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產(chǎn)品分類(lèi)1
產(chǎn)品分類(lèi)2
地  址: 陜西省咸陽(yáng)市咸興路8號(hào)
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手  機(jī): 13909101237
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寶鋼電廠(chǎng)0號(hào)機(jī)組低壓煤壓機(jī)葉片(防腐設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)依據(jù))
發(fā)表時(shí)間:〖2019/2/8〗    瀏覽次數(shù):〖19062

一、低壓煤壓機(jī)工作狀況
    1、葉片工作溫度
    進(jìn)口溫度:60℃,出口溫度:271~C
    2、介質(zhì)成份
    CO:22.9%v/v    C02:23%v/v
    H2:3.40/v/v        N2:50.7%v/v
    H2S:6.1mg/m3 S02:0.13mg/m3
    少量Cl及水汽等。
二、低壓煤壓機(jī)葉片腐蝕原因分析
(1)H2S腐蝕
    H2S在水中的溶解度比較高,因而具有強(qiáng)烈的腐蝕性,一般認(rèn)為H2s會(huì)加速金屬的電離反應(yīng),并進(jìn)一步生成硫化物,當(dāng)生成的硫化物致密且與基體結(jié)合良好時(shí),對(duì)腐蝕有減緩作用,但當(dāng)生成的硫化物不致密時(shí),可與金屬基體形成強(qiáng)電偶,反而促進(jìn)了基體金屬的腐蝕,另外,當(dāng)金屬表面中有硫化物存在時(shí),硫化物在一定程度上阻止了氫原子向氫分子的轉(zhuǎn)變,氫原子在金屬表面的缺陷等部位結(jié)合成氫分子,體積膨脹,產(chǎn)生氫壓,在氫氣聚集區(qū)附近,基體內(nèi)部形成拉應(yīng)力,加上基體內(nèi)應(yīng)力的協(xié)同作用,就形成氫致開(kāi)裂和硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在硫化物應(yīng)力腐蝕破
裂中,H2S對(duì)腐蝕起著主導(dǎo)作用,水是引起腐蝕的必要條件,C02的存在會(huì)促進(jìn)腐蝕,把引起鋼這種腐蝕環(huán)境條件稱(chēng)為H2S-CO2-H2O系統(tǒng)腐蝕。
(2)C02腐蝕
    C02溶于水后對(duì)金屬有極強(qiáng)的腐蝕性,在相同的PH值—卜,其總酸度比鹽酸高,因此,它對(duì)金屬腐蝕比鹽酸更嚴(yán)重,C02腐蝕最典型的特征是呈現(xiàn)局部的腐蝕、輪癬狀腐蝕和臺(tái)面狀坑蝕,其中臺(tái)面狀坑蝕是腐蝕過(guò)程最嚴(yán)重的一種情況,這種腐蝕的穿孔率很高,腐蝕速率通?蛇_(dá)3-7mm-a,在厭氧的條件下,可以高達(dá)20mm/a。
(3) C1腐蝕
    C1—是典型的孔蝕離子,經(jīng)腐蝕過(guò)的孔有大有小,有深有淺,一般孔表面直徑等于或小于孔深,但也有坑狀碟形淺孔,C1先破壞葉片表面上的鈍化膜,鈍化膜在局部先破壞,微小破口暴露的金屬成為電池的陽(yáng)極,周?chē)奈雌茐牡拟g化膜成為陰極,陽(yáng)極電流高度集中,使腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展,形成蝕孔,蝕孔形成后,孔外部為腐蝕產(chǎn)物阻塞,內(nèi)外的對(duì)流和擴(kuò)散受到阻滯,孔內(nèi)形成獨(dú)特的閉塞電池,孔內(nèi)的氧迅速耗盡,只剩下金屬腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng),陰極反應(yīng)氧離子化完全移到孔外側(cè)進(jìn)行,因此,孔內(nèi)很快積累了帶正電的金屬離子,為了保持電中性,帶負(fù)電C1-外遷移入孔內(nèi),C1-增濃,金屬離子水解產(chǎn)生H+,孔內(nèi)PH值下降,H+和C1-形成腐蝕強(qiáng)烈的鹽酸,當(dāng)孔內(nèi)PH值下降到某一臨界值,腐蝕率突然上升,形成加速腐蝕,孔內(nèi)產(chǎn)生陰極加氫反應(yīng),孔蝕由閉塞區(qū)酸性電池控制。蝕孔形成后,是否深入發(fā)展直至穿孔,由于影響因素復(fù)雜,難以預(yù)測(cè),一般孔小,電流集中,深入發(fā)展的可能性大,如孔多又淺,閉塞程度不大,穿孔的程度較小。
(4)氣體流速引起的磨損腐蝕
    金屬表面受高流速和湍流狀的氣體沖擊。同時(shí)遭到磨損和腐蝕的破壞,稱(chēng)為磨損腐蝕,金屬在高速氣流沖擊下,在化學(xué)介質(zhì)的協(xié)同作用下,保護(hù)膜破壞,破口處裸金屬加速腐蝕,如果流體中含有固體顆粒,磨損腐蝕更為嚴(yán)重。
(5)S02腐蝕
    s02足一種弱酸性氣體,它所引起的腐蝕主要是均勻腐蝕,被蝕金屬與肋:反應(yīng)時(shí),一方面在其表面形成溶有s原子的氧化皮或是溶有硫化物的氧化皮,另一方面,在金屬內(nèi)部深處溶入的硫與活潑元素組成相應(yīng)的硫蝕相。另外,鎳對(duì)S02污染特別敏感。
    總之,從以—[:介質(zhì)和腐蝕原因來(lái)看,葉片的腐蝕屬于多介質(zhì),多種類(lèi)復(fù)合型腐蝕,各個(gè)介質(zhì)之間的協(xié)同作用比單一介質(zhì)的腐蝕要強(qiáng),由于腐蝕的產(chǎn)生,葉片在高變應(yīng)力作用下,在腐蝕坑點(diǎn)形成應(yīng)力集中,這樣長(zhǎng)時(shí)間使用易產(chǎn)生疲勞應(yīng)力微裂紋,這個(gè)微裂紋不斷擴(kuò)展造成疲勞斷裂。
三、低壓煤壓機(jī)葉片防腐的基本要求
  1、防腐材料耐輸送介質(zhì)的腐蝕。
  2、防腐材料耐一定氣流流速引起的磨損腐蝕。
  3、防腐材料在有效使用期內(nèi),不脫落,不開(kāi)裂,滿(mǎn)足抗?jié)B性要求。
  4、防腐層的耐溫性應(yīng)大于最高使用溫度,該葉片防腐層的耐溫性應(yīng)在300℃以—上。
  5、防腐層導(dǎo)熱,耐高低溫循環(huán)。
四、多種金屬和非金屬防腐材料性能的對(duì)比:

名  稱(chēng)
施工方法
粘接強(qiáng)度
在使用溫度下是否同時(shí)耐所輸送介質(zhì)
耐溫要求
不銹鋼類(lèi)
熱噴涂
符合
符合
鋁及鋁合金
熱噴涂
符合
符合
銅及銅合金
熱噴涂
符合
符合
鎳及鎳銅合金
熱噴涂
符合
符合
鎳  鋁
熱噴涂
符合
符合
高鉻鎳合金
熱噴涂
符合
符合
鎳  鉬
熱噴涂
符合
符合
Ti絲
熱噴涂
符合
符合
SiC-Al2O3
熱噴涂
符合
符合
TiO2-Al2O3
熱噴涂
符合
符合
橡  膠
硫化
不符合
不符合
尼  龍
熱噴
不符合
不符合
聚乙烯
熱噴
不符合
不符合
聚氯乙烯
噴涂
不符合
不符合
胺固化環(huán)氧
噴涂
不符合
不符合
環(huán)氧聚酰胺
噴涂
不符合
不符合
聚氨脂
噴涂
不符合
不符合
不飽和樹(shù)脂
噴涂
不符合
不符合
酚  醛
噴涂
不符合
不符合
呋    喃
噴涂
不符合
不符合
高分子樹(shù)脂一橡膠
噴涂
不符合
不符合
聚四氟乙烯聚三氟乙烯氯化聚醚
熱噴涂高溫淬火水處理
不符合
不符合
無(wú)機(jī)涂料
噴涂
符合
符合
有機(jī)硅鋅粉涂料
噴涂
符合
符合
有機(jī)硅鋁粉涂料
噴涂
符合
符合
有機(jī)硅陶瓷涂料
噴涂
符合
符合
低熔點(diǎn)玻璃
噴涂
符合
符合

    經(jīng)過(guò)比較可以看出,有熱噴涂Ti絲、SiCl12O3、Ti02-al2O3噴涂有機(jī)硅陶瓷涂料,燒結(jié)低熔點(diǎn)玻璃符合葉片防腐要求。
五、防腐方案及操作工藝
    方案(一)噴涂耐腐蝕性好的金屬或A12O3基陶瓷材料涂層
    1、操作工藝
    噴砂除銹Sa2.5級(jí)一Lg-2化學(xué)清洗一噴涂鎳鋁復(fù)合打底層一噴涂SiC-AL2O3、TiO2-AL2O3或Ti絲一抽真空浸封孔防腐材料。
    防腐層整體厚度:200—300um
    2、工藝性能
       ①?lài)娚俺P:粗化金屬表面,提高粘接強(qiáng)度,噴砂后實(shí)際粘接面積比不噴砂粘接面積提高20%。
       ②Lg—2化學(xué)清洗:集脫脂、除油、化學(xué)清洗為一體,能和金屬及非金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),改變界面的特性,使防腐層和金屬之間的物理結(jié)合變?yōu)榛瘜W(xué)結(jié)合,大大提高防腐層與金屬之間的粘接強(qiáng)度,且能起到應(yīng)力松散層作用,減少由于溫差應(yīng)力對(duì)防腐層的破壞。
       ⑧噴涂鎳鋁復(fù)合打底層:復(fù)合化的組成元素之間發(fā)生放熱反應(yīng),提高噴涂粘接溫度,可與金屬基體形成“微合金”結(jié)合,涂層致密,抗沖擊和粘接力強(qiáng),具有一定的韌性,結(jié)合強(qiáng)度在55Mpa以上,是高硬材噴涂的應(yīng)力松散層和金屬結(jié)合的過(guò)渡層。
       ④?chē)娡縎iC-厶J20,、Ti02-A[203、T1絲:SiC陶瓷是——種非氧化物陶瓷,它和碳化鈣,碳化鈦等同屬碳化物類(lèi)。A1203是一種氧化物陶瓷,TiO2是一種金屬氧化物,SiC-Al2O3和TiO2-Al2O3都屬于Al2O3基的陶瓷噴涂材料。Ti絲屬于金屬材料,噴涂時(shí)需惰性氣體保護(hù),防止氧化,從耐腐蝕角度來(lái)看,三者均能滿(mǎn)足抗腐蝕性:從耐磨角度出發(fā),SiC-Al2O3>TiO2-Al2O3>Ti絲;從造價(jià)角度出發(fā),SiC-Al2O3>Ti絲>Ti02-Al2O3。
       ⑤抽真空封孔防腐
熱噴涂層是將熔融或至少軟化的粒子,高速?lài)娚涞交w上,發(fā)生碰撞、變形、快速凝固,堆積等過(guò)程,最后形成涂層,所以在不同程度上有孔隙,對(duì)于耐磨而言,可不加考慮,而對(duì)腐蝕而言應(yīng)進(jìn)行封孔或增加噴涂層厚度,從綜合性能來(lái)看,增加封孔層比增加厚度較為合理。抽真空封孔防腐;將葉片浸于液體防腐材料中,抽去熱噴涂層孔隙中的空氣,使液體防腐材料進(jìn)入,達(dá)到封孔防腐的目的。封孔使用材料為有機(jī)硅涂料。
方案(二)有機(jī)硅陶瓷防護(hù)涂層
  1、操作工藝
    噴砂除銹Sa2.5級(jí)一Lg--2化學(xué)清洗一噴涂有機(jī)硅陶瓷涂料一熱固化。
  2、工藝性能
    噴砂除銹和化學(xué)清洗同方案(—)。
    有機(jī)硅陶瓷涂料:
    有機(jī)硅是介于有機(jī)和無(wú)機(jī)聚合物之間的聚合物,由于這種雙重性,使有機(jī)硅聚合物具有一般無(wú)機(jī)物的耐熱性、耐腐蝕性及堅(jiān)硬性等特性。
    有機(jī)硅涂料是以有機(jī)硅聚合物或有機(jī)硅改性聚合物為主要成膜物質(zhì)的涂料。
    有機(jī)硅陶瓷涂料是有機(jī)硅樹(shù)脂改性高分子樹(shù)脂及低熔點(diǎn)陶瓷粉組成的耐熱防腐涂料。
    有機(jī)硅陶瓷涂料的特性:
    (1)耐熱性及防腐性
    ①有機(jī)硅高聚物中Si--O鍵的鍵能比普通有機(jī)高聚物中的C—C鍵的鍵能大,鍵能愈大,熱穩(wěn)定性愈好。
    ②在Si--O鍵中硅原子和氧原子的相對(duì)電負(fù)性差數(shù)大,因此Si--O鍵極性大,對(duì)Si原子上連接的烴基有偶極感應(yīng)影響,提高了所聯(lián)烴基對(duì)氧化作用的穩(wěn)定性,比普通有機(jī)高聚物中這種相同基因的穩(wěn)定性要高得多.也就是說(shuō)Si--O--Si鍵對(duì)這些烴基基團(tuán)的氧化,能起到屏蔽作用。
    ③有機(jī)硅高聚物中硅原子和氧原子形成d-p∏鍵,增強(qiáng)了高聚物的穩(wěn)定性、鍵強(qiáng),也增加了熱穩(wěn)定性。
    ④普通有機(jī)高聚物的C--C鍵受熱氧化易斷裂為低分子物,而有機(jī)硅高聚物中硅原子上所連烴基受熱氧化后,生成的是高度交聯(lián)的更加穩(wěn)定的Si--O--Si鍵,能防止其主鏈的斷裂降解。
    ⑤受熱氧化時(shí),有機(jī)硅高聚物表面生成了富于Si--O保護(hù)層,減輕了對(duì)高聚物內(nèi)部的影響。
    ⑥在高溫時(shí)涂層中的SiO2、顏料及低熔點(diǎn)陶瓷粉熔合熱的具有保護(hù)作用的陶瓷涂層。
    ⑦Si--O--Si主鏈在350℃才開(kāi)始斷裂。
(2)有機(jī)硅陶瓷涂料技術(shù)性能
干燥時(shí)間:(200℃)h    2小時(shí)                               
柔韌性:  ¢mm    ≤3
附著力(劃圈法)   ≤2級(jí)  
沖擊強(qiáng)度:N·cm  490.3
耐溫性  -50℃-->300℃
方案(三)燒結(jié)低熔點(diǎn)玻璃
1、操作工藝
噴砂除銹Sa2.5級(jí)--Lg—2化學(xué)清洗一燒結(jié)低玻粉
2、工藝性能
噴砂除銹和化學(xué)清洗同方案(—)
燒結(jié)低熔點(diǎn)玻璃:實(shí)際是將具有接近工業(yè)玻璃性質(zhì)的耐腐蝕、耐磨物質(zhì),經(jīng)過(guò)噴涂、熔融、成型等工藝復(fù)合到金屬基體上,獲得玻璃/金屬?gòu)?fù)合
物,形成的覆蓋層基本上保留了玻璃的光潔、透明、致密無(wú)孔,化學(xué)穩(wěn)定性高,耐腐蝕、耐磨、耐高溫等特性。它與金屬基體的粘結(jié)力達(dá)20Mpa,耐沖擊強(qiáng)度良好,燒結(jié)低溶點(diǎn)玻璃只需400℃,溫度較低,對(duì)金屬基材性能不造成影響。
六、參考資料
《腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)》《腐蝕與防護(hù)手冊(cè)》《實(shí)用粘接手冊(cè)》《聚合物物理化學(xué)手冊(cè)》《涂料工藝》《實(shí)用防腐蝕工程施工手冊(cè)》《防腐蝕工程技術(shù)設(shè)計(jì)》《特種性能樹(shù)脂復(fù)合材料》《非金屬材料》《陶瓷工藝》《防腐蝕技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)》《復(fù)合材料大全》《表面工程手冊(cè)》《有機(jī)涂料科學(xué)與技術(shù)》《特種涂料》《實(shí)用粕接技術(shù)》《化學(xué)與粘合》《中國(guó)表面工程》《腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)》《全面腐蝕控制》《功能材料》《化工設(shè)備與防腐》《石油化工腐蝕與防護(hù)》《電鍍與涂飾》《熱固性樹(shù)指》《合成材料老化及應(yīng)用》
咸陽(yáng)粘接防腐研究所
  2007年12月26日

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