过程装备腐蚀与防护(闫康平)(二版)_第7章_典型化工装置

第七章典型化工装置的腐蚀与防护分析§7.1氯碱生产装置§7.2尿素生产装置§7.3硫酸生产装置§7.4磷酸生产装置§7.1氯碱生产装置氯碱的生产工艺通常有隔膜法、水银法和离子膜法。腐蚀较严重盐水电解氯处理碱浓缩腐蚀介质NaCI溶液腐蚀介质湿氯、NaCI溶液、杂散电流腐蚀介质湿氯、硫酸腐蚀介质高浓度烧碱蒸发精制固碱钢铁材料1.氯化钠溶液金属在盐水系统中的腐蚀实质是氧去极化腐蚀。阴极的极化作用主要是氧的浓差极化。金属在盐水中腐蚀的影响因素：金属的不均匀性介质的不均匀性钛、钛钯合金√（一）介质的腐蚀特性2.杂散电流产生杂散电流的原因：金属构件本身某些部位导电不良；电路通过介质时，介质中形成电场。杂散电流的腐蚀特点：杂散电流的腐蚀是电解工业中一种特有的腐蚀形式。破坏区域集中破坏速度较快3.氯氯对金属的腐蚀作用与含水量和温度有关。金属在不同含水量的氯中允许使用的温度极限4.盐酸盐酸浓度↑、温度↑，金属腐蚀速度↑。5.烧碱氧去极化腐蚀。与碱的浓度有关当浓度30%时，浓度↑，腐蚀↑。与金属的材料有关。腐蚀速度与pH值的关系。（二）典型装置腐蚀与防护（1）电解槽的防护p（2）盐水预热器的防护采用综合防护技术有效地防杂散电流（1）采用绝缘装置；（2）采用强漏电断电装置；（3）采用排流接地装置；（4）采用等电势保护装置。（3）其他设备的防护氯碱生产装置的防腐以材料为主容器设备：采用非金属材料做衬里；涂料防腐。工艺管路通常采用非金属材质，部分内衬非金属。特定功能的设备采用钛材。高纯高铬铁素体制造碱浓缩系统中的关键设备。§7.2尿素生产装置对设备腐蚀最严重高压设备腐蚀突出（一）介质的腐蚀特性（二）典型装置腐蚀与防护尿素合成塔的腐蚀与防护1.尿素合成塔结构尿素合成塔（空筒形式）壳体内件附件塔板混合器耐腐蚀衬里检漏孔T检测孔进料管：下封头上出料管：上盖2.尿素合成塔主要腐蚀形态及分析2H高压甲铵泵的腐蚀与防护(1)尿素合成塔结构高压甲铵泵离心式甲铵泵往复式甲铵泵卧式柱塞泵立式柱塞泵高温高压的氨基甲酸铵溶液(2)防腐蚀疲劳措施降低应力集中选择耐腐蚀疲劳材料进排液组合阀组合阀式液缸结构内腔交角圆滑过渡提高内表面粗糙度防腐蚀措施足够的铬钼含量降低钢中的含碳量不锈钢的夹杂物少控制锻造流线§7.3硫酸生产装置(一)硫酸的腐蚀性硫酸的腐蚀性能的影响因素:硫酸的浓度；硫酸的温度；硫酸的流速；酸中的氧(氧化剂)；杂质。（1）硫酸的浓度（P）可钝化金属（碳钢）P50%:P↑→腐蚀速度↑P≈50%→极大值70%P50%:P↑→腐蚀速度↓浓度70%→形成钝化膜金属铅P78%:PbSO4→腐蚀速度很小90%P99%:PbHSO4→P↑,腐蚀速度↑金属铜P78%:不会发生析氢腐蚀90%P99%:铜氧化腐蚀（2）硫酸的温度（T）纯净的硫酸溶液T↑→腐蚀率↑（3）硫酸的流速已具有保护膜的金属：T↑，流速↑→腐蚀率↑Cr18Ni8:腐蚀率与流速和硫酸中氧（氧化剂）的含量有关（4）酸中的氧及氧化剂（略）（5）酸中的杂质（略）涉及硫酸腐蚀的设备有：塔器贮槽容器冷却器泵管子阀门(二)典型装置腐蚀与防护浓硫酸冷却器的腐蚀与防护管壳式冷却器腐蚀情况及分析防腐方法管壳式酸冷器列管穿孔、漏酸电位指示发生故障阴极布置不合理酸进口布置不合理壳层酸泥沉积保证冷却水水质合理布置酸进出口管合理布置阴极增设参比电极电位校正插座孔硫酸泵的腐蚀与防护硫酸泵浓硫酸泵稀硫酸泵非金属泵金属泵衬胶泵陶瓷泵高硅铸铁泵硬铅泵（1）稀硫酸泵（2）浓硫酸泵§7.4磷酸生产装置(一)介质的腐蚀性磷酸的腐蚀性能的影响因素:浓度与温度杂质含固物(一)介质的腐蚀性—浓度与温度磷酸生产热法湿法磷酸浓度↑腐蚀速度↓温度↑腐蚀速度↑二水法半水法无水法不锈钢的钝化电流密度↑维钝电流密度↑稳定钝化电势区↓腐蚀速度↑F-,Cl-,SO42-对腐蚀的促进作用(一)介质的腐蚀性—杂质不锈钢的钝化电流密度↓Fe3+,Al3+,Mg2+的缓蚀作用Fe3+足量时，腐蚀速度↓Fe3+不足量时，腐蚀速度↑Fe3+的作用(一)介质的腐蚀性—杂质SiO2的作用略磷酸料浆中的固体颗粒：★未反应的磷矿颗粒；★反应产物硫酸钙结晶。颗粒越多；粒径越大；硬度越硬；磷酸对材料的腐蚀性越强。(一)介质的腐蚀性—含固物(二)典型装置腐蚀与防护磷酸萃取槽的腐蚀与防护（1）萃取槽处理的介质特点处理的介质成分复杂、槽内设有搅拌器副反应（2）萃取槽的结构特点萃取槽主要由槽体、搅拌器、槽盖组成。壳体用钢筋混凝土或钢制成,槽体内表面采用非金属材料防腐；搅拌轴和搅拌桨用不锈钢或合金制造,碳钢外包橡胶，碳钢外包不锈钢防腐层；萃取槽盖采用聚丙烯塑料或玻璃钢制作。（3）腐蚀形态与分析--萃取槽体（3）腐蚀形态与分析—搅拌器断磷酸料浆泵的腐蚀与防护（1）磷酸料浆泵的腐蚀形态及分析严重坑蚀磨损腐蚀较小明显的蚀沟均匀的磨损腐蚀涟波状腐蚀（2）防腐措施防腐措施改进泵的结构形式降低泵的表面粗糙度选择耐磨损耐腐蚀的材料降低转速合理配矿