不銹鋼設(shè)備在強(qiáng)堿溶液中 腐蝕與防護(hù)
離子膜法生產(chǎn)氫氧化鈉,其生產(chǎn)過(guò)程中一般會(huì)使用到各類(lèi)不銹鋼部件。但由于高溫、高濃度的強(qiáng)堿對(duì)鉻鎳不銹鋼設(shè)備有很強(qiáng)的腐蝕性,導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短,嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。因此減輕設(shè)備腐蝕,保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、**生產(chǎn),對(duì)提高綜合經(jīng)濟(jì)效益有著重大意義。 1、設(shè)備殘余應(yīng)力的減少 調(diào)查表明80%以上的應(yīng)力腐蝕事故是由殘余應(yīng)力引起的。殘余應(yīng)力主要來(lái)自制造過(guò)程,如冷加工、焊接、熱處理及裝配過(guò)程,主要表現(xiàn)為溫差熱應(yīng)力、相變內(nèi)應(yīng)力、腐蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力。容器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理也引起局部應(yīng)力集中,造成局部腐蝕,如縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕等,因此設(shè)計(jì)時(shí)要使零部件的外形簡(jiǎn)單、完整、封頭和接管與簡(jiǎn)體的焊接要采用雙面對(duì)接焊的方式,且截面要圓滑過(guò)渡,減少尖角、溝槽、縫隙。管殼式換熱器的管板與管子的連接可采用先脹后焊接的方法來(lái)消除接縫,以防止縫隙腐蝕。 對(duì)有應(yīng)力腐蝕傾向的容器應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力的焊后熱處理。另外,焊接時(shí)要選擇合適的焊條,盡量使焊縫金屬與母材的化學(xué)成分一致,防止電化學(xué)腐蝕。 不銹鋼的焊接工藝過(guò)程非常嚴(yán)格。它具有較高的熱裂紋敏感性。焊接時(shí)坡口角度應(yīng)適當(dāng)增大。根部鈍邊應(yīng)適當(dāng)減小。 由于不銹鋼表面存在難熔的氧化膜,如氧化鎳,它的熔點(diǎn)為2090℃。而鎳的熔點(diǎn)只有1446℃,焊前必須消除氧化膜。另外工件表面的贓污也會(huì)帶入熔池一些有害元寨,以至產(chǎn)生裂紋,所以焊前必須清理干凈。可用丙酮清洗。 為防止熱裂紋,應(yīng)采用小線(xiàn)能量焊接,盡量采用短電弧不擺動(dòng)的多層多道焊,減少焊道氧化的程度。 避免不銹鋼的敏化溫度,無(wú)論是焊接時(shí)還是熱處理過(guò)程都要防止在該種材質(zhì)的敏化溫度下停留,因?yàn)樵诖藴囟认虏牧现械你t元素與碳元素形成鉻的化合物,造成晶間貧鉻,導(dǎo)致晶間腐蝕。鉻鎳不銹鋼的敏化溫度在450~800℃范圍。 焊接完畢后。必須將焊縫表面及周?chē)娜墼惋w濺物**干凈。 2、開(kāi)車(chē)投料后用氮?dú)饷芊庠O(shè)備 開(kāi)車(chē)投科后用氨氣密封設(shè)備,保持通入的氮?dú)馓幱谖⒄龎籂顟B(tài),可以防止空氣進(jìn)八生產(chǎn)系統(tǒng)。因?yàn)榭諝庵械难鯕鈺?huì)與鎳反應(yīng),加劇材料腐蝕。 3、開(kāi)車(chē)狀態(tài)下熱應(yīng)力的控制 開(kāi)車(chē)時(shí)。若熔鹽要進(jìn)行大循環(huán)給降膜濃縮器的濃縮管升溫,此時(shí)熔鹽溫度與濃縮管的溫度差不應(yīng)超過(guò)30℃:升溫速度不宜過(guò)快,應(yīng)控制在30℃/h,這有助于熱震和保證低碳不銹鋼設(shè)備需要的初期細(xì)致的護(hù)理。在熔鹽進(jìn)行大循環(huán)加熱濃縮之前,要先用蒸汽預(yù)熱;若長(zhǎng)期停車(chē)后開(kāi)車(chē),在投料前還要用蒸汽吹掃系統(tǒng),以減小因升溫和投料對(duì)材料產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 4、短期停車(chē)期間用低壓蒸氣連續(xù)吹掃 生產(chǎn)裝置停車(chē)時(shí),要保持低壓蒸氣連續(xù)吹掃整個(gè)系統(tǒng),包括管道,蒸發(fā)器和濃縮器。以避免空氣進(jìn)入設(shè)備防止氧氣與材料反應(yīng)。 5、長(zhǎng)期停車(chē)時(shí)設(shè)備的腐蝕控制 生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期停車(chē)時(shí),首先用低壓蒸氣吹掃,待裝置基本冷卻后用純水;中洗整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。這樣可以使裝置內(nèi)殘存的堿液盡可能清洗干凈,在停車(chē)過(guò)程中*大限度地減輕腐蝕。 6、熔鹽中硫含量的檢測(cè) 鉻鎳不銹鋼設(shè)備在溫度超過(guò)40a℃時(shí)與硫接觸會(huì)破壞得很快。這是因?yàn)槌^(guò)這個(gè)溫度不銹鋼表面的鈍化膜被極化,產(chǎn)生硫脆現(xiàn)象。因此熔鹽中硫含量不能超過(guò)0.025%。停車(chē)后再次啟動(dòng)熔鹽系統(tǒng)前,要取熔鹽樣品檢測(cè)其中的硫含量。 7、進(jìn)料量的合理控制有助于提高設(shè)備的使用壽命 在蒸發(fā)器中,要保持良好的對(duì)流沸騰傳熱,必須嚴(yán)格控制液體均勻進(jìn)入,均勻成膜。如進(jìn)料量太小,就會(huì)使液膜太薄以致段裂,出現(xiàn)于壁區(qū)并使管子承受更大的熱應(yīng)力,加劇應(yīng)力腐蝕。所以必須控制好液體進(jìn)料的*小流量。相反,如果液體的進(jìn)料量過(guò)大,液體不能成膜或成膜很厚,在升降膜過(guò)程中,液體往往不能得到完全充分的熱量傳遞,得不到對(duì)流沸騰所需的溫度,不能完全蒸發(fā),濃縮過(guò)程不能很好地進(jìn)行。進(jìn)料量過(guò)大時(shí),為了達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求,設(shè)備負(fù)荷就過(guò)大,容易損壞設(shè)備,縮短設(shè)備使用壽命。 8、還原劑蔗糖的加入能有效去除氧化性氯酸鹽 由電解工段來(lái)的32%Na0H溶液中含有的氯酸鹽在250℃以上會(huì)逐步分解,并放出新生態(tài)氧,與材料發(fā)生反應(yīng),腐蝕設(shè)備。 選用的處理方法是在堿液進(jìn)入蒸發(fā)濃縮器之前加入蔗糖水溶液。實(shí)際生產(chǎn)中加入的蔗糖為理論量的6-8倍,加入過(guò)多反而對(duì)設(shè)備不利。32%NaOH溶液中含氯酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.0015%-0.0020%。用計(jì)量泵將5.5%的蔗糖溶液打入32%NaOH堿液管道中與堿液混合,使之進(jìn)入蒸發(fā)濃縮器前大部分在管道中反應(yīng)除掉,從而更有效地保護(hù)后序設(shè)備。另外,利用停車(chē)機(jī)會(huì)清洗蔗糖液罐和蔗糖液管線(xiàn),以除掉罐內(nèi)和管道中積存的發(fā)酵物。 9、控制蒸發(fā)器的生蒸汽溫度和用量 實(shí)驗(yàn)表明蔗糖在190℃以下比較穩(wěn)定,超過(guò)190℃開(kāi)始炭化,到200℃時(shí)完全炭化變黑,不能發(fā)揮還原作用。所以蔗糖在190℃以下使用才能有效發(fā)揮其還原性。 蔗糖主要是在進(jìn)蒸發(fā)器前的管道中與堿液混合,并與氯酸鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng),進(jìn)入發(fā)生器前大部分已反應(yīng)完畢。但堿液中仍有少量氯酸鹽,若不除去,將腐蝕蒸發(fā)器和降膜濃縮器。如果能控制蒸發(fā)器的溫度低于190℃,蔗糖將在降膜濃縮的濃縮管道中繼續(xù)發(fā)揮還原作用,充分除去氯酸鹽。若溫度高于190℃,則蔗糖炭化或部分炭化,不能很好地發(fā)揮還原性:若溫度太低,則不利于成膜。因此,在生產(chǎn)操作中,控制蒸發(fā)器的生蒸汽溫度在180℃-190℃之間,有利于蒸發(fā)濃縮操作和充分去除氧化性氯酸鹽,更好地保護(hù)后序設(shè)備。 10、開(kāi)停車(chē)次數(shù)的減少 每一次開(kāi)車(chē),進(jìn)料堿液都會(huì)沖掉設(shè)備表面起保護(hù)作用的氧化膜,繼續(xù)腐蝕下層材料,使材質(zhì)變薄。因此,盡量減少開(kāi)停車(chē)次數(shù)有助于設(shè)備防腐。綜**用上述措施后,設(shè)備腐蝕大大減輕,取得了較為理想的防腐效果。 不銹鋼設(shè)備在強(qiáng)堿溶液中 腐蝕與防護(hù)詳細(xì)參考:http://www.yzxpc.com/ |