恶劣环境中高速风机叶轮的防腐蚀工艺初探
风机是工业生产的重要设备,它直接面临各种成份复杂的介质气体的腐蚀破坏;在矿山、冶金、化工、制药等行业有许多风机是在含酸、带水、高温、有尘等恶劣工况环境下运转,这些气体使得输送设备腐蚀速度快、使用寿命短,既影响正常生产又留下安全隐患。
本文从分析高速风机叶轮的腐蚀机理入手,通过不断优化防腐蚀方案及协作厂家长期合作的实践总结出一套行之有效的叶轮防腐蚀工艺。
腐蚀机理分析
风机是以空气为传送介质的，其腐蚀机制属于自然腐蚀。在恶劣工况条件下自然腐蚀速度大大加快。作业风机由于腐蚀破坏导致一些未经防护处理的风机系统使用寿命大为缩短(有的只有一周)。要想解决风机叶轮的腐蚀难题,首先必须弄清楚风机的腐蚀机理,只有这样才能制定出比较科学的防护方案。以下是风机叶轮腐蚀的综合机理分析。
2.1氧化还原腐蚀
被风机传送的介质气体中含有大量的氧气和其它氧化物质,它们与金属叶轮发生氧化还原反应,从而破坏风机叶轮。
2.2金属置换反应腐蚀
在带水或相对潮湿的工况环境中,叶轮不可避免地会发生活泼金属与H*的置换反应。
2.3电化学腐蚀
由于电解质广泛存在于金属叶轮表面,从而形成了无数个原电池,电化学腐蚀必然发生。
2.4冲刷腐蚀
含尘介质气体对高速叶轮的冲刷腐蚀也是破坏叶轮结构的一大原因。
2.5高温
高温工况加快了叶轮化学腐蚀的反应速度。
2.6变温
变温工况容易引发金属结构的应力集中破坏,同时引起热胀冷缩,导致防腐蚀结构与金属间的剥离。
2.7材料损耗
长期动态载荷下运转,材料的疲劳损伤也会缩短叶轮的使用寿命。
事实上由于每一台风机所处的工况环境不同,所以它们被腐蚀的机理也不尽相同,可以肯定的是都不会是单一的腐蚀机制;在进行具体防腐蚀施工时既有对应广谱的技术措施,又有能解决特殊问题的匹配工艺。
3.防腐蚀工艺
在金属叶轮表面复合一种防腐蚀结构,使得被输送介质气体与金屑结构之间被有效隔离。用于叶轮防腐蚀的工艺及材料也有很多成型方法各不相同。总的说来,应注意以下工艺要点:
金属叶轮的表面处理。保证表面洁净,粗糙度适中,在特殊情况下进行表面活化和偶联剂过渡。
防腐蚀结构的组成。一般情况下叶轮腐蚀结构分三层,即界面过渡层、结构强度层和表面层;具体各层的厚度及理化性能指标的控制以个案要求为准。
必须保证防腐蚀层与金属基面的粘结力大于因温度引起的层间剥离力。
防腐蚀强度结构设计。必须满足实际工况要求且有足够的强度保留率。
防腐蚀结构本身耐交叉化学腐蚀,并具有优良的抗水渗透性。
在实施叶轮防腐蚀时要保证结构的均匀性,防止形成非均质材料。防腐后的叶轮必须进行二次平衡实验,否则会因失衡引起防腐蚀失败。
认真分析每一台风机的特殊工况，“一机一方、精心操作"是成功防腐的关键。
北京耐默公司采用在风机基础表面涂抹一层KN17耐磨颗粒胶进行防腐取得了不错的效果，该材料具有附着力强，耐酸碱、耐磨损的特点。