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離心機(jī)使用防護(hù)方法
2011-09-01
離心機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，其安全要求與壓力容器同樣重要，大多數(shù)離心機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計、選型和應(yīng)用中，更多慮了均勻腐蝕對強(qiáng)度零件的影響，疏忽了結(jié)構(gòu)設(shè)計，加工工藝等對腐蝕環(huán)境的適應(yīng)性，導(dǎo)致了一些嚴(yán)重的后果。不僅零件出現(xiàn)腐蝕傾向，污染被分離物料;更嚴(yán)重的甚至造成機(jī)毀人亡。
一、離心機(jī)環(huán)境
離心機(jī)按功能、結(jié)構(gòu)分為不同類型的設(shè)備，但都有共同特點(diǎn)：
1、轉(zhuǎn)鼓為高速旋轉(zhuǎn)件;
2、以轉(zhuǎn)鼓為主體構(gòu)成分離空間;
3、轉(zhuǎn)鼓呈異形結(jié)構(gòu);
4、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)還有其他一些聯(lián)接件或配套件。
轉(zhuǎn)鼓的這幾個特點(diǎn)，說明了離心機(jī)的核心零件是一個應(yīng)力件，它的異形幾何形狀，導(dǎo)致了零件的應(yīng)力分布多區(qū)，多零件的配合，又使形成電偶對的機(jī)會成為可能，這都是值得注意的一些情況。
二、可能的腐蝕現(xiàn)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?yàn)楸碛^現(xiàn)象容易發(fā)現(xiàn)，而且在大多數(shù)手冊資料數(shù)據(jù)中都表述比較清楚，在此不作詳述，僅對后者進(jìn)行一些探討。
局部腐蝕只發(fā)生在局部，是一個極其嚴(yán)重、危害較大的一種破壞，如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕，磨損腐蝕等等，在離心機(jī)中，局部腐蝕普遍存在，應(yīng)著重從其形成機(jī)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(xiàn)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?？孜g形成后，由于離心力的作用，將加速孔內(nèi)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(diǎn)與靜態(tài)下的孔蝕現(xiàn)象不同。
2、晶間腐蝕會造成零件失去強(qiáng)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(nèi)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(yīng)力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中，由于受一定的拉應(yīng)力作用而引起的損害。它具備以下特征：殘余拉應(yīng)力、外加拉應(yīng)力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。
上述四種腐蝕是對離心機(jī)影響極其嚴(yán)重的，可能導(dǎo)致嚴(yán)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(jī)型。機(jī)型及主參數(shù)確定后，根據(jù)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(qiáng)度零件材料。從材料本身來看，它針對的目標(biāo)物料是安全的，因此，選材應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計
一個優(yōu)秀的設(shè)計能延長設(shè)備使用壽命，確保設(shè)備的安全性，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，最容易加速腐蝕的設(shè)計缺陷是應(yīng)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(nèi)部溶液的化學(xué)和電化學(xué)狀態(tài)發(fā)生了變化(PH和電位下降)，將引起嚴(yán)重的縫隙腐蝕，因此設(shè)計上應(yīng)注意：
a、盡量避免縫隙的產(chǎn)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(yīng)力;
d、避免形成死角，確保流體暢通流動。
3、表面防護(hù)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(jī)設(shè)計中，經(jīng)常采用表面處理的辦法，如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學(xué)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(zhuǎn)零件，必須注意一個重要的現(xiàn)象：基體材料與鍍層是兩種材料，其線膨脹系數(shù)是不同的，將在旋轉(zhuǎn)件彈性變形時產(chǎn)生不一樣的變形量，從而造成大量的微裂紋的產(chǎn)生;若前述現(xiàn)象的存在，將加速腐蝕形成。因此，對于旋轉(zhuǎn)零件的表面防護(hù)方法，應(yīng)謹(jǐn)慎采用。
4、緩蝕劑
離心機(jī)本身涉及多學(xué)科，要使用好離心機(jī)，除上述一些措施外，還應(yīng)該注意研究其應(yīng)用環(huán)境。緩蝕劑的應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中，也大量采用。對某些惡劣環(huán)境，采用適當(dāng)?shù)木徫g劑就能使零件達(dá)到適用的程度，只要工藝許可，緩蝕劑的采用，應(yīng)該是離心機(jī)應(yīng)用的一條有效之路。
5、正確的工藝方法設(shè)計正確，選材合理，只是解決離心機(jī)腐蝕的前提條件;加工工藝是正確應(yīng)用也在一定程度上影響離心機(jī)的防腐能力。加工方法通常會在零件或設(shè)備上留下許多缺陷，如錯位、局部應(yīng)力等，錯位可能造成縫隙，裝夾定位方法不合理可能導(dǎo)致零件偏心，不合理走刀可能產(chǎn)生表面粗糙，還有裝配不適當(dāng)、焊接、熱處理不合理、緊固螺栓用力不均等會造成局部應(yīng)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(jī)的腐蝕問題是一個綜合的復(fù)雜問題，由于離心機(jī)的工作環(huán)境與一般資料手冊在靜態(tài)中獲取的數(shù)據(jù)有較大差異。因此，在參照有關(guān)資料時，除上述分析外，還應(yīng)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(dāng)措施，確保離心機(jī)安全可靠運(yùn)行。
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