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化工儀表防腐蝕技術(shù)
來源:本站 作者:匿名 發(fā)布:2013-01-17 修改:2013-01-17
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腐蝕是化工生產(chǎn)中一種普遍現(xiàn)象,給化工儀表帶來了嚴(yán)重?fù)p害,間接影響了化工廠的經(jīng)濟(jì)效益,因此,本文主要研究化工儀表的防腐蝕技術(shù)措施。
化工儀表是化工自動(dòng)化儀表的簡稱,是指在化工生產(chǎn)工藝過程中對其工作環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測、顯示及控制的儀器儀表;x表的作用就是對生產(chǎn)中溫度、液位、 成分、壓力、流量等變量信息的檢測、轉(zhuǎn)換、顯示和控制。在化工生產(chǎn)過程中,管道和反應(yīng)釜中的介質(zhì)一般都具有腐蝕性,如酸、堿、水、氧等,而且這些介質(zhì)需要在特定的條件(高溫、高壓、高粘度、高流速等)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。因此,在苛刻的化工生產(chǎn)條件下,儀器儀表極易產(chǎn)生腐蝕。由于儀表的零部件多為金屬或非金屬材料,經(jīng)過機(jī)械、物理、化學(xué)或電化學(xué)作用而引起侵蝕和腐蝕現(xiàn)象。對于化工廠,腐蝕現(xiàn)象使得儀表的性能降低,壽命大大縮短,影響了正常生產(chǎn);x表腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的,主要體現(xiàn)在儀表及儀表元器件更新上的投入。以山西三維集團(tuán)為例,每年由于儀表的腐蝕需要更新大量的儀表元件以及儀表,其投入占集團(tuán)全年儀表總投入的60%。因此,分析化工儀表腐蝕的原因,提高化工儀表的防腐技術(shù)能力,對于化工企業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
1 化工儀表腐蝕的分類
1.1 電化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕是指金屬材料與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕。金屬的腐蝕大多是由于電化學(xué)腐蝕所致;x表的外殼大都是由金屬制成,因此,電化學(xué)腐蝕是化工儀表在腐蝕環(huán)境中最主要的失效原因。
1.2 化學(xué)腐蝕
化學(xué)腐蝕是指儀表材料與干燥高溫氣體或非電解質(zhì)溶液(苯、甲苯、乙醇等),發(fā)生化學(xué)作用引起的腐蝕。
1.3 由于物理、機(jī)械作用造成對儀表材料造成的腐蝕
例如,在合成氨的過程中,高壓閥芯受到氣蝕而產(chǎn)生的破壞。
1.4 儀表用非金屬材料(如塑料氣源管)受大氣作用或介質(zhì)作用引起的溶解、溶脹
2 化工儀表的防腐措施
2.1 防腐蝕材料的選用
正確選擇儀表用耐腐蝕材料是儀表防腐蝕最根本的措施。在選用耐腐蝕儀表材料時(shí)主要考慮材料的性能,材料的供應(yīng)情況,儀表工作環(huán)境的腐蝕性(如介質(zhì)的成份、濃度以及操作溫度),使用年限,成本和要求等因素。對于典型腐蝕環(huán)境的中儀表材料的選用,工程人員一般都按照表1所列的選擇原則。但是這種原則指具有一般指導(dǎo)意義,具體選材還要根據(jù)儀表所處的特殊環(huán)境來選。ū1)。
防腐蝕材料的設(shè)計(jì)是儀表防腐蝕問題研究的重點(diǎn),因?yàn)橹挥虚_發(fā)出耐腐蝕的材料,才能從根本上防止腐蝕,將腐蝕的危害降到最低。經(jīng)過科研工作者的努力,我國已經(jīng)研發(fā)出三十多種耐腐蝕的儀表合金。目前,對于制造閥芯、閥座的材料,國內(nèi)使用最廣泛的是司欽萊合金、鈷鎢合金鋼和硬化工具鋼,并進(jìn)行特殊的表面硬化處理。
2.2 隔離措施
在需要考慮儀表的成本時(shí),可以采用儀表與介質(zhì)隔離的方法防止儀器儀表的腐蝕。隔離的方法有:液體隔離、應(yīng)用保護(hù)層隔離、注氣保護(hù)隔離等等。采用液體隔離是防止腐蝕介質(zhì)和儀表直接接觸的有效方法。采用液體隔離的目的是將被測的腐蝕介質(zhì)與儀表的測量部分分開。隔離液體既不能與被測介質(zhì)互溶或起化學(xué)作用,也不能對儀表測量部件具有腐蝕性。液體隔離常用于壓力、流量、液位測量系統(tǒng)的管線上,采用管外隔離和管內(nèi)隔離兩種方式。應(yīng)用保護(hù)層隔離就是在化工儀表的元件或外殼表面制成保護(hù)層,對儀表設(shè)備的防腐蝕具有非常好的效果。按照保護(hù)層材料的不同,可分為金屬保護(hù)層,如電鍍;非金屬保護(hù)層,如油漆、涂料等。采用注氣保護(hù)法,用吹入的空氣(或氮?dú)、惰性氣體等)來隔離介質(zhì)對測量部件的腐蝕作用。注氣保護(hù)法一般用于低壓的液位、流量以及測量系統(tǒng)中。例如,中原化肥廠利用注氣保護(hù)法,將電磁流量計(jì)變速器的電子室打兩個(gè)小孔,一個(gè)進(jìn)氣,一個(gè)排氣,然后接上儀表空氣,使儀表內(nèi)保持微正壓,從而阻止有害氣體的侵入,達(dá)到了理想的防腐效果[4]。
2.3 選擇合理的檢測方法和先進(jìn)的加工工藝
選用先進(jìn)的加工工藝是提高儀表防腐蝕性能的重要手段。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中重要的一部分,在化工生產(chǎn)現(xiàn)場,調(diào)節(jié)閥直接控制工藝介質(zhì),尤其是高壓、高溫、大壓差、低溫、易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕、易滲透、高結(jié)晶以及劇毒等介質(zhì)情況下,往往會導(dǎo)致調(diào)節(jié)生產(chǎn)品質(zhì)下降,給自動(dòng)化生產(chǎn)帶來不變。例如,為了解決高壓差下調(diào)節(jié)閥壽命比較短的問題,設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的閥座和閥芯,以避免氣蝕的腐蝕作用。這些特殊結(jié)構(gòu)的閥體部件特點(diǎn)是部件的套筒壁上或閥芯上開有許多特殊形狀的孔。當(dāng)液體從各小孔噴射進(jìn)去后,在套筒中心相互碰撞,一方面由碰撞消耗能量,起到緩沖作用,另一方面,在套筒中心發(fā)生氣泡的破裂,避免了對套筒和閥芯的直接破壞[5]。
檢測點(diǎn)和檢測方法的選擇要根據(jù)具體情況具體分析,合理的檢測方法的正確選用意義重大。如氯對儀表材質(zhì)的腐蝕性很小,但濕氯具有極強(qiáng)的腐蝕性,因此,檢測點(diǎn)要避免設(shè)在管道中易積聚冷凝水的地方。
3 防腐蝕儀表的安裝
在化工儀表安裝和維修時(shí),施工人員應(yīng)該充分考慮儀表所處的腐蝕環(huán)境,如介質(zhì)的成分溫度、濃度、成分、酸堿度等,采取相應(yīng)的腐蝕措施。如一般儀表的外殼是鋁合金的,該材料腐蝕環(huán)境下極容易氧化變質(zhì),從而使儀表產(chǎn)生損害。
為了調(diào)高儀表外殼的抗腐蝕能力,耐腐蝕變速器選用玻璃鋼作為儀表外殼,儀器盒、布線槽等都改為玻璃鋼制作,經(jīng)驗(yàn)證防腐蝕效果良好。在化工儀表的接線連接方面,冷擠壓技術(shù)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的電烙鐵錫焊。采用電烙鐵錫焊,容易虛焊,焊點(diǎn)脫落,導(dǎo)致儀表失靈,而冷擠壓技術(shù)可以將兩種金屬連接處緊緊擠壓,連接牢固,可有效抵抗振動(dòng)、熱霧的腐蝕。因此,冷擠壓技術(shù)是一種很有效的接線方法。
4 結(jié)語
化學(xué)工業(yè)是腐蝕發(fā)生的重災(zāi)區(qū),腐蝕給化工儀表帶來沉重的災(zāi)難。合理的腐蝕技術(shù)防護(hù)應(yīng)該作為一個(gè)整體去考慮,從材料的選擇和設(shè)計(jì)入手,采取有效的隔離措施,選擇正確的安裝方法,選擇正確的檢測方法和加工工藝,從而盡可能減少腐蝕造成的損害。
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