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公司召开安全生产工作会议
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制合成气装置用抗金属粉末化合金的开发

资讯来源:中国冶金报 发布时间2015-05-08

金属粉末化腐蚀除了会因材料厚度显著减薄而导致材料寿命缩短外,从材料表面脱落的尘状金属(也称粉化金属 )会变成腐蚀催化剂,导致碳的大量析出,降低生产效率。由于对改质出口侧的气体进行急冷,缩小MD发生区域等装置设计受到制约,因此从提高设备的可靠性和设备的高效运行观点来看,对设备材料的抗MD性要求起来越高。新日铁住金公司通过探索新的防蚀方法,开发了在成分设计上具有抗MD的合金NSSMCTM696。

新日铁对开发合金长时间试验后的金属粉末化腐蚀行为进行了调查。试验是将开发合金放在60%CO-26%H2-11.5%CO2-2.5%H2O模拟合成气中,在650℃下进行50H的循环加热-冷却。循环加热-冷却试验的目的是要助长氧化皮的剥落,促进金属粉末化腐蚀。每循环20次(相当于加热1000H)后从试验炉取出试样,观察一下有无发生浸蚀麻点,同时对产生的浸蚀麻点进行测定,调查浸蚀麻点的生长行为。

根据采用扫描透射电子显微镜(STEM)对开发合金表面形成的氧化皮观察的结果和采用能量分散型X线荧光分析仪(EDS)分析的结果可知,氧化皮由CR构成,内层会形成SI的氧化物。在CR氧化皮下面散布着金属FE、NI和CU。由于开发合金会形成均匀的保护性氧化皮,尽管氧化皮产生了缺陷,缺陷部的表面也具有CO非解离吸附功能,因此它能发挥良好的抗金属粉末化性。

在500℃~1000℃的大范围内进行了蠕变断裂试验。取得了最长40000H的数据,不论在哪种温度条件下,长时间下的断裂强度都稳定。

为研究开发合金是否可应用于实际环境,因此在拥有世界最大的GTL设备之一的南非PETROSA公司的实际炉子中进行MD试验。在位于改质炉后段的废热回收锅炉的出口附近和与之相连的蒸气过热器管的入口附近安装了试样。从该部位通过的合成气温度大约520℃,合成所的组成为48.2%H2-16.6%CO-6%CO2-26.8%H2O-1.1%CH4,累计进行了15000H的试验。800H合金发生了严重的MD腐蚀,因此试样全部消失。含2.3%AL的602CA合金只出现了30的浸蚀麻点。而且,安装了各种试样的601合金制作的钢板都出现了MD腐蚀。而开发合金却没有出现浸蚀麻点,具有良好的抗MD性。另外,试验后进行了夏氏冲击试验,确认开发合金的组织稳定性好。