近日,航天长征化学工程股份公司设备室研发团队完成了对“高氯煤”的耐蚀材料选材的研究,确定使用某型号特种不锈钢耐蚀材料,填补了行业内在该领域的研究空白,相比按惯例直接使用镍基合金,气化炉制造总成本降低300余万元。
新疆乌鲁木齐周边为煤化工集中区域,由于当地准东矿区出产的煤中氯离子含量高,又被称为“高氯煤”。该煤种对气化炉及其它设备的腐蚀性强,当地各化工园区均使用配煤掺烧或者弃用准东煤,这无疑增加了原料成本,不利于原料煤的本地化。自2013年5月,公司设备室研发团队开展了对“高氯煤”的攻坚战,在4年的研发过程中,比对了各种可用于气化炉耐氯离子腐蚀的钢材,经过反复实验,最终选用了某型号特种不锈钢。为了将该特种不锈钢应用在气化炉中,研发团队又展开了气化炉制造工艺的研究。由于该特种不锈钢在高温时会析出碳、氮化合物和σ中间相,导致其耐氯离子腐蚀性能大大降低,远低于其供货状态的耐蚀性能。研发团队经多次实验后,最终确定了在650℃以下进行爆炸复合后热处理和焊后热处理的方案,既能保证该特种不锈钢耐蚀性能特点,又能满足基层Cr-Mo钢的机械性能,制造出理想的耐氯离子腐蚀的气化炉。
采用该特种不锈钢的气化炉应用在“高氯煤”地区,可实现当地“高氯煤”本地化的问题。此次选材研究对比了各种耐腐蚀钢材,找到了既能够满足性能所需且经济性良好的特种不锈钢材料。目前,气化炉常用的耐氯离子腐蚀材料镍基合金价格高昂,因此“高氯煤”气化炉成本增加了400万元。该特种不锈刚进口价格相较于镍基合金,可以大大降低气化炉的制造成本,研发团队并不满足,继续探寻更加经济的材料。经过实验对比,在材料性能可控的情况下,国内生产的该特种不锈钢也可满足“高氯煤”气化炉的需要,进一步降低了气化炉的材料成本,使气化炉制造总成本降低300余万元。不仅如此,在采购招标中,由于国内生产产品的参与竞价,打破了进口产品的垄断局面,降低了进口产品的报价。
研发团队从2015年选材方案确定后进行了深入研究和探索,通过实验确定不同氯离子浓度下各种材料的耐蚀数据,并总结形成了不同氯离子浓度下各种材料耐蚀性能的数据库,现已制定了对耐氯离子材料选型的指导方案,将可为更多“高氯煤”地区的煤化工企业服务。