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            離心機應用中的腐蝕問題分析

            來源:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 作者:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 發布時間:2012-05-07 查看次數:1099

            分離技術是一項應用極其廣泛的技術,適用于醫藥、化工、冶金、紡織、環保、食品、軍人等各行業,它是借離心力為推動力,將液棗固、液棗液或液棗液棗固等懸浮液或乳濁液按物性特點,分離要求的不同達到不同分離目的的一種設備,由于其結構簡單、效率較高,純物理分離過程,能充分保證分離物料的特性。因此,離心機的市場應用極其廣泛,特別是像Thermo品牌的進口產品更是如此。

            近年來,我國國民經濟持續發展,新技術新工藝呈出不窮,離心機的應用范圍也更加廣泛;不過,在這一過程中,大多數廠家更多關心的是離心機的分離性能、強度要求,對腐蝕因素的影響往往重視不夠,從而帶來了一些負面的影響,本文就此問題作一些分析說明,供大家探討。

            眾所周知,腐蝕的危害是極其巨大的,在世界上有許多事例可以說明,離心機是一種高速旋轉的設備,其安全要求與壓力容器同樣重要,大多數離心機生產企業在設計、選型和應用中,更多慮了均勻腐蝕對強度零件的影響,疏忽了結構設計,加工工藝等對腐蝕環境的適應性,導致了一些嚴重的后果。不僅零件出現腐蝕傾向,污染被分離物料;更嚴重的甚至造成機毀人亡。

            一、離心機環境

            離心機按功能、結構分為不同類型的設備,但都有共同特點:

            1、轉鼓為高速旋轉件;

            2、以轉鼓為主體構成分離空間;

            3、轉鼓呈異形結構;

            4、轉鼓內還有其他一些聯接件或配套件。

            轉鼓的這幾個特點,說明了離心機的核心零件是一個應力件,它的異形幾何形狀,導致了零件的應力分布多區,多零件的配合,又使形成電偶對的機會成為可能,這都是值得注意的一些情況。

            二、可能的腐蝕現象

            金屬腐蝕形態主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類,前者因為表觀現象容易發現,而且在大多數手冊資料數據中都表述比較清楚,在此不作詳述,僅對后者進行一些探討。

            局部腐蝕只發生在局部,是一個極其嚴重、危害較大的一種破壞,如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕,磨損腐蝕等等,在離心機中,局部腐蝕普遍存在,應著重從其形成機理方面加以分析,采取措施,加以克服。

            1、孔蝕是一種高度腐蝕的現象,主要存在于易鈍化的金屬中,如不銹鋼等,由于表面局部存在的可能缺陷,溶液中又存在能破壞鈍化膜的活性離子(如鹵族離子),鈍化膜被局部破壞,從而形成電偶對,造成孔蝕?孜g形成后,由于離心力的作用,將加速孔內電偶的動態過程,從而保證孔腐蝕的持續性,直至穿孔,這一點與靜態下的孔蝕現象不同。

            2、晶間腐蝕會造成零件失去強度和延伸性,引起零件脆斷,它是一種從表面沿晶粒邊界向內發展,外表面沒有腐蝕跡象的危害性損害。

            3、磨損腐蝕即零件表面同時遭受磨損和腐蝕破壞。

            4、應力腐蝕是在腐蝕性環境中,由于受一定的拉應力作用而引起的損害。它具備以下特征:殘余拉應力、外加拉應力、腐蝕性滲透環境、局部缺陷。

            上述四種腐蝕是對離心機影響極其嚴重的,可能導致嚴重后果。

            三、措施

            1、不同的物料及分離要求,需要選用不同的機型。機型及主參數確定后,根據不同材料在不同環境中的耐腐蝕性能,綜合其理化特性,性價比等諸多因素,從基本面上確定強度零件材料。從材料本身來看,它針對的目標物料是安全的,因此,選材應遵循下列原則:

            a、沒有絕對的萬能防腐材料,必須充分了解應用環境,針對性選材,如不銹鋼不適合濃硫酸碳鋼卻適合。

            b、不銹鋼不是不銹,只是在空氣和其它適應性環境下才不銹。

            c、在同一環境中,盡可能選同一種材料或平衡電位相近的材料,避免造成電偶對環境。

            d、綜合性價比,特別要重視加工工藝性的影響。

            2、結構設計

            一個優秀的設計能延長設備使用壽命,確保設備的安全性,對于結構設計,最容易加速腐蝕的設計缺陷是應力集中傾向和縫隙環境,有時盡管金屬浸泡溶液中,腐蝕率較小;但形成縫隙,由于內部溶液的化學和電化學狀態發生了變化(PH和電位下降),將引起嚴重的縫隙腐蝕,因此設計上應注意:

            a、盡量避免縫隙的產生;

            b、同一環境中,盡量采用同一種材料;

            c、保證零件的組織均勻性或增加壓應力;

            d、避免形成死角,確保流體暢通流動。

            3、表面防護措施

            控制腐蝕的一個基本思路就是隔絕腐蝕環境。在離心機設計中,經常采用表面處理的辦法,如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學鍍層等辦法,這些方法在許多環境中是有效的,但對于旋轉零件,必須注意一個重要的現象:基體材料與鍍層是兩種材料,其線膨脹系數是不同的,將在旋轉件彈性變形時產生不一樣的變形量,從而造成大量的微裂紋的產生;若前述現象的存在,將加速腐蝕形成。因此,對于旋轉零件的表面防護方法,應謹慎采用。

            4、緩蝕劑

            離心機本身涉及多學科,要使用好離心機,除上述一些措施外,還應該注意研究其應用環境。緩蝕劑的應用,在實際應用中,也大量采用。對某些惡劣環境,采用適當的緩蝕劑就能使零件達到適用的程度,只要工藝許可,緩蝕劑的采用,應該是離心機應用的一條有效之路。

            5、正確的工藝方法設計正確,選材合理,只是解決離心機腐蝕的前提條件;加工工藝是正確應用也在一定程度上影響離心機的防腐能力。加工方法通常會在零件或設備上留下許多缺陷,如錯位、局部應力等,錯位可能造成縫隙,裝夾定位方法不合理可能導致零件偏心,不合理走刀可能產生表面粗糙,還有裝配不適當、焊接、熱處理不合理、緊固螺栓用力不均等會造成局部應力集中。因此,尋找正確的加工方法也是防止腐蝕的一條有效途徑。

            離心機的腐蝕問題是一個綜合的復雜問題,由于離心機的工作環境與一般資料手冊在靜態中獲取的數據有較大差異。因此,在參照有關資料時,除上述分析外,還應考慮溶液中的溶氧、溫度、高速流體以及分離區的流態變化等諸多因素的影響,采用適當措施,確保離心機安全可靠運行。

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