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对化工仪表抗腐蚀问题的研讨探究

化学生产是腐蚀的重灾区,因腐蚀造成的影响最为严重。对于化工仪表,腐蚀造成的经济损失包括直接及间接损失。直接损失分为:更换已被腐蚀的检测一次件、变送器、执行机构等,防止腐蚀而进行的防腐除锈工作及更新一些零部件等。对于化工厂来说,由于腐蚀而造成的仪表损失约占全年仪表投入资金的7080,因此迫切需要分析化工仪表的腐蚀问题及提出防腐蚀的措施。
  1化工仪表的腐蚀概述
  1.1化工仪表腐蚀
  金属在环境中由于化学作用而遭受破坏,这就是腐蚀。一切金属与合金在某些环境是耐腐蚀的,却在其他一些环境中对腐蚀又很敏感。一般来说,不存在在所有环境都耐腐蚀的金属材料。化工仪表的腐蚀通常指对于构成工业仪表零部件的金属、非金属材料,在物理作用、机械作用、化学或电化学作用而造成的侵蚀。
  1.2化工仪表腐蚀类型
  根据腐蚀原理的不同可以分将化工仪表的腐蚀分为以下三类:1)电化学腐蚀。它是一种最广泛的介质腐蚀,在化工生产中非常普遍。电化学腐蚀是指金属材料和介质发生电化学作用,过程中伴随有电流产生,最终导致金属发生不同程度的腐蚀。常见的有酸、碱、盐溶液及氯气等腐蚀性气体对仪表材料的腐蚀,如碳钢材料遇强酸或强碱,几分钟就变成残渣,不锈钢(1Cr18Ni9Ti)材料与稀硫酸、稀盐酸接触数十小时也会被腐蚀穿透。还有一种是大气腐蚀,就其本质而言,也是一种电化学腐蚀。其腐蚀过程发生在金属表面的一层薄薄的冷凝膜中,它主要表现为当冷凝液膜溶有SO2及氯化物盐类等时,对仪表电子元件及其电路板,连接线路等的腐蚀。2)由于物理、机械作用造成对仪表材料的侵蚀。如:在合成氨生产中,高压阀芯受到侵蚀而产生的破坏。3)仪表用非金属材料(如塑料气源管)受大气或介质作用引起的溶解、溶胀。
  2化工仪表防腐措施
  2.1隔离措施
  采用隔离手段达到耐腐蚀的效果,这其中就包括:簿膜隔离、液体隔离、注气保护等。簿膜隔离,就是用F4(聚四氟乙烯)或F46(聚全氟乙丙烯)膜片(其几何尺度各异)黏附或喷涂在压力表普通弹簧管上或压力(差压)变送器的波纹管上,使这些弹性传感元件与腐蚀介之隔离;液体隔离是在氯气、氯化氢气、氧化氮等介质测量中,选用全氟三丁胺做充灌隔离液(在隔离灌内)。也有选用其它隔离液体的。由于隔离液价格贵,充灌方法麻烦,增加仪表维修量,若增加液封介质与测量介质反应产生新的腐蚀等问题,此方法虽有使用,但不能解决根本问题;注气保护,就是使用压力变送器对绝对压力或低压测量时,采用注气保护法,设计有一套注气保护装置,作用原理是在测压点与仪表之间的导压管内始终充满着洁净的空气,测量信号变化经空气传递至仪表变送器,达到压力检测的目的。
  2.2选择先进的加工工艺及合理的检测方法
  选用先进的加工工艺以及合理的检测方法是提高仪表防腐蚀性能的重要手段。例如在合成氨生产中调节阀的使用。为了解决高压差下阀芯寿命短的问题,采用多级降压原理,可使每个阀芯上分担一部分的压差,这就相当于几个阀门串联逐步降压,这种阀结构复杂,但可有效减少调节泄漏,克服气蚀、冲刷对阀内件的破坏,并大大延长了调节阀的使用寿命。检测方法和检测点的选择要根据具体情况来选择,以达到防腐的目的。如干氯对仪表材质腐蚀(循环水对NaSCN的腐蚀性)性很小,但湿氯却有极强的腐蚀性,因此检测点要避免设在管道中易积聚冷凝水的地方。
  2.3防腐蚀材料的开发
  防腐材料的开发是仪表防腐蚀问题研究的重点。上世纪七十年代到九十年代,我国的各大研究所先后开发了三十多种仪表耐蚀合金,在不同的介质中选择性价比高的耐腐蚀仪表材料变得更加简单。于此同时,对各种各样的耐蚀合金性能的分析评价(例如对哈氏C合金的分析评价)也为各种仪表的长时间运行提供了科学的根据。九十年代之后,在仪表材料上的研究没有突破性的发展,当前的研究主要集中在对原有材料的使用性能分析上。因此要下大力气在防腐蚀材料的开发上。近十年来,对调节阀的结构研究取得了较大的进展,在大多数生产场合下,能够选择结构较为合适的调节阀及适应环境的阀体和组件材料,并能利用合理的结构有效地克服气蚀和闪蒸的损害。
  3防腐蚀仪表安装及维修问题
  在腐蚀环境中,仪表安装和维修时的防腐蚀措施要在设计施工时考虑周全,尤其注意细节的防腐蚀措施,这方面经验很多。如一般仪表外壳均是铝合金的,该材料在恶劣的腐蚀环境下使用几个月甚至几日就会长出许多白花,直至脱落不能使用。耐腐变送器选用酚醛玻璃钢材料制造仪表外壳,经过现场试验效果良好。受此启发,腐蚀现场用的接线盒,电气仪表管线的布线槽等都改为玻璃钢制作,经验证防腐蚀效果令人满意。当仪表管线从线槽到现场仪表距离大于2m时,要使用聚氯乙烯或聚丙烯管道穿线;管接头、管件、分线盒等最好使用ABS或其它工程塑料压制;压力、差压引压管、风管最好用不锈钢管,若用铁管、铜管也会很快被腐蚀,影响生产。不少小型企业对现场仪表的布线不用心,通常是临时布线,线头一拧胶布包扎,不仅显得现场零乱,时间久了会出现失灵和接触不良,影响生产。通常现场接线的连接采用电烙铁锡焊,容易虚焊,近几年来使用冷挤压接线技术,在2.55MPa压力下,将两种金属连接处紧紧挤压,连接牢固,电阻值小,导电性能好,对振动、热雾均能抵抗,是防腐现场很有效的接线方法。
  工业现场腐蚀环境中,腐蚀气体无处不在,对仪表内元器件、接线、插头插座都有腐蚀作用,严重影响了仪表的寿命,因此不少企业采用了向仪表壳内灌入洁净空气的方法,保持仪表内有微正压,这样现场腐蚀气体无法进入仪表内,可延长现场仪表的使用寿命。同样,腐蚀气体也很容易进入仪表控制室,控制室也要使用空气净化措施。将己经净化,并有一定温度、湿度的空气,用管道通入封闭了的中控室内,保持室内正压(约30Pa),这样室内空气从门窗缝隙向外漏出,阻止了中控室内电气仪表等设备腐蚀。
  4结论
  为使化工仪表的腐蚀难题得以解决,难度极高的技术开发、昂贵的防腐蚀原材料以及生产实践的长期考验都是必不可少的。我们取得每一步前进都要付出努力,并且有时取得的成果也只能用于特定的场合,不能量大面广地推广,这就要求技术工作者努力专研各种腐蚀措施、相互借鉴、相互沟通,以取得较大的进展。

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