離心機使用防護方法
2011-09-01
離心機是一種高速旋轉的設備，其安全要求與壓力容器同樣重要，大多數離心機生產企業(yè)在設計、選型和應用中，更多慮了均勻腐蝕對強度零件的影響，疏忽了結構設計，加工工藝等對腐蝕環(huán)境的適應性，導致了一些嚴重的后果。不僅零件出現腐蝕傾向，污染被分離物料;更嚴重的甚至造成機毀人亡。
一、離心機環(huán)境
離心機按功能、結構分為不同類型的設備，但都有共同特點：
1、轉鼓為高速旋轉件;
2、以轉鼓為主體構成分離空間;
3、轉鼓呈異形結構;
4、轉鼓內還有其他一些聯(lián)接件或配套件。
轉鼓的這幾個特點，說明了離心機的核心零件是一個應力件，它的異形幾何形狀，導致了零件的應力分布多區(qū)，多零件的配合，又使形成電偶對的機會成為可能，這都是值得注意的一些情況。
二、可能的腐蝕現象
金屬腐蝕形態(tài)主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類，前者因為表觀現象容易發(fā)現，而且在大多數手冊資料數據中都表述比較清楚，在此不作詳述，僅對后者進行一些探討。
局部腐蝕只發(fā)生在局部，是一個極其嚴重、危害較大的一種破壞，如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕，磨損腐蝕等等，在離心機中，局部腐蝕普遍存在，應著重從其形成機理方面加以分析，采取措施，加以克服。
1、孔蝕是一種高度腐蝕的現象，主要存在于易鈍化的金屬中，如不銹鋼等，由于表面局部存在的可能缺陷，溶液中又存在能破壞鈍化膜的活性離子(如鹵族離子)，鈍化膜被局部破壞，從而形成電偶對，造成孔蝕。孔蝕形成后，由于離心力的作用，將加速孔內電偶的動態(tài)過程，從而保證孔腐蝕的持續(xù)性，直至穿孔，這一點與靜態(tài)下的孔蝕現象不同。
2、晶間腐蝕會造成零件失去強度和延伸性，引起零件脆斷，它是一種從表面沿晶粒邊界向內發(fā)展，外表面沒有腐蝕跡象的危害性損害。
3、磨損腐蝕即零件表面同時遭受磨損和腐蝕破壞。
4、應力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中，由于受一定的拉應力作用而引起的損害。它具備以下特征：殘余拉應力、外加拉應力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。
上述四種腐蝕是對離心機影響極其嚴重的，可能導致嚴重后果。
三、措施
1、不同的物料及分離要求，需要選用不同的機型。機型及主參數確定后，根據不同材料在不同環(huán)境中的耐腐蝕性能，綜合其理化特J生，性價比等諸多因素，從基本面上確定強度零件材料。從材料本身來看，它針對的目標物料是安全的，因此，選材應遵循下列原則：
a、沒有絕對的萬能防腐材料，必須充分了解應用環(huán)境，針對性選材，如不銹鋼不適合濃硫酸碳鋼卻適合。
b、不銹鋼不是不銹，只是在空氣和其它適應性環(huán)境下才不銹。
c、在同一環(huán)境中，盡可能選同一種材料或平衡電位相近的材料，避免造成電偶對環(huán)境。
d、綜合性價比，特別要重視加工工藝性的影響。
2、結構設計
一個優(yōu)秀的設計能延長設備使用壽命，確保設備的安全性，對于結構設計，最容易加速腐蝕的設計缺陷是應力集中傾向和縫隙環(huán)境，有時盡管金屬浸泡溶液中，腐蝕率較小;但形成縫隙，由于內部溶液的化學和電化學狀態(tài)發(fā)生了變化(PH和電位下降)，將引起嚴重的縫隙腐蝕，因此設計上應注意：
a、盡量避免縫隙的產生;
b、同一環(huán)境中，盡量采用同一種材料;
c、保證零件的組織均勻性或增加壓應力;
d、避免形成死角，確保流體暢通流動。
3、表面防護措施
控制腐蝕的一個基本思路就是隔絕腐蝕環(huán)境。在離心機設計中，經常采用表面處理的辦法，如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學鍍層等辦法，這些方法在許多環(huán)境中是有效的，但對于旋轉零件，必須注意一個重要的現象：基體材料與鍍層是兩種材料，其線膨脹系數是不同的，將在旋轉件彈性變形時產生不一樣的變形量，從而造成大量的微裂紋的產生;若前述現象的存在，將加速腐蝕形成。因此，對于旋轉零件的表面防護方法，應謹慎采用。
4、緩蝕劑
離心機本身涉及多學科，要使用好離心機，除上述一些措施外，還應該注意研究其應用環(huán)境。緩蝕劑的應用，在實際應用中，也大量采用。對某些惡劣環(huán)境，采用適當的緩蝕劑就能使零件達到適用的程度，只要工藝許可，緩蝕劑的采用，應該是離心機應用的一條有效之路。
5、正確的工藝方法設計正確，選材合理，只是解決離心機腐蝕的前提條件;加工工藝是正確應用也在一定程度上影響離心機的防腐能力。加工方法通常會在零件或設備上留下許多缺陷，如錯位、局部應力等，錯位可能造成縫隙，裝夾定位方法不合理可能導致零件偏心，不合理走刀可能產生表面粗糙，還有裝配不適當、焊接、熱處理不合理、緊固螺栓用力不均等會造成局部應力集中。因此，尋找正確的加工方法也是防止腐蝕的一條有效途徑。
離心機的腐蝕問題是一個綜合的復雜問題，由于離心機的工作環(huán)境與一般資料手冊在靜態(tài)中獲取的數據有較大差異。因此，在參照有關資料時，除上述分析外，還應考慮溶液中的溶氧、溫度、高速流體以及分離區(qū)的流態(tài)變化等諸多因素的影響，采用適當措施，確保離心機安全可靠運行。
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