煙氣管道是工業生產和能源系統中輸送高溫、多組分煙氣的關鍵部件，廣泛應用于電力、冶金、化工、建材等行業。由于其長期處于高溫、高濕、含腐蝕性介質（如SO?、NOx、HCl、水蒸氣、煙塵）的惡劣環境中，腐蝕問題尤為突出，嚴重影響管道壽命、系統安全運行和經濟效益。本文旨在系統闡述煙氣管道腐蝕的百科知識。
一、 腐蝕機理：多因素耦合作用
煙氣管道腐蝕是一個復雜的物理化學過程，主要機理包括：
- 電化學腐蝕：當管道金屬表面形成冷凝液膜（含溶解的酸性氣體如SO?形成的硫酸）時，構成電解液，引發金屬（如碳鋼）的陽極溶解（鐵失去電子變為Fe2?）和陰極還原（如氧得電子生成OH?），這是低溫部位（如煙囪、脫硫系統后）腐蝕的主要形式。
- 高溫氧化/硫化：在高溫段（如鍋爐省煤器前），管道金屬直接與煙氣中的氧氣、硫化物反應，生成氧化鐵皮或硫化物鱗層，這些層可能疏松多孔，無法提供持續保護，導致基體金屬不斷消耗。
- 露點腐蝕：當管壁溫度低于煙氣中酸性氣體（特別是SO?）與水蒸氣結合形成的硫酸露點溫度時，硫酸冷凝析出，對管壁產生強烈的酸液腐蝕，腐蝕速率急劇升高。
- 磨損腐蝕：高速流動的煙氣攜帶的飛灰、顆粒物對管道內壁造成持續沖刷，破壞金屬表面的鈍化膜或腐蝕產物層，加速腐蝕進程。
- 應力腐蝕開裂：在特定腐蝕介質（如氯化物、氫氧化物）和拉應力共同作用下，管道材料可能發生脆性開裂。
二、 主要腐蝕類型與部位
- 均勻腐蝕：整個內表面相對均勻地減薄，常見于冷凝液廣泛存在的區域。
- 點蝕與坑蝕：局部形成深坑，危害性大，易發生在冷凝液積聚、沉積物下方或焊縫缺陷處。
- 縫隙腐蝕：發生在法蘭連接處、保溫層下等縫隙區域，由于氧濃度差異形成腐蝕電池。
- 沖刷腐蝕：在彎頭、變徑管、擋板等氣流方向改變或流速突增部位尤為嚴重。
- 典型部位：
- 空氣預熱器至除塵器段：溫度降至酸露點附近，腐蝕風險高。
- 濕法脫硫（FGD）系統進出口煙道：進口煙道存在未脫除的SO?等導致的低溫腐蝕；出口凈煙道因煙氣溫度低、濕度飽和且可能攜帶逃逸的漿液霧滴，腐蝕性極強。
- 煙囪（尤其是濕煙囪）：承受低溫、高濕、酸性冷凝液的直接作用，是腐蝕的重災區。
三、 關鍵影響因素
- 煙氣成分：SO?含量（顯著降低酸露點）、HCl、HF、NOx濃度。
- 煙氣溫度與壁溫：是否跨越酸露點、水露點是關鍵。
- 水分含量與相對濕度。
- 煙氣流速與顆粒物載荷：影響沖刷強度和沉積。
- 管道材料：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、非金屬材料的耐蝕性差異巨大。
- 設計、制造與安裝：是否存在滯留區、積液區、焊接質量等。
四、 防護與控制策略
- 材料升級：
- 高溫段：采用耐熱鋼、滲鋁鋼等。
- 低溫/濕區：采用耐酸不銹鋼（如316L、317L）、雙相鋼、高鎳合金（如C-276），或整體玻璃鋼（FRP）、鈦基復合板等。
- 涂層與內襯保護：
- 防腐涂料：如高溫硅酸鋅涂料、厚漿型環氧/酚醛涂料、鱗片樹脂涂料（玻璃鱗片、云母氧化鐵鱗片）。
- 內襯：橡膠襯里、玻璃鋼襯里、磚板襯里（如耐酸陶瓷磚）、合金薄板襯里。
- 工藝控制：
- 燃料預處理（如脫硫、脫氯）。
- 向煙氣中注入添加劑（如鎂基、氨基物質）中和酸性氣體，提高露點溫度。
- 優化燃燒，減少SO?生成。
- 提高排煙溫度或對管壁進行保溫/加熱，使其避開酸露點區域。
- 結構設計與維護：
- 優化設計，避免冷凝液積聚和高速沖刷（如采用大曲率彎頭）。
- 確保排水系統暢通。
- 加強在線監測（壁厚、溫度、pH值等）和定期檢查，建立腐蝕管理檔案。
結論
煙氣管道腐蝕是涉及材料、環境、流體力學、熱工等多學科的綜合性問題。有效的腐蝕控制必須基于對具體工況（燃料、工藝、煙氣參數）的深刻理解，采取“材料優選、工藝調控、結構防護、監測維護”相結合的綜合性策略。隨著環保標準趨嚴和超低排放技術的推廣，煙氣成分和溫度條件發生變化，對管道耐腐蝕性能提出了更高要求，新型耐蝕材料、智能監測與壽命預測技術將成為未來發展的重要方向。
