【正文】 在此，請?jiān)试S我向尊敬的范曉勇老師表示真摯的謝意！ 感謝班主任薛成虎老師，四年的生活相處不久，卻從您身上學(xué)到了太多，必將終身受益。Comment [MU2]: 請仔細(xì)修改榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29參考文獻(xiàn)［1］楊志剛，張寧生，(Ⅰ)［J］.天然氣工業(yè)，2022,25(4):160163.［2］［J].化學(xué)清洗，(4):16 一 18.［3］張麗，［M].北京:石油工業(yè)出版社， 一 32.［4］［J].質(zhì)量天地，2022，2(7):63［5］鄭家桑，［J].石油學(xué)報(bào)，1995，16(3):134 一138.［6］、腐蝕原因分析與解決對策［J].冶金動力，10(3):34 一 36.［7］.［8］王慎敏，劉瑩，、制備工藝與配方實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022.［9］肖進(jìn)新，[M].北京:.［10］[J].材料保護(hù)，2022,36(7):57.［11］[M].北京:.［12］[M] 北京:.［13］[M].天然氣加熱爐的腐蝕研究30致謝轉(zhuǎn)眼間，我已經(jīng)在榆林學(xué)院度過了四個(gè)年頭。通過研究發(fā)現(xiàn)加熱爐腐蝕主要表現(xiàn)為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，其中氧腐蝕是最主要原因。（5）乳化作用 在工業(yè)清洗劑中趨向使用去污效果好的，但乳化能力盡可能低的表面活性劑。所以其清洗要求如下：（1）清洗和去污作用 對清洗劑的要求首先是有良好的清洗和去污作用，但不是所有的表面活性劑都以相同的方法實(shí)現(xiàn)這種要求，一些低泡沫表面活性劑的清洗和去污效果差，抑泡作用的表面活性劑與去污力強(qiáng)的表面活性劑混合使用時(shí)，效果較好，能使其去污效果達(dá)到理想程度。陽離子表面活性劑，由于它們的吸附會使污垢質(zhì)點(diǎn)及其載體表面的負(fù)表面電勢降低或消除，使得污垢與表面之間的排斥降低，因而不利于去除污垢；再者，陽離子表面活性劑在固體表面吸附以后，往往將固體表面變成疏水性，因而不利于表面的潤濕也就不利于洗滌。 (1)清洗過程 在清洗時(shí)，通過一些化學(xué)物質(zhì)的作用以減弱和消除銹垢在載體之間的相互作用，使銹垢與載體的結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)殇P垢與洗滌劑的結(jié)合，最終使銹垢與載體脫離。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種含有表面活性劑的金屬清洗劑被應(yīng)用于清洗工藝，其與酸性清洗劑和堿性清洗劑相比具有防銹性好，低毒，安全，腐蝕性小，洗劑無泡沫，適用于高壓清洗，可在常溫下使用，適用于多種金屬材料等。 腐蝕速率計(jì)算方法 ［7］以 mm/a 表示的腐蝕率 X 1，其值按下式計(jì)算： X1= ????0 0876876WWADTADT?????榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19式中： W——試片質(zhì)量損失，g；W0 ——試片酸洗空白試驗(yàn)的質(zhì)量損失平均值，g；A ——試片的表面積，cm 2；D ——試片的密度，g/cm 3；T——試片的試驗(yàn)時(shí)間，h；8760——與一年相當(dāng)?shù)男r(shí)數(shù)，h/a；10——與 1cm 相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)，mm/cm。每組試驗(yàn)至少做三個(gè)平行試驗(yàn)，每個(gè)平行試驗(yàn)三角瓶中掛三個(gè)試片。時(shí)間在篩選試驗(yàn)時(shí)為 4 天，在驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)為 10 天。、火筒、煙箱的選材和加工工藝。將煙囪由鐵質(zhì)換成防腐復(fù)合材質(zhì),現(xiàn)場實(shí)踐 10 多年來,效果良好。用耐火泥堵塞 1～3 根煙道的兩端,減少煙氣的熱交換面積 ～ 2,將煙氣溫度提高到 50～60℃,減少冷凝水的產(chǎn)生,從而減少 O2和 CO2腐蝕。為解決加熱爐的腐蝕問題，提出以下措施:(l)加熱爐進(jìn)行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹，并對其進(jìn)行預(yù)膜和鈍化處理。由于這些生成物比較疏松,沒有保護(hù)性,一旦在金屬表面的某一點(diǎn)發(fā)生腐蝕,就會持續(xù)下去。CO 2與含水蒸氣的煙氣一起,在對流過程中一部分被排出煙囪,另一部分沿火筒、煙道、煙箱和煙囪等通道流動。 Fe3O4+4NaOH→2NaFeO 2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH→Na 2FeO2+H2這類腐蝕主要發(fā)生在熱負(fù)荷較高的爐膛水側(cè)壁、煙氣管水側(cè)壁及彎管等應(yīng)力集中處，腐蝕形態(tài)呈溝槽或凹陷等的局部潰瘍狀腐蝕。 陽極反應(yīng)：Fe→Fe 2++2e 陰極反應(yīng)：Fe(OH) 3+e→Fe(OH) 2+OH Fe3O4+H20+2e→3FeO+2OH 腐蝕產(chǎn)生氧化鐵垢，氧化鐵垢的存在會使此類腐蝕的發(fā)展互為因果、互為促進(jìn)，使金屬產(chǎn)生嚴(yán)重的垢下腐蝕。CO 2溶解度隨壓力增大而增大，又隨溫度上升而下降，并且水中的某些礦物質(zhì)會影響 CO2的溶解度。氧腐蝕的形態(tài)主要為潰瘍型和斑點(diǎn)狀的局部腐蝕及均勻腐蝕。對于水源確定的密閉系統(tǒng)而言，氧腐蝕的腐蝕速率隨溫度升高一直呈直線上升趨勢。（2）通過對加熱爐爐套內(nèi)附著物的分析，新疆油田某采油廠加熱爐爐套（水側(cè)）存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，并伴有結(jié)垢現(xiàn)象存在。L1 … SiO2/ mg圖 31 加熱爐盤管腐蝕情況 圖 32 加熱爐爐殼腐蝕情況結(jié)果表明：（1）兩地原水及爐水均具有較強(qiáng)的腐蝕傾向；（2）隨著溫度的升高，無論是原水還是爐水，其結(jié)垢傾向逐漸增大腐蝕傾向減小。(3)整個(gè)爐殼的爐壁、盤管壁上的附著物有的呈黑色毛刺狀、有的呈黑色銹瘤狀，煙氣管水側(cè)還附有鱗片層狀銹蝕物，另有一些顆粒狀黑色粘性附著物。 水套里的水溫33℃,煙箱里的煙氣溫度22℃。在1atm 下, 甲烷燃燒的濃度范圍5～15%( 體積比) , 現(xiàn)在分析1m 3 甲烷的燃燒情況( 氣體的分析條件為理想狀態(tài)) 。在該流動過程中, 高溫?zé)煔饧訜峄鹜?、煙? 然后使水套中的水被加熱, 再通過熱水將浸浴于其中的高壓管線里的天然氣加熱到指定溫度以上, 使天然氣在降壓過程中產(chǎn)生節(jié)流降溫效應(yīng)時(shí)不發(fā)生水化物冰堵。燃料和空氣經(jīng)燃燒器混合后噴入大筒體下部一側(cè)的火筒燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?煙氣經(jīng)火筒折入大筒體下部另一側(cè)的煙管束,最后經(jīng)煙囪向上排入大氣。但是大量的國內(nèi)外研究資料表明 ,對壓力容器和管道腐蝕的適用性評價(jià)技術(shù)還很不完善 , 對加熱爐的腐蝕情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn) ,加熱爐的腐蝕主要表現(xiàn)為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，其中氧腐蝕是最主要原因。從而達(dá)到節(jié)能降耗和提高天然氣加熱爐效率的目的。因此，防止或減緩腐蝕的危害，研究防腐技術(shù)和提高防腐管理水平，不僅可延長設(shè)備使用壽命，為企業(yè)取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可為社會節(jié)約大量的金屬材料，具有重大的社會效益。加熱爐煙道金屬內(nèi)壁則最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 天然氣加熱爐的腐蝕研究作 者院 (系) 化學(xué)與化工學(xué)院專 業(yè) 油氣儲運(yùn)工程指導(dǎo)教師答辯日期榆 林 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信責(zé)任書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。加熱爐的安全使用和熱傳遞效率直接影響天然氣的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。長慶油田采氣一廠主要管理陜北靖邊氣田、內(nèi)蒙古烏審氣田，是長慶油田公司在陜西內(nèi)蒙古邊界地區(qū)最早建成并向外供氣的采氣廠，也是“西氣東輸”目前最主要的供氣源，目前年產(chǎn)氣能力為 62 億立方米、天然氣凈化能力 76 億立方米，去年外供天然氣 38 億立方米。加熱爐的安全使用和熱傳遞效率直接影響天然氣的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。加熱爐煙道金屬內(nèi)壁則最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。在該過程中,高溫?zé)煔鈱崃客ㄟ^火筒壁和煙管束壁傳遞給中間載熱介質(zhì),中間載熱介質(zhì)吸熱升溫。以前, 在四川天然氣田的生產(chǎn)中設(shè)計(jì)水套加熱爐時(shí), 只考慮硫化氫腐蝕, 忽略煙氣中二氧化碳腐蝕, 在臥龍河氣田的現(xiàn)場使用中頻頻發(fā)生水套加熱爐的火筒、煙道、煙箱腐蝕穿孔導(dǎo)致漏水的實(shí)例。甲烷占5%, 完全燃燒, 燃燒前后氣體總體積不變：CH4 + 2O2 → 2H 2O↑ + CO 2↑+ 熱量Q燃燒前總體積20m 3: 1m3CH4,19m3空氣，燃燒后總體積20m 3: 2m3 H2O( 氣態(tài))( g/nm 3, 體積含量10%) , 1m 3 CO2( 體積含量5%) , 17m 3 空氣剩余量( 3) 。煙囪、煙箱滴水嚴(yán)重。(4)清洗后發(fā)現(xiàn)附著物下金屬表面呈現(xiàn)出程度不同的麻點(diǎn)、凹坑、溝槽及蝕坑等。 垢樣分析 對加熱爐盤管煙管等處所取垢樣進(jìn)行了分析，爐水側(cè)存在著嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。L1 總堿/mmol（3）通過理論分析及實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，造成加熱爐爐套（水側(cè)）腐蝕的主要原因?yàn)椋貉醺g、促進(jìn)腐蝕性離子對氧腐蝕的促進(jìn)作用、局部腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕以及堿腐蝕。對開路系統(tǒng)而言，氧腐蝕速率隨溫度升高是先增加后降低。隨著爐水溫度升高，水中的離子發(fā)生變化而使 pH 值逐漸升高，使腐蝕產(chǎn)物極易發(fā)生二次沉積，再加上未對爐水進(jìn)行阻垢處理而結(jié)垢，銹和垢的附著使碳鋼產(chǎn)生氧濃差電池而產(chǎn)生垢下腐蝕。所以，C0 2的腐蝕也受到多種因素的影響，如:溫度、壓力等。(2)在熱負(fù)荷較高的部位，垢下的水急劇濃縮而產(chǎn)生堿等因素的腐蝕。 加熱爐煙道金屬內(nèi)壁的腐蝕燃料是臥 89 井自產(chǎn)的天然氣(氣質(zhì)參數(shù):比重 ,體積含量 CH4 %,H2S %,CO2 %),助燃劑空氣是通過對流自然抽入,CH 4燃燒后再從垂直的煙囪以對流方式排出,煙氣的壓力是 。如果內(nèi)壁長期附著很薄的冷凝水膜,就會有溶解度很高的 CO2溶于凝結(jié)水中生成 H2CO3弱酸,使凝結(jié)水膜的 pH 值降低到 以下,并吸附于金屬內(nèi)表面。究其原因主要有兩方面,一方面是氧化鐵層中產(chǎn)生一種酸性溶液,加速了鐵的溶解及提高了導(dǎo)電性。(2)對加熱爐給水進(jìn)行徹底除氧或使用除氧劑，降除 CO2 (3)控制鍋爐水的 pH 值和堿度，防止腐蝕產(chǎn)物混人加熱爐。在使用水套加熱爐的運(yùn)行參數(shù)中,對金屬設(shè)備內(nèi)的煙氣溫度下限值確定為 60℃。天然氣加熱爐的腐蝕研究16(4)在煙箱涂防腐材料。(1)水套加熱爐作為鍋爐壓力容器,用鋼適宜選用低 C、低 S、加 Ca 處理的控扎鋼,以減少 CO2和 O2的電化學(xué)腐蝕。緩蝕劑用量在篩選試驗(yàn)時(shí)按樣品提供廠家給定值，在驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)選取優(yōu)化值。試片不允許與容器壁接觸，試片間距應(yīng)在 1cm 以上，試片上端距液面應(yīng)在 3cm 以上。 國內(nèi)緩蝕阻垢劑配方篩選試驗(yàn)研究中首先對幾種適合此類條件的緩蝕阻垢劑進(jìn)行了篩選試驗(yàn)，掛片采用自制掛片。以表面活性劑為主劑的工業(yè)清洗劑的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在金屬加工、食品、紡織、交通、船舶、建筑、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。 載體（2）黏附作用 清洗的黏附作用分為物理黏附和化學(xué)黏附：物理黏附分為機(jī)械力黏附和靜電黏附。（2）泡沫性能 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27 除清洗和去垢作用外，泡沫性能也是表面活性劑的一個(gè)重要應(yīng)用技術(shù)特性。乳化的油脂不利于清洗劑的有效去污和保留時(shí)間。加熱爐煙道金屬內(nèi)壁最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕的部位通常在火筒、煙道、煙箱封頭以及煙囪等部位,腐蝕嚴(yán)重部位是煙道和煙囪，以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。四年，這是我人生中非常重要的四年，我有幸能夠接觸到這些不僅傳授我知識、學(xué)問，而且從更高層次指導(dǎo)我的人生與價(jià)值追求的良師。感謝所有教授過我課程的榆林學(xué)院的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。范老師這種一絲不茍的負(fù)責(zé)精神，使我深受感動。加熱爐腐蝕防垢技術(shù)則主要通過對多種緩蝕阻垢劑的室內(nèi)靜態(tài)掛片試驗(yàn)，得出緩蝕阻垢劑 WG06 其腐蝕速率最小，效果最好，是理想的緩蝕阻垢劑。天然氣加熱爐的腐蝕研究28第七章 總結(jié)加熱爐水側(cè)不同部位的腐蝕及形態(tài)各不相同，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因與不同部位的熱工狀態(tài)和不同的腐蝕原因等諸多因素有關(guān)。陽離子表面活性劑在工業(yè)清洗中只作為食品工業(yè)的消毒和殺菌劑使用。 工業(yè)清洗劑的要求良好的金屬清洗劑具有潤濕性能和較高的除銹能力，對銹垢有分散、增溶能力，對金屬無腐蝕作用，有一定的防銹能力，對硬水及酸、堿、鹽有良好的穩(wěn)定性。非離子表面活性劑在一般帶電的固體表面上都能產(chǎn)生吸附，盡管不能明顯改變界面電勢，但吸附的非離子表面活性劑往往在表面上形成一定厚度的吸附層，有助于防止污垢再沉積。清洗過程首先要能破壞銹垢在金屬表面的黏附性，降低其與金屬表面的結(jié)合力，同時(shí)又能阻止細(xì)小銹垢重新凝結(jié) ［10］ 。各種被清洗的表面的性質(zhì)很不相同，但清洗的目的是一致的，都是除去油脂、有機(jī)殘留物和顏料污垢或銹垢。再放