劉星佳 廉寧霞(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆烏魯木齊830000)
無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響研究
劉星佳 廉寧霞(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆烏魯木齊830000)
無機化工生產(chǎn)流程較為復(fù)雜,涉及媒介眾多,且在環(huán)境、壓力與溫度等因素的影響下,容易腐蝕化工生產(chǎn)設(shè)備,造成不必要的安全隱患,對無機化工生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展起到抑制作用。因此選擇具有防腐化工生產(chǎn)材料對提高化工生產(chǎn)設(shè)備的安全性有重要影響。
無機化工生產(chǎn);腐蝕性;材料;選擇
無機化工生產(chǎn)設(shè)備在運行過程中容易被各種介質(zhì)所腐蝕,給安全與正常生產(chǎn)造成了嚴重的影響,如果不注意檢修與維護,有可能會造成重大安全事故,給無機化工生產(chǎn)企業(yè)帶來重大財產(chǎn)損失。
首先是均勻腐蝕,它屬于電化學(xué)腐蝕的一種形態(tài),在生產(chǎn)設(shè)備腐蝕類型中較為常見,均勻腐蝕指的是對完全裸露的介質(zhì)表面產(chǎn)生均勻腐蝕,致使金屬重量減輕,金屬均勻變薄,結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。其次是石墨化腐蝕,它一般發(fā)生在鑄鐵的過程中,在鐵素體中石墨呈現(xiàn)網(wǎng)狀形態(tài),通過接觸酸性溶液、鹽水、稀釋酸性水與礦物質(zhì)水等介質(zhì),使得鐵素體產(chǎn)生石墨化腐蝕,設(shè)備重量增加,表面鐵銹脫落,發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞[1]。最后一類是磨損腐蝕,它的產(chǎn)生原因是由于腐蝕流體與金屬表面產(chǎn)生了相對運動,即是由于磨損、磨蝕、機械作用以及化學(xué)作用交替或者共同進行的結(jié)果。磨損腐蝕會導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生微小的孔洞與裂縫,腐蝕性較為嚴重。
鈦材料是一種輕金屬,容易與氫、氧、氮、碳等化學(xué)元素產(chǎn)生反應(yīng)并形成一種具有穩(wěn)定性的化合物,它具有高強度與質(zhì)量輕等優(yōu)勢特點,在無機化工生產(chǎn)中獲得廣泛的歡迎。鈦材料的化學(xué)性質(zhì)活潑性、穩(wěn)定性與自鈍能力都很高,可以在發(fā)生機械損傷后自行修復(fù),特別是在CI-溶液中起到良好的抗點蝕能力。與碳鋼材質(zhì)的設(shè)備比較,鈦材質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備使用壽命為10年之久,在無機化工生產(chǎn)中有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。與此同時,像鑄鐵閥與膠膜閥使用壽命非常短,僅有3個月,其中鑄鐵閥的材質(zhì)還不耐腐蝕,且重量較大,經(jīng)常引發(fā)閥門泄露等重大安全事務(wù)。而鈦材質(zhì)的閥門使用壽命則可以達到20年,凸顯了其較高的防腐蝕性與穩(wěn)定性。近幾年,鈦材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用與無機化工新裝置制造與生產(chǎn)中,比如用于制造熱換器管/熱換器板、塔內(nèi)冷卻管、儀表以及泵業(yè)等重要部件[2]。目前鈦材料在無機化工生產(chǎn)的應(yīng)用中已經(jīng)趨向成熟,且由鈦材料所制成的傳動設(shè)備或是靜止設(shè)備,都具有較強的抗腐蝕性與耐沖刷性,給企業(yè)生產(chǎn)提供了安全保障,促進企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。
2.2.1 奧氏體不銹鋼
主要的不銹鋼材料包括奧氏體不銹鋼與鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼。00MO5型號的奧氏體不銹鋼具有良好的抗縫隙腐蝕以及抗孔蝕的能力,主要用于制作塔設(shè)備冷卻管以及需要長期接觸海水介質(zhì)的冷卻管[3]。904L型號的不銹鋼材料富含MO與鉻鎳元素,抗全面腐蝕能力強,并且還能起到強有效的抗冷熱加工以及點蝕能力。
2.2.2 雙相不銹鋼
像3RE60與CD4MCU型號的不銹鋼是雙相不銹鋼的主要分型,經(jīng)常用于吸收、蒸發(fā)等生產(chǎn)設(shè)備上,抗晶間腐蝕性強,在低應(yīng)力下,能夠表現(xiàn)作出其耐氯化物應(yīng)力腐蝕性的優(yōu)勢作用。
2.3.1 工程耐蝕塑料
工程耐蝕塑料又分為熱固性與熱塑性兩種。熱固性的樹脂材料包括酚醛、環(huán)氧、呋喃與聚酯四類,這些材料不具有高強度與剛度,因此在制造無機化工生產(chǎn)設(shè)備時,需要利用纖維來提高熱固性樹脂材料的強度與剛度。熱塑性塑料包括聚氯乙烯、氯化聚醚、聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯等,這些塑料耐腐蝕性較好。耐蝕塑料主要運用于熱換器、通用設(shè)備、管道、閥門、槽罐等無機化工生產(chǎn)設(shè)備的制造中。
2.3.2 玻璃鋼
所謂的玻璃鋼材料屬于強纖維高分子材料,通過樹脂合稱為粘合劑,并將玻璃纖維作為強化材料的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)材料,其耐熱性能、耐蝕性能較好,且輕質(zhì)、高強,常被用于制造管道、儲罐、耐蝕風(fēng)機以及槽車等設(shè)備。此外玻璃鋼還可以用來制作電纜橋架、設(shè)備平臺、梯子等。雖然其具有投入成本高的缺點,但是卻能有效避免因為鋼結(jié)構(gòu)而造成的周期性防腐蝕性費用。再例如玻璃鋼材料應(yīng)用在無機化工儲罐制造中,不僅可以大幅度減輕儲罐重量,便于工人進行搬運,而且還能夠顯著提升儲罐的耐腐蝕性,延長使用壽命,提高成品儲罐儲藏的安全性[4]。
因為生產(chǎn)的特殊性,無機化工企業(yè)必須要采取一定的防腐措施來提高無機化工生產(chǎn)的安全性。其中選擇良好的防腐材料是促進無機化工企業(yè)實現(xiàn)最大化經(jīng)濟效益的重要手段之一。
[1]艾麗麗.無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2016,(32):120-121.
[2]徐文眾.無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2016,(03):274.
[3]肖建忠.簡析無機化工生產(chǎn)中的腐蝕性與材料的選擇[J].化工管理,2016,(26):343.
[4]宋呼格吉樂圖,宏偉.無機化工生產(chǎn)中的腐蝕性與材料的選擇[J].內(nèi)蒙古石油化工,2013,39(20):44-46.