不銹鋼平焊法蘭
不銹鋼平焊法蘭在硫酸工業(yè)中的腐蝕與應(yīng)對
不銹鋼平焊法蘭以其優(yōu)良的耐腐蝕性能廣泛應(yīng)用在化工行業(yè)中，尤其在硫酸工業(yè)中，其腐蝕速度遠(yuǎn)比其他材質(zhì)的法蘭也慢，因此減少了因腐蝕而造成的停產(chǎn)維修的次數(shù)，大大降低了管道泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，從而解決了大量的成本。
不銹鋼平焊法蘭的腐蝕特點(diǎn)
不銹鋼在硫酸銨母液中的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，母液存在的較高濃度的H+是有效的電子接受體，而SO42-、CI-等是典型的陽極去極化劑，當(dāng)不銹鋼起保護(hù)作用的表面鈍化膜遭到破壞后，很容易產(chǎn)生腐蝕缺口而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，隨著溫度的升高腐蝕程度加大。飽和器系統(tǒng)是連續(xù)加酸方式，特別是每天大加酸時(shí)，不但母液的含酸量比較高(12％左右)，而且溫度也比較高(65～75℃)。最高時(shí)達(dá)到80℃，最終導(dǎo)致管道和設(shè)備局部腐蝕穿孔泄漏。
腐蝕的部位
硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)主要的腐蝕部位是母液循環(huán)泵人口處的彎頭、法蘭焊接焊縫和二次噴灑泵入口及出口管道等處的管道對接焊縫。二次噴灑泵、結(jié)晶泵和部分球閥兩端連接法蘭部位的腐蝕，一方面是由于母液中硫酸銨結(jié)晶顆粒的沖刷使不銹鋼鈍化膜破壞，另一方面是由于系統(tǒng)加酸造成局部溫度高達(dá)70℃、酸度增高(局部達(dá)40％～60％)引起腐蝕。而發(fā)生在管道與管道之間焊口部位的腐蝕，是由于不銹鋼中耐蝕成分主要是鉻，不銹鋼管道焊接是通過靠電弧放電產(chǎn)生高溫熔化母材和焊條熔融連接到一起，焊縫附近母材的鉻組分容易和碳元素在晶界生成碳化鉻沉淀，降低了材質(zhì)的耐腐蝕性。
腐蝕的原因
硫酸銨在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中要求設(shè)備管道全部選為耐酸、堿的316L型不銹鋼。316L在(NH4)2SO4生產(chǎn)中有明顯的晶間腐蝕和孔蝕傾向，特別是焊縫處。316L在焊接時(shí)，焊縫兩側(cè)2~3mm處可被加熱到400～910℃，這就是所謂的晶間腐蝕敏感區(qū)。這時(shí)晶界的鉻和碳化合為Cr23C6。，從固溶體中沉淀出來。鉻的流動很慢，不容易從晶內(nèi)擴(kuò)散到晶界，因此晶界形成貧鉻區(qū)。這是最易產(chǎn)生晶間腐蝕和孔蝕的區(qū)域。在管板和管子的焊接過程中，由于焊接操作時(shí)間過長、冷卻速度緩慢、鈍化膜被破壞等因素，以及管板焊縫周圍產(chǎn)生結(jié)疤，形成不穩(wěn)定的腐蝕環(huán)境，迅速造成焊縫周同的晶間腐蝕和孔蝕。遇到腐蝕介質(zhì)后短時(shí)間內(nèi)就會形成穿孔泄漏。
解決方法
為了避免不銹鋼法蘭和管道在焊接過程中引起焊縫表面出現(xiàn)的“貧鉻”腐蝕現(xiàn)象，把管道和設(shè)備之間的焊接連接改用活法蘭連接(如管道與泵、管道與飽和器等)。
選擇好要翻邊的鋼管，在鋼管的一端套上一塊同型號的活動法蘭，法蘭距離管端口25～30mm(具體尺寸根據(jù)管徑粗細(xì)而定)，然后把法蘭點(diǎn)焊在鋼管上，用乙炔火焰加熱法蘭處的外露不銹鋼管至發(fā)紅，并錘擊發(fā)紅鋼管的周邊翻打延展。當(dāng)外翻的不銹鋼管敲打平整后，用手提砂輪機(jī)打磨光滑，再把固定法蘭的焊點(diǎn)割除，確保法蘭在鋼管上活動自如。
復(fù)合管和彎頭的使用
硫酸銨生產(chǎn)中，在不銹鋼彎頭與直管的連接處腐蝕最嚴(yán)重，而在彎頭處很難制做成承插連接和翻邊活法蘭連接。為此，根據(jù)聚乙烯等惰性材料耐硫酸銨母液腐蝕的特點(diǎn)，選用了鋼骨架帶有法蘭連接的復(fù)合管彎頭與直管翻邊活法蘭連接，替代腐蝕較快的二次噴灑泵、結(jié)晶泵、母液循環(huán)泵及母液反沖管中的所有焊接彎頭，有效阻斷了硫酸銨母液對管道、彎頭的沖刷腐蝕。鋼骨架復(fù)合彎頭經(jīng)生產(chǎn)使用：運(yùn)行兩年多未出現(xiàn)腐蝕泄漏情況。
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