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離心機(jī)在應(yīng)用中存在的腐蝕問題分析

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2011-08-31 14:55:02

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[中國壓縮機(jī)網(wǎng)]分離技術(shù)是一項應(yīng)用極其廣泛的技術(shù),適用于醫(yī)藥、化工、冶金、紡織、環(huán)保、食品、軍人等各行業(yè),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(dá)到不同分離目的的一種設(shè)備,由于其結(jié)構(gòu)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(jī)的市場應(yīng)用極其廣泛。

近年來,我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,新技術(shù)新工藝呈出不窮,離心機(jī)的應(yīng)用范圍也更加廣泛;不過,在這一過程中,大多數(shù)廠家更多關(guān)心的是離心機(jī)的分離性能、強(qiáng)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(fù)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(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備,其安全要求與壓力容器同樣重要,大多數(shù)離心機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計、選型和應(yīng)用中,更多慮了均勻腐蝕對強(qiáng)度零件的影響,疏忽了結(jié)構(gòu)設(shè)計,加工工藝等對腐蝕環(huán)境的適應(yīng)性,導(dǎo)致了一些嚴(yán)重的后果。不僅零件出現(xiàn)腐蝕傾向,污染被分離物料;更嚴(yán)重的甚至造成機(jī)毀人亡。

一、離心機(jī)環(huán)境

離心機(jī)按功能、結(jié)構(gòu)分為不同類型的設(shè)備,但都有共同特點:

1、轉(zhuǎn)鼓為高速旋轉(zhuǎn)件;

2、以轉(zhuǎn)鼓為主體構(gòu)成分離空間;

3、轉(zhuǎn)鼓呈異形結(jié)構(gòu);

4、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)還有其他一些聯(lián)接件或配套件。

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

二、可能的腐蝕現(xiàn)象

金屬腐蝕形態(tài)主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類,前者因為表觀現(xiàn)象容易發(fā)現(xiàn),而且在大多數(shù)手冊資料數(shù)據(jù)中都表述比較清楚,在此不作詳述,僅對后者進(jìn)行一些探討。

局部腐蝕只發(fā)生在局部,是一個極其嚴(yán)重、危害較大的一種破壞,如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕,磨損腐蝕等等,在離心機(jī)中,局部腐蝕普遍存在,應(yīng)著重從其形成機(jī)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(xiàn)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。孔蝕形成后,由于離心力的作用,將加速孔內(nèi)電偶的動態(tài)過程,從而保證孔腐蝕的持續(xù)性,直至穿孔,這一點與靜態(tài)下的孔蝕現(xiàn)象不同。

2、晶間腐蝕會造成零件失去強(qiáng)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(nèi)發(fā)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(yīng)力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中,由于受一定的拉應(yīng)力作用而引起的損害。它具備以下特征:殘余拉應(yīng)力、外加拉應(yīng)力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。

上述四種腐蝕是對離心機(jī)影響極其嚴(yán)重的,可能導(dǎo)致嚴(yán)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(jī)型。機(jī)型及主參數(shù)確定后,根據(jù)不同材料在不同環(huán)境中的耐腐蝕性能,綜合其理化特J生,性價比等諸多因素,從基本面上確定強(qiáng)度零件材料。從材料本身來看,它針對的目標(biāo)物料是安全的,因此,選材應(yīng)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(yīng)用環(huán)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(yīng)性環(huán)境下才不銹。

c、在同一環(huán)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(huán)境。

d、綜合性價比,特別要重視加工工藝性的影響。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計

一個優(yōu)秀的設(shè)計能延長設(shè)備使用壽命,確保設(shè)備的安全性,對于結(jié)構(gòu)設(shè)計,最容易加速腐蝕的設(shè)計缺陷是應(yīng)力集中傾向和縫隙環(huán)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(nèi)部溶液的化學(xué)和電化學(xué)狀態(tài)發(fā)生了變化(PH和電位下降),將引起嚴(yán)重的縫隙腐蝕,因此設(shè)計上應(yīng)注意:

a、盡量避免縫隙的產(chǎn)生;

b、同一環(huán)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(yīng)力;

d、避免形成死角,確保流體暢通流動。

3、表面防護(hù)措施

控制腐蝕的一個基本思路就是隔絕腐蝕環(huán)境。在離心機(jī)設(shè)計中,經(jīng)常采用表面處理的辦法,如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學(xué)鍍層等辦法,這些方法在許多環(huán)境中是有效的,但對于旋轉(zhuǎn)零件,必須注意一個重要的現(xiàn)象:基體材料與鍍層是兩種材料,其線膨脹系數(shù)是不同的,將在旋轉(zhuǎn)件彈性變形時產(chǎn)生不一樣的變形量,從而造成大量的微裂紋的產(chǎn)生;若前述現(xiàn)象的存在,將加速腐蝕形成。因此,對于旋轉(zhuǎn)零件的表面防護(hù)方法,應(yīng)謹(jǐn)慎采用。

4、緩蝕劑

離心機(jī)本身涉及多學(xué)科,要使用好離心機(jī),除上述一些措施外,還應(yīng)該注意研究其應(yīng)用環(huán)境。緩蝕劑的應(yīng)用,在實際應(yīng)用中,也大量采用。對某些惡劣環(huán)境,采用適當(dāng)?shù)木徫g劑就能使零件達(dá)到適用的程度,只要工藝許可,緩蝕劑的采用,應(yīng)該是離心機(jī)應(yīng)用的一條有效之路。

5、正確的工藝方法設(shè)計正確,選材合理,只是解決離心機(jī)腐蝕的前提條件;加工工藝是正確應(yīng)用也在一定程度上影響離心機(jī)的防腐能力。加工方法通常會在零件或設(shè)備上留下許多缺陷,如錯位、局部應(yīng)力等,錯位可能造成縫隙,裝夾定位方法不合理可能導(dǎo)致零件偏心,不合理走刀可能產(chǎn)生表面粗糙,還有裝配不適當(dāng)、焊接、熱處理不合理、緊固螺栓用力不均等會造成局部應(yīng)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(jī)的腐蝕問題是一個綜合的復(fù)雜問題,由于離心機(jī)的工作環(huán)境與一般資料手冊在靜態(tài)中獲取的數(shù)據(jù)有較大差異。因此,在參照有關(guān)資料時,除上述分析外,還應(yīng)考慮溶液中的溶氧、溫度、高速流體以及分離區(qū)的流態(tài)變化等諸多因素的影響,采用適當(dāng)措施,確保離心機(jī)安全可靠運行。

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