论文部分内容阅读
摘要 ： 本文探讨了真空制盐设备容易造成腐蚀的原因及通过改进设备制造工艺可以减少和改善盐化设备的腐蚀问题的可行性，取得了较好的社会效益。
关键詞：不锈钢复合板、腐蚀裂纹、腐蚀缺陷的修补方法
中图分类号：C35文献标识码： A
众所周知卤水中的Cl-对于大多数黑色金属和有色金属具有极强的腐蚀作用。故如何防止和减少Cl-对设备的腐蚀以延长设备的使用寿命，历来是盐化工设备设计和制造的难题，至今除了使用昂贵的钛制设备外尚无良策。我在江苏省工业设备安装集团有限工作时，该公司是专业从事盐化设备制造安装的企业，本人从2001年开始十多年的工作中参与盐化设备制造安装项目十几套，尤其是我担任技术负责人的中盐金坛盐化有限公司蒸发罐设备制造安装工程获得 “2011年-2012年度中国安装之星奖”。多年来从事盐化工装置的制造和安装工程，对于在设备的制作和安装中如何防止和减少腐蚀取得了一点经验和心得，在此和各位共享。
一、电位总平衡原理
根据电化学腐蚀的原理，真空制盐设备实际上是个装有大量电解液（Na+Cl-H+OH- ）的大电池，加上温度的作用（60~120℃）、盐卤的循环摩擦等作用都是给这个大电池提供产生电流的条件，也即制盐设备始终处于必然被腐蚀的环境中，被腐蚀是必然，不被腐蚀是偶然。据我所知，我国盐化工事业的发展走的是一条，从简单到复杂，从碳钢设备到超低碳不锈钢、铜、双相不锈钢、钛制设备，从自己设计自己制造到引进消化国外先进设计和设备的路。制盐设备从多级蒸发发展到更加节能的热泵原理。但设备腐蚀的问题始终纠缠着设计、制造和使用单位，也造成了一些矛盾和纠纷。从材料的使用上我认为盐化设备可分为三个阶段：全碳钢盐化产品低质量阶段；不锈钢衬里盐化产品中质量阶段；全不锈钢、钛材盐化产品高质量阶段。
从设备的耐腐蚀角度看，不考虑盐产品的品质问题（白度）全碳钢设备一样具有一定的耐腐蚀性，纠其原因我认为整个设备的金属纯度基本相同，不易造成单个的小电池，针孔的腐蚀较少，易于大面积的腐蚀，故只要及时的定期进行大段大段的更换即可解决腐蚀问题。
但是，当设备发展到第三阶段时，仍然出现令人头疼的腐蚀问题，比如江西晶昊盐化有限公司上下循环管，从2007年以后一直没有摆脱腐蚀问题，几乎是年年需要程度不同的维修。
加热室上锥体简图如下：
江西晶昊盐化有限公司60万吨/年真空制盐装置经过几年的运转，状况基本良好，并顺利通过国家轻工部的验收，然而，美中不足的是该套设备内部存在一定的腐蚀现象，而且屡治屡犯，令人头痛。为此，公司派出总工程为代表的专家组，代表公司前往江西盐矿处理此事。江西盐矿方面非常重视此事，汇同设计院共同组成工作组处理此事。
江西盐矿位于江西省樟树市赣江畔，原有一套30万吨/年制盐设备正在生产，经国家批准将再上一套60吨/年制盐设备技改项目。该项目由中盐集团出资，由长沙设计院完成国内配套设计，我们承担的蒸发罐等主要核心设备的主要材质为Q345-R+2205不锈钢复合板、1Cr18Ni9Ti、Q345-R等材料。
由于该装置技术先进，所以对于设备和卤水的质量和精度要求非常苛刻。在试产阶段，由于卤水化学成分时常波动，设备运行常出现时开时停等因素，使得主体设备201和301蒸发室、201和301循环管、201和301加热室上下锥体、301蒸发室的部分筒体先后出现不同程度的腐蚀。
这种腐蚀主要表现在复层（2205双相不锈钢一侧）焊逢和远离焊逢的主材表面被一层褐色“胶泥”所覆盖，我们很不容易清除掉这层“胶泥”，用着色剂着色发现有许多微裂纹，在有些裂纹的尽头还有针孔向外冒着黄水，经着色检查，发现焊缝和母材侧有大量点状、枝状和线状微裂纹。在焊缝两侧0~10mm，部分属于热影响区部分属于焊接泄能量过大。母材侧多呈一片片的点状分布，吐黄水我们用一两处挖开来看，发现针孔穿过复合板的复层（2205 δ=2）在复层与基层（345RRδ=16~24）之间已经溶通，实际在被腐蚀局部复层与基层已经断裂（对这部分我们采取挖补方式）。这是典型的附着物下的针孔腐蚀现象。
面对腐蚀，业主和我们都很着急。经三方（业主、设计院和我们）代表的反复磋商，认为造成腐蚀的主要原因有三个：
一是，四川宜宾金属复合板厂在供应这批复合材料时，怀疑其有热处理不到的地方，故而出现复合板复层的局部腐蚀问题。
采取的措施是用δ=2mm的2205纯板进行贴补，要求所贴补的新板要盖住遭腐蚀部分向外不少于100mm。
二是， 我公司在个别焊逢处理时正好赶上下连阴雨，焊逢局部有缺陷,且在施工全过程中，老的真空制盐装置还在生产，产生出大量的悬浮盐的微粒。这些微粒落在焊缝处对于焊接质量和防腐蚀能力都是一种危害。同时，我公司在加工过程中多少存在应力集中和焊接后酸洗钝化不到位的问题。
处理办法，用δ=2mm的2205纯板裁成150mm的板条将焊逢全部盖起来。
三是，业主在试产阶段为了达到设备所需要的卤水纯度过分地添加了盐酸、絮泥剂，特别是絮泥剂就是附着在设备内壁上的那层深褐色物质，坚硬难除，是造成垢下腐蚀（针孔）的直接原因。
处理办法是将用稀盐酸刷罐改为用蚁酸刷罐，进入系统的卤水必须沉淀足够长的时间，使絮泥剂完全沉到卤水罐罐底，且卤水吸入管要上移，使之远离卤水罐底吸不到沉淀物。最后，在设备系统内使用牺牲阳极的阴极保护措施将腐蚀程度降到最小。
四是，采用旋压的冷加工方法来加工锥体与直筒的连接从根本上减少应力集中。
经过数年的使用，该套设备到目前使用状态良好，没有太多的腐蚀，取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会. GB150压力容器， 2011.
[2] 何业东. 材料腐蚀与防护概论. 机械工业出版社， 2005.
[3] 王巍 薛富津 潘小洁. 化学工业出版社. 石油化工设备防腐蚀技术，2011
关键詞：不锈钢复合板、腐蚀裂纹、腐蚀缺陷的修补方法
中图分类号：C35文献标识码： A
众所周知卤水中的Cl-对于大多数黑色金属和有色金属具有极强的腐蚀作用。故如何防止和减少Cl-对设备的腐蚀以延长设备的使用寿命，历来是盐化工设备设计和制造的难题，至今除了使用昂贵的钛制设备外尚无良策。我在江苏省工业设备安装集团有限工作时，该公司是专业从事盐化设备制造安装的企业，本人从2001年开始十多年的工作中参与盐化设备制造安装项目十几套，尤其是我担任技术负责人的中盐金坛盐化有限公司蒸发罐设备制造安装工程获得 “2011年-2012年度中国安装之星奖”。多年来从事盐化工装置的制造和安装工程，对于在设备的制作和安装中如何防止和减少腐蚀取得了一点经验和心得，在此和各位共享。
一、电位总平衡原理
根据电化学腐蚀的原理，真空制盐设备实际上是个装有大量电解液（Na+Cl-H+OH- ）的大电池，加上温度的作用（60~120℃）、盐卤的循环摩擦等作用都是给这个大电池提供产生电流的条件，也即制盐设备始终处于必然被腐蚀的环境中，被腐蚀是必然，不被腐蚀是偶然。据我所知，我国盐化工事业的发展走的是一条，从简单到复杂，从碳钢设备到超低碳不锈钢、铜、双相不锈钢、钛制设备，从自己设计自己制造到引进消化国外先进设计和设备的路。制盐设备从多级蒸发发展到更加节能的热泵原理。但设备腐蚀的问题始终纠缠着设计、制造和使用单位，也造成了一些矛盾和纠纷。从材料的使用上我认为盐化设备可分为三个阶段：全碳钢盐化产品低质量阶段；不锈钢衬里盐化产品中质量阶段；全不锈钢、钛材盐化产品高质量阶段。
从设备的耐腐蚀角度看，不考虑盐产品的品质问题（白度）全碳钢设备一样具有一定的耐腐蚀性，纠其原因我认为整个设备的金属纯度基本相同，不易造成单个的小电池，针孔的腐蚀较少，易于大面积的腐蚀，故只要及时的定期进行大段大段的更换即可解决腐蚀问题。
但是，当设备发展到第三阶段时，仍然出现令人头疼的腐蚀问题，比如江西晶昊盐化有限公司上下循环管，从2007年以后一直没有摆脱腐蚀问题，几乎是年年需要程度不同的维修。
加热室上锥体简图如下：
江西晶昊盐化有限公司60万吨/年真空制盐装置经过几年的运转，状况基本良好，并顺利通过国家轻工部的验收，然而，美中不足的是该套设备内部存在一定的腐蚀现象，而且屡治屡犯，令人头痛。为此，公司派出总工程为代表的专家组，代表公司前往江西盐矿处理此事。江西盐矿方面非常重视此事，汇同设计院共同组成工作组处理此事。
江西盐矿位于江西省樟树市赣江畔，原有一套30万吨/年制盐设备正在生产，经国家批准将再上一套60吨/年制盐设备技改项目。该项目由中盐集团出资，由长沙设计院完成国内配套设计，我们承担的蒸发罐等主要核心设备的主要材质为Q345-R+2205不锈钢复合板、1Cr18Ni9Ti、Q345-R等材料。
由于该装置技术先进，所以对于设备和卤水的质量和精度要求非常苛刻。在试产阶段，由于卤水化学成分时常波动，设备运行常出现时开时停等因素，使得主体设备201和301蒸发室、201和301循环管、201和301加热室上下锥体、301蒸发室的部分筒体先后出现不同程度的腐蚀。
这种腐蚀主要表现在复层（2205双相不锈钢一侧）焊逢和远离焊逢的主材表面被一层褐色“胶泥”所覆盖，我们很不容易清除掉这层“胶泥”，用着色剂着色发现有许多微裂纹，在有些裂纹的尽头还有针孔向外冒着黄水，经着色检查，发现焊缝和母材侧有大量点状、枝状和线状微裂纹。在焊缝两侧0~10mm，部分属于热影响区部分属于焊接泄能量过大。母材侧多呈一片片的点状分布，吐黄水我们用一两处挖开来看，发现针孔穿过复合板的复层（2205 δ=2）在复层与基层（345RRδ=16~24）之间已经溶通，实际在被腐蚀局部复层与基层已经断裂（对这部分我们采取挖补方式）。这是典型的附着物下的针孔腐蚀现象。
面对腐蚀，业主和我们都很着急。经三方（业主、设计院和我们）代表的反复磋商，认为造成腐蚀的主要原因有三个：
一是，四川宜宾金属复合板厂在供应这批复合材料时，怀疑其有热处理不到的地方，故而出现复合板复层的局部腐蚀问题。
采取的措施是用δ=2mm的2205纯板进行贴补，要求所贴补的新板要盖住遭腐蚀部分向外不少于100mm。
二是， 我公司在个别焊逢处理时正好赶上下连阴雨，焊逢局部有缺陷,且在施工全过程中，老的真空制盐装置还在生产，产生出大量的悬浮盐的微粒。这些微粒落在焊缝处对于焊接质量和防腐蚀能力都是一种危害。同时，我公司在加工过程中多少存在应力集中和焊接后酸洗钝化不到位的问题。
处理办法，用δ=2mm的2205纯板裁成150mm的板条将焊逢全部盖起来。
三是，业主在试产阶段为了达到设备所需要的卤水纯度过分地添加了盐酸、絮泥剂，特别是絮泥剂就是附着在设备内壁上的那层深褐色物质，坚硬难除，是造成垢下腐蚀（针孔）的直接原因。
处理办法是将用稀盐酸刷罐改为用蚁酸刷罐，进入系统的卤水必须沉淀足够长的时间，使絮泥剂完全沉到卤水罐罐底，且卤水吸入管要上移，使之远离卤水罐底吸不到沉淀物。最后，在设备系统内使用牺牲阳极的阴极保护措施将腐蚀程度降到最小。
四是，采用旋压的冷加工方法来加工锥体与直筒的连接从根本上减少应力集中。
经过数年的使用，该套设备到目前使用状态良好，没有太多的腐蚀，取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会. GB150压力容器， 2011.
[2] 何业东. 材料腐蚀与防护概论. 机械工业出版社， 2005.
[3] 王巍 薛富津 潘小洁. 化学工业出版社. 石油化工设备防腐蚀技术，2011