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氯化钙生产中双级推料离心机的材质探讨

资讯类型：行业新闻加入时间：2008年5月13日16:3

                            氯化钙生产中双级推料离心机的材质探讨
                                            金伟红
                            (浙江轻机实业有限公司，浙江杭州310015)
    摘要：介绍了材质为316L双级推料离心机在氯化钙生产中的使用情况，分析了转鼓开裂的原因。选用耐腐蚀与强度高的钛材离心机，较好地满足使用要求。
    关键词：离心机  氯化钙   316L   钛材
    双级活塞推料离心机可用于分离颗粒0．05～10 mm的结晶和长径比～30的纤维悬浮物料的固液分离，可分离的物料达200余种。目前，已在制盐脱卤、芒硝提取、硫铵脱水、烧碱厂的碱盐分离、氯化钾分离、硝化棉脱酸、柠檬酸固液分离等行业均成功应用。它的过流材质通常选用的是各类不锈钢，如1Crl8Ni9Ti 0Crl8Ni9、00Crl7Ni14Mo2(316L)等等。不锈钢用以制备具有抗腐蚀要求的设备、机件等取得了良好的效果，但在一定的条件下，也会发生腐蚀—— “生锈和开裂”。
    1 双级推料离心机的使用情况
    某公司氯化钙厂是利用制纯碱的蒸氨废液作为原料来提取氯化钙。所选用的分离设备是双级推料离心机，转鼓等过流部件使用316L材料。分离的氯化钙(液态)和氯化钠(固体颗粒)混合物的体积比为1：1，物料温度为1 10c(=，pH值为7，粘度约为2．1×10 Pa·s。离心机使用约6个月后，就出现不规则的微裂纹。经判断，主要是由于应力腐蚀开裂，拉应力与腐蚀共同作用的结果。316L不锈钢是对应力腐蚀比较敏感的材料，实际上奥氏体不锈钢的腐蚀几乎都是由于氯离子存在而引起的。在高温氯化钙的腐蚀环境下，转鼓等零件的残余拉应力容易引起晶格的断裂，产生微裂纹。经过对开裂的316L材料分析观察，是属于穿晶型氯化物开裂，并且裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。根据它的分离环境，在这里也可称为“氯化物开裂”。
    2．316L材料开裂的主要原因
    2．1 温度的影响
    材料是否会发生氯化物开裂，温度是最重要的一个变量。对于奥氏体不锈钢来说，在室温下，物料的其他条件(含氧量、pH值)未改变时，并不发生氯化物开裂；但当温度高于60c(=时，在腐蚀环境中长时间暴露的材料就有可能发生氯化物开裂，特别是在热传递速度大，易发生干湿交替的部位。该厂实际表明，物料温度达1 10G，分离中还要间断性地用冷水冲洗，因而双级推料离心机的转鼓易发生开裂。
    2．2 氯离子含量的影响
    氯离子含量与材料的应力腐蚀开裂不是一个简单的关系，在高温环境中，它们之间的关系还与氧的含量有关。在大气压力下的沸腾浓氯化物溶液中，材料发生开裂是否一定需要氧的存在尚不太清楚，因为沸腾的浓氯化物溶液中的氧含量可能是近乎于零。但有实践证明，如果通过鼓泡的方式将氧溶人氯化物溶液中，则会加速材料的开裂。某些迹象表明，在含氧的高温氯化物溶液中，材料对开裂的敏感性随氯化物含量的提高而增加。由于该物料氯化钙的质量分数将近50％，而在分离过程中，氧的存在是不可避免的。
    3 选用钛材
    针对以上开裂情况，该氯化钙厂在2001年1O月新安装了1台P500双级推料离心机。该离心机一级转鼓、二级转鼓、进料分配器、推料板、推料片、耐磨环等整个转鼓部件一过流部份材质均选用纯钛TA2。
    钛材有较高的比强度、比刚度和耐热性能，良好的机械加工性能。最突出的是优良的耐腐蚀性能，由于钛的致钝电流密度较小，致钝电位较负，稍具氧化能力的氧化剂就能使其钝化，在表面生成一层致密的氧化薄膜，而且表面被划伤也能迅速恢复，在很多环境介质中显示出优良的腐蚀抗力。在氯化物的介质中，钛的抗腐蚀能力很强，焊缝及母材的热影响区都具有很强的耐蚀性。在通常情况下，钛表面裂纹的萌生很困难。而衡量转鼓材料强度的2个主要指标与316L相比相差不多，见表1。

    经校核计算，转鼓的强度完全是可靠的。该离心机经过1年多的使用，转鼓等过流部分未发生开裂腐蚀现象。由于运行平稳，克服了以前频繁更换零部件给生产带来的影响，降低了运行费用。
    4 结束语
    虽说钛材价格较贵，但由于钛材的密度是4．5×10 kg／m ，而不锈钢是7．9×10 kg／m ，根据比价性能，钛材的价格还是可以接受的。据统计，13本的钛和钛合金80％以上用于化工领域。相信随着时间的推移，在我国的化工行业，钛材也将会得到越来越广泛的应用。在腐蚀严重的固液分离中，钛材离心机会越来越多地受到企业的青睐。
    参考文献
    1 石德珂．材料科学基础．北京：机械工业出版社，1999
    2 美l A·约翰·塞德赖克斯．不锈钢的腐蚀．北京：机械工业出版社，1986
    3 江体乾．化工工艺手册．上海：上海科学技术出版社，l99l
    【作者简介】金伟红，女，1969年出生，浙江杭州人，大学本科，工程师。

文章来自：中国离心机网

文章作者：网络管理员

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