝后可使用到800°Co
铝和氧有非常强的亲和力，极易形成A12O3,渗铝钢表面铁铝合金层是当铝浓度大于8%时，在高温下渗层中的铝与空气中氧形成的三氧化二铝，该层三氧化二铝薄膜是致密的，无孔的和连续的，它能阻止氧和其他某些有害气体的侵蚀。
因此渗铝钢在高温空气，高温SO?
气体、高温S等介质中有较好的耐热性和耐蚀性，此外，铝的存在，还能有效地降低钢材对有机硫化物热分解的催化作用，从而降低其腐蚀率。
耐蚀性
1V耐高温硫化物腐蚀
渗铝是冃前提高钢材耐硫化物腐蚀最有效的手段。
表1咼温H?
S中渗铝钢的耐蚀性
材料
腐蚀量（毫克/厘米彳）
试验条件
母
材渗铝后
提高倍数
低碳钢
1.02
0.035
29
在6%H2S中480°C
18-8钢
0.29
0.036
8
试验24小时
低碳钢
173.50.6
290
在100%H2S中
18-8钢
35.5
0.1
365
650°C试验24小时
2.耐V2O5的腐蚀
表2渗铝钢的抗*凡腐蚀性能
温度。
C
时间（小时）
母材失重
渗铝钢失重
试验条件
500
50
19
—
600
50
—
0.2
在含V的H2S中
700
50
—
0.2
增重克/米2小时
3.抗大气腐蚀性能
表3渗铝层厚度与耐用年限的关系
耐用年限腐蚀环境
渗铝层厚度（毫米）
5—10
1G—20
20—40
40年以上
匸厂区大气
—
0.15—0.20
0.25—0.30
0.30—0.37
海边大气
0.15—0.20
0.20—0.25
0.25—0.28
0.30—0.37
淡水
0.15—0.20
0.20—0.25
0.30—0.37
—
4.耐淡水和海水腐蚀性能
表4渗铝钢在海水中的腐蚀试验结果
钢材
试验温度。
C
试验时间小时
腐蚀率克/2米小时
As
100
1157
0.15
A3渗铝
100
1157
0.02
a3
80
1100
0.15
A3渗铝
80
1100
0.02
A3
25
8400
0.16
A3渗铝
25
8400
0.01
5、耐H?
S腐蚀
在H?
S水溶液中的均匀腐蚀。
试验条件：
H?
S水溶液（H?
S浓度为2000PPM左右）
试验时间：
100小时
试验后:
渗铝钢的腐蚀率为0.006毫米/年
碳钢的腐蚀率为0.15毫米/年
6、防止钢材的应力腐蚀开裂
渗铝之所以能防止应力腐蚀开裂的发生，其原因：
（1）H2S和HNO3难以侵蚀铝
（2）能同时引起铝和铁产生应力腐蚀开裂的介质几乎没有。
此外，渗铝钢对铅腐蚀，废气腐蚀、腐蚀疲劳等方而都有好的影响。
耐磨性
渗铝钢表而生成的氧化铝层和铝-铁合金层，具有很高的硬度值，据测定,渗铝钢表而的显微硬度值可达HV900左右。
因此它的耐磨性（例如泥沙磨损、化工过程中的固体物料磨损）很好。
渗铝钢力学、物理性能与焊接性能：
1、渗铝钢的各种机械性能，均保持原钢材的机械性能。
2、钢材渗铝后不影响其导热性能。
3、渗铝钢焊接必须使用渗铝钢专用焊条A312SL型。
渗铝钢实际应用经济效果
1、一般碳素钢使用温度为500°C,渗铝后使用到800°Co
柴油发动机上的进排气阀，经渗铝处理后，使用寿命至少可提高100%。
阀种类
试验数量
损坏个数
试验里程（米）
损坏时的里程（米）
排气阀
渗铝
10套
3个
286162
14203
未渗铝
8套
21个
157295
3145
进气阀
渗铝
10套
0
286162
无
未渗铝
9套
37个
165189
2695
在汽车的排气系统应用渗铝每辆汽车可节约金属铭2.5公斤,金属银1.5公斤,如果以年产10万辆计算，则每年可节约250吨金属铮和150吨金属镰。
2、苏州碳黑厂
100吨/年原油裂解炉管，管内为原油，水蒸气，温度为780—800°Co管外,辐射段的温度为850-900°C的重油燃烧气，采用碳钢渗铝等代替高合金耐热钢，经2年（累计运行1000小时以上）试验证明，渗铝钢管在这种条件下是可以采用的。
3、炼钢用吹氧管
渗铝后，使用寿命可提高10倍以上
4、上海第二耐火材料厂
将低碳钢渗铝等用于烧制氧化铝制品的高温窑炉的空气预热器，烟有温度最高烧1100°C,一般为800—900°C左右,使用效果良好。
5、上海煤气公司表具厂
将渗铝钢使用于煤气燃烧器，取得良好成绩。
6、上海冶炼厂
碳钢渗铝用于提纯金属硒的锅，使用条件600-650°C,有ScO?
等的腐蚀原有（crl8Ni9Ti不锈钢每只90元）。
使用寿命仅6-7天，现改用渗铝钢（每只12元），使用寿命比不锈钢提高一倍以上，成本下降15倍。
7、美国某炼油厂，中间懈份加氢脱硫装置管道，原来采用不锈钢，但因应力腐蚀开裂而报废后改用渗铝钢管，就解决了应力腐蚀问题。
8、得克萨斯州某炼油厂
脱丁浣装置的重沸器换热器管，原用5%cr钢，发生了不能允许的腐蚀,后改用渗铝钢，在壳程温度为520-385°F,含硫0.65%的汽油蒸汽的条件下，使用4年后检查，腐蚀迹象仅为外表的一些轻微麻点，使用寿命比原来可延长1—4倍。
9、山东胜利炼油厂
焦化原料泵出口至焦化加热炉对流控制阀一段，原碳钢管巾219X10毫米，减薄到5.5毫米，腐蚀率为1.0毫米/年，后改用渗铝钢，使用1567天仍然完好
10、四川脱硫二厂
硫磺回收装置，在380—390°C的H2SCO2、SO?
等介质中的换热器，原用碳钢管，使用一年左右即报废，（最短者为67天）改用渗铝钢换热器，一直使用到现在，仍在正常运行中。
11、以重油和劣质油作燃料的锅炉、燃气轮机以及柴油机等，燃气直接接触的高温部位，由于在灰分中含有V2O5和NaSO4等而引起设备的迅速损坏，即饥腐蚀（或热腐蚀）渗铝钢具有良好的抗饥腐蚀性能。
12、日木阪神地区的某石油化学公司
作为海水冷却管，渗铝钢等己使用了12年而仍完好地在继续使用中。
13、大型油轮的甲板蒸气管
H本己趋向于用渗铝钢管等来制造。
甲板蒸汽管的管程为200°C的蒸汽,管处是航行中的海浪和带盐雾粒子的水汽，因此腐蚀非常严重。
采用碳钢管,不到四年时间，因管外严重腐蚀而只好更换管子。
后来采用渗铝钢管，使用结果证明（日本邮船田岛丸和油轮幻邦丸），7年后管内管外都不发生明显腐蚀。
目前，在日木建造的油轮（不管国籍），甲板蒸汽管都已改用渗铝钢管。
14、大连石油七厂
在蒸懈装置蒸发后冷换热器的使用中渗铝钢管制造的换热器取得了良好的结果，其壳程为海水（有时用淡水），管程为含H?
S的不燃气和汽油，进口温度为20°C,出口为40°C,原用碳钢管，使用14个月后所有管子都腐蚀穿孔设备报废，后改用渗铝钢管，经43个月的使用400根渗铝管内外表而仍完好。
15、广东茂名石油公司
催化裂化换热器
管程为含H?
S的稳定汽油，温度145-148°C壳程为未稳定的汽油、含液态坯、气态坯、硫化氢、氧化物、温度为50—60°C,原用碳钢管，使用2年
因腐蚀穿孔而报废，改用渗铝钢后，使用9年后检查，仍完好地在继续使用
中。
16、四川石汕设计院在四川威远脱硫二厂的重沸器和再生塔中工作条件：
将吸收饱和H2S和CO2,脱硫液经减压加热后解析出H2S和CO2，温度为90—130°C溶液中H2S含量为7—9克/升CO?
为50—70克/升，挂片证明渗铝钢的腐蚀率只有0.012—0.026毫升/年。
17、渗铝钢可广泛应用于硫酸、硫磺等工业中的换热器等设备上，在武汉石油化工厂和长岭炼油厂挂片腐蚀试验结果。
装置及部位
环境
平均腐蚀速度
试验周期d
渗铝A3钢,
A3钢
脱丁烷塔顶层
190°CH2S（气）
0.032
0.619
274
常减压塔塔底
70°CH2S（气）
0.0165
0.334
268
解吸塔上段底
40°CH2S（液）
0.014
0.35
268
解吸塔上段底
40°CH2S（液）
0.015
0.316
268
硫封罐液相区
硫磺
0.01
0.475
250
原料罐气相区
H2S,NHs常温
0.003
0.375
365
18、渗铝钢在氨环境中具有优良的耐腐蚀性能
试验方式
环境
试验周期d
腐蚀速度mm/a
渗铝A3
A3钢
试验室静态腐蚀
40oCPH530%NH4NO3
180
0.010
13.750
现场浓氨水池挂片
365
0.015
1.025
19、硫磺生产装置中的热交换器是在严重腐蚀条件下工作的，H?
S浓度大于
40%温度为256-450°C,若采用不锈钢制造，价格昂贵，若采用渗铝钢制造,价格是不锈钢的四分之一。
沈阳新生化工厂环保硫磺回收装置的换热器和废热锅炉采用了渗铝钢管，2年后停产检查，渗铝钢管仍未发现腐蚀现象。
山酋阳泉硫磺厂5000盹/年，硫磺生产装置的换热器也采用渗铝钢管制造。
内蒙古乌蒙后旗硫磺厂换热器也采用渗铝钢管。
20、应用渗铝钢制炭黑系统中的高温预热器是解决其腐蚀问题的最佳方法。
抚顺炭黑厂原来采用20#钢时，进口烟气温度必须冷却到450°C,需增加一套冷却装置，出口温度仅200—250°C,这样不仅降低了生产效率而且炭黑质量不高。
后改用渗铝钢之后，进口烟气温度才提高到700°C预热后的出口空气温度提高到400°C,既提高了生产效率，又提高了炭黑质量，也延长了设备寿命。
武汉炭黑厂3台高温预热器至今使用效果良好。
21、宝鸡发电厂的4台，250T发电锅炉水冷壁管全部改用滲铝钢之后，至今安全运行。
山东黄岛发电厂超髙压锅炉，其水冷壁管同样用20#钢时，须2年更换一遍。
该厂后改用渗铝钢水冷壁管，8年后检查仍安全运行。
烟台发电厂韩城发电厂都用采了渗铝钢管使用寿命延长，保证了正常发电生产。
现在，全国的高温高压液态锅炉和超高压锅炉的水冷壁管已全部采用渗铝钢。
22、大庆石化总厂在加氢加热炉上安装了一台渗铝钢制预热器，7年后现场检查，未发现腐蚀现象，仍运行良好。
23、锦州炼油厂炼制辽河原油。
辽河原油含有较多的环烷酸属高酸植原油（酸值为0.9—1.6mg・KOH/g,含硫0.3%）,使炼油设备腐蚀严重。
填料环是减压塔中重要的结构件。
碳钢填料环或lcrl8Ni9Ti不锈钢填料环只能使用四个月左右，严重影响减压塔石油气化率，降低生产效率。
碳钢渗铝填料环则抗H2S/HCL/H2O（汽）混合气体高温腐蚀及高酸值环烷酸冷凝液腐蚀，可应用四个周期（20个月）以上。
24、硫酸生产系统的换热器长期采用10#或20#钢制造，因腐蚀严重，使用寿命短，耗资大。
一个年产120Kt的硫酸系统的冷换热器，每台重近70t,造价近40万元；一台热换热器近40（造价近20万元。
只能使用4—5年，不仅更新设备耗资大，而且因腐蚀产物不断剥落填充管部空隙，造成阻力升高，效率降低，最后因失效被迫报废更新。
大连化工公司化肥厂上了我国第一台换热而积2000m2的冷换热器、耗用巾38X3.5X
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