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热盐水槽防腐蚀处理及探究

2020-01-04 来源:小奈知识网
维普资讯 http://www.cqvip.com 工业科技 2008年(第37卷)第5期 热盐水槽防腐蚀处理及探究 孙 国’,齐加升 ,李 朋’ (1.中石油兰州石化公司合成橡胶厂,甘肃兰州 730060; 2.中石油兰州石化公司烯烃事业部,甘肃兰州 730060) 摘要:本文阐述了合成橡胶工业中常用的换热设备热盐水 蚀孔开始形成。随着腐蚀的继续进行,已形成的蚀孔内积累了过 引起外部C1-的迁入,以保持电平衡,使孔内氯化物 槽因腐蚀而导致盘管穿孔导致报废,通过探讨孔蚀产生的条件 量的正电荷,和发展机理.说明孔蚀在奥氏体不锈钢材质上是不可避免的。通 (FeC1:等)浓度增高。其后,氯化物的水解产生的HC1使孔内的 过设备的选材、结构改造、槽体防腐处理的详细叙述,说明利用 溶液酸化,又进一步加速孔内阳极溶解,此时孔蚀进入发展阶 5ram厚的盘管就腐 新型金属钛和新型防腐材料可以大幅度降低设备总费用,达到 段,并沿重力的方向优先成长,半年左右3.节能降耗的目的。 蚀穿孔。因此,热盐水槽急需要解决的问题是氯化钙对盘管腐蚀 关键词:换热设备热盐水槽 防腐材料 泄漏的问题。我们先解决盘管的材质问题,再考虑盐水槽的结 构、内壁防腐问题,最后考虑盘管与热盐水槽连接问题。达到较 热盐水槽是合成橡胶工业中重要的一种换热设备。在中国 完美的设计、加工质量,实现很好设备长周期运行。 石油兰州石化公司合成橡胶厂丁腈车间4500t/y装置为7台聚 2解决方案 合釜提供热源,在使用过程中,设备的加热盘管由于受热氯化钙 溶液中的严重腐蚀,新盘管在使用半年左右就因严重腐蚀而发 2.1盘管材料的选择 生泄漏,造成设备制造费用和检修费用居高不下,同时使工艺生 由盘管的腐蚀机理分析可知,预防盘管的孔蚀是解决问题 产不能保持稳定。由于盘管泄漏蒸汽进入盐水系统,用盐水稀 的关键。在无法改变工艺操作条件的前提下,奥氏体不锈钢发生 释,不仅热载体能力降低,聚合升温速度减漫,造成工艺波动,影 孔蚀是不可避免的。为解决盘管腐蚀泄漏的问题,彻底解决孔蚀 响聚合产量,而且能耗也损失严重。 问题,在计算设备的更新费用和运行费用后,根据各种耐腐蚀材 中国石油兰州石化公司合成橡胶厂丁腈车间4500t/y装置 料的特性,我们选用金属纯钛来/j ̄-r制造盘管及附件。 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛 59#热盐水槽基本数据:槽体直径1400,高2260,壁厚7,槽内介 质:20~25%氯化钙溶液,操作温度:一12-90 ̄C。盘管直径1000, 合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于  管直径cp57x3.5,共l5圈,高度共1350,盘管内介质:低压蒸汽, 各个领域。钛对大多数盐溶液来说具有优异的耐蚀性能(表1),般情况下钛不产生孔蚀。钛在干燥的氧化性介质中不耐蚀,但 压力0.8Mpa,温度20ooC。(如图1所示) 一1 腐蚀原因 原设备槽体采用复合不锈钢板0Crl8Ni9Ti+A3制造,盘管 采用DN50的奥氏体不锈钢0Crl9Ni9Ti。虽然奥氏体不锈钢在 耐温及加工方面满足了工艺要求,但是由于奥氏体不锈钢的特 殊性,氯化钙溶液中的cl一使奥氏体不锈钢极易发生腐蚀,盘管 出现了大面积的腐蚀,其中以孔蚀为重,蚀孔数量多,约2 ̄4个/ 在含水的情况下则十分耐蚀。国产工业纯钛有Til、Ti2、Ti3三 种,其区别在于含氢氧氮杂质的含量不同,这些杂质使工业纯钛 强化。工业纯钛尽管强度不高,但塑性及韧性优良,尤其是具有 良好的低温冲击韧性,同时具有良好的抗腐蚀性能。所以,这种 材料多用于化学工业、石油工业等,实际上多用于350%以下的 工作条件。综合分析钛盘管的工业用途和制造成本,我们选用金 属纯钛Ti2来加工制造盘管及附件。 表1金属纯钛的性能 原子序数 22 化学符号 Ti 熔点(℃) 1660 沸点(℃) 3287 密度(g.cm ) 4.5l(Fe7.9) 原子量 47.9 5%氯化钙,100℃时腐蚀速度(mm.a—1) 0.0005 0.0076 O.0l5 10%氯化钙。100℃时腐蚀速度(衄.a-1) 20%氯化钙,100"C时腐蚀速度(m.a-2) 55%氯化钙,100℃时腐蚀速度(衄.a-3) 0.0005 cm 。在半年左右的时间盘管就腐蚀穿孔。 盘管上的缺陷地区和介质局部不均匀的部位都可以成为孔 蚀源,这些部位可以从几个原子半径到一个微米那么小,最初它 2-2热盐水槽的结构方案 考虑到现场条件,59#热盐水槽的外形尺寸及接管尺寸不 做改变,仍沿用原数据,但由于工艺操作方式和钛材的特殊性,  在某一时间内呈活性态,电位变负,与相邻表面之间形成局部微 对盘管的尺寸和连接方式做部分修改。电池,并且具有大阴极小阳极的面积比,在CaC1:溶液的作用 2.2.1盘管的尺寸 热盐水槽原设计用盘管直径1000 mm,管直径 ̄57x3.5,共 下,蚀点部位阳极金属迅速溶解,其周围表面阴极上发生氧化还 440 nln1。 (下转24页) 原反应,Cl一迁移到金属阳极上,形成FeC1:,促进盘管溶解,此时 15圈,高度共1维普资讯 http://www.cqvip.com

信.电技术 2008年(第37卷)第5期 强调页面各组成部分的共性因素或者使诸部分共同含有某种形 平台的多媒体文件格式的推广,必将促使设计者综合运用多种 式特征,是求得整体的常用方法。这主要从版式、色彩、风格等方 媒体元素来设计网页,以满足和丰富浏览者对网络信息传输质 面人手。例如:在版式上,将页面中各视觉要素作通盘考虑,以周 量提出的更高要求。目前国内网页已经出现了模拟三维的操作 密的组织和精确的定位来获得页面的秩序感;一个站点通常只 界面,在数据压缩技术的改进和流(Stream)技术的推动下,Inter— 使用两到三种标准色,并注意色彩搭配的和谐;对于分屏的长页 net网上出现实时的音频和视频服务,典型的有在线音乐、在线 面,不可设计完第一屏再考虑下一屏。同样,整个网页内部的页 广播、网上电影、网上直播等。因此,多种媒体的综合运用是网页 面,都应统一规划,统一风格,让浏览者体会到设计者完整的设 艺术设计的特点之一,是未来的发展方向。 计思想。 3.4技术与艺术结合的紧密性 3 网页艺术设计的特点 设计是主观和客观共同作用的结果,是在自由和不自由之 间进行的,设计者不能超越自身已有经验和所处环境提供的客 3.1交互性与持续性 观条件限制,优秀设计者正是在掌握客观规律基础上得到了完 网页不同于传统媒体之处,就在于信息的动态更新和即时 全的自由,一种想象和创造的自由。网络技术主要表现为客观因 交互性。传统媒体(如广播、电视节目、报刊杂志等)都以线性方 素,艺术创意主要表现为主观因素,网页设计者应该积极主动地 式提供信息,即按照信息提供者的感觉、体验和事先确定的格式 掌握现有的各种网络技术规律,注重技术和艺术紧密结合,这样 来传播。而在Web环境下。人们不再是一个传统媒体方式的被 才能穷尽技术之长,实现艺术想象,满足浏览者对网页信息的高 动接受者,而是以一个主动参与者的身份加入到信息的加工处 质量需求。 理和发布之中。这种持续的交互,使网页艺术设计不像印刷品设 例如,网页设计者充分、巧妙地应用流(Stream)技术,让浏 计那样,发表之后就意味着设计的结束。 览者在下载过程中就可以欣赏这段音乐或电影,实现了实时的 网页设计人员必须根据网站各个阶段的经营目标,配合网 网上视频直播服务和在线欣赏音乐服务,无疑增强了页面传播 站不同时期的经营策略,以及用户的反馈信息,经常地对网页进 信息的表现力和感染力。 行调整和修改。 网络技术与艺术创意的紧密结合,使网页的艺术设计由平 3.2多维性 面设计扩展到立体设计,由纯粹的视觉艺术扩展到空间听觉艺 多维性源于超级链接,主要体现在网页设计中对导航的设 术,网页效果不再近似于书籍或报刊杂志等印刷媒体,而更接近 计上。由于超级链接的出现,网页的组织结构更加丰富,浏览者 于电影或电视的观赏效果。技术发展促进了技术与艺术的紧密 可以在各种主题之间自由跳转,从而打破了以前人们接收信息 结合,把浏览者带入一个真正现实中的虚拟世界。 的线性方式,可将页面的组织结构分为序列结构、层次结构、网 结束语:由于因特网具有传播信息容量极大、形态多样、迅速方 状结构、复合结构等。但页面之间的关系过于复杂,不仅使浏览 便、全球覆盖、自由和交互的特点,已经发展成为新的传播媒体, 者检索和查找信息增加了难度,也给设计者带来了更大的困难。 全球许多企业、机构纷纷建立自己的网站。因此网页艺术设计是 为了让浏览者在网页上迅速找到所需的信息,设计者必须考虑 一个十分重要的研究课题。 快捷而完善的导航设计。 参考文献: 3.3多种媒体的综合性 【1】肖嘉等.网页设计与网站开发基础教程.西安电子科技大学出版社. 目前网页中使用的多媒体视听元素主要有文字、图像、声 【2】张长富等.动态网页编程实例手册.海洋出版社. 音、视频等,随着网络带宽的增加、芯片处理速度的提高以及跨 【3】阮文江.JavaScript程序设计基础教程.人民邮电出版社. (上接40页) 原盘管使用寿命为O.5年,单价3.5万;内壁防腐每年重新 在现场长期观察发现,59#热盐水槽内的氯化钙溶液部分 做一次,单次费用0.5万;检修费用每年2万;每年因泄漏造成 被消耗后,不能得到补充,导致最上面的1 ̄1.5圈盘管露出液 的蒸汽损失、冷剂损失为2万(根据一年来能耗的对比);每年产 面,被蒸汽直接加热而不能与温度较低的氯化钙溶液进行热交 量损失为10万。9年期总费用及损失为3.5x9 ̄2+0.5x9+2 ̄9+2x 换,形成“干烧”的状态。为保证钛的耐蚀性,同时节约材料费 9+10x9=175.5万。 用,在满足工艺要求的前提下,在设计制作新钛盘管时,减少了 通过以上分析可以结论:应用新材质在1.5年就可以收回 2圈盘管,降低了盘管总高,而操作液面不变,以保证设备在正 投资,9年中可以节约152万,年平均节约17万。 常操作的全过程中盘管能全部浸入氯化钙溶液中,保证热交换 顺利进行。故现使用的盘管实际尺寸为直径1000 mm,管直径 4 结束语 q ̄57x3.5,共l3圈,高度共1170 lllm。 经18个月的运行,检查59#热盐水槽,发现盘管表面光滑 2.2.2连接方式 无腐蚀,焊缝完好无腐蚀,内壁防腐层完好,达到改造的防腐蚀 原热盐水槽中,盘管的管口穿过槽体,焊一道法兰与蒸汽管 目的。 线连接。由于钛盘管与热盐水槽的材料不同,纯钛TA2与碳素 通过以上设备改造,使我们认识到应用新型金属钛和新型 钢16MnR互不相容,可焊接性很差,同时也为了检修方便,设计 防腐材料,从长远利益看,不仅大幅度降低设备检修费用,同时 了法兰连接槽内的碳钢部件均经过防腐蚀处理。 达到稳定生产节能降耗的目的。 由于铁污染对钛的耐蚀性影响极大,会造成钛的严重腐蚀, 参考文献: 为防止铁污染的发生,固定钛盘管所用M12的U型螺栓和角铁 【1】钛及钛合金管.GB/T3624—1995 均使用纯钛材料制造。 【2】无缝管材(钛).GB3624—83 【3】《化工厂机械手册》编辑委员会.化工厂机械手册.化学工业出版社, 3效益分析 1991. 钛盘管预计使用9年,设备单次更新价格22万。内壁防腐 【4】中国石油化工设备管理协会,设备防腐专业组.设备腐蚀与防护手 3年重新做一次,单次费用1万。9年期总费用为23.5万。 册,中石化出版社。1996. 

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