
摘要:本文仔细的研究、分析了真空制盐系统在生产运行过程中出现的蒸发罐腐蚀问题,并与生产厂家进行详细沟通,制定出科学的处理措施,科学合理的解决了蒸发罐腐蚀问题,后续真空制盐系统运行良好。
五效真空蒸发是当前国内井矿盐制盐企业的主要生产工艺,其核心设备是蒸发罐。蒸发罐复合板材质首效为钛复合板,其余各效为316L复合板。公司新建120万吨/年真空制盐项目试生产时,Ⅱ~Ⅴ效蒸发罐的蒸发室,上下循环管发生大面积腐蚀,特别是热影响区的腐蚀尤为严重。腐蚀发生后,我们通过召开专题研讨会,业主、监理、施工单位对腐蚀现场认真分析,制定处理方案(采用厚度为3mm的316L(纯板)对腐蚀点进行贴板焊接及酸洗钝化处理),处理后系统运行至今没有出现腐蚀现象,效果特别好。
1、蒸发罐腐蚀
公司新建120万吨/年真空制盐项目于2018年7月试生产,其生产工艺为国内常用的V效真空蒸发,I效蒸发室、循环管、盐脚主要材料是钛复合板,II~Ⅴ效蒸发室、循环管、盐脚主要材料是316L复合板,制盐系统试生产19天后发现II~Ⅴ效蒸发室、循环管等有不同程度的腐蚀,腐蚀范围广、面积大,特别是热影响区腐蚀最为严重。图1蒸发罐腐蚀图
2、腐蚀原因分析
公司通过召开论证会,通过现场查看,对蒸发罐腐蚀产生的原因进行了分析,对造成蒸发罐腐蚀原因形成以下共识:
2.1 316L不锈钢材质质量不稳定,特别是铬含量达不到标准(16~18%)时,316L不锈钢耐氯离子腐蚀性能大大减弱,在真空制盐工况条件下,氯离子会对316L不锈钢造成腐蚀。
2.2 蒸发罐设备加工时焊接工艺没有处理好,焊缝及热影响区有打磨痕迹,造成对原有复合板表面钝化膜破坏,使其表面发生化学反应,导致蒸发罐腐蚀。
2.3 蒸发罐设备在制造过程中,特别是卷制、切割、焊接时没有对覆层进行覆盖保护,表面受损,使其金相组织破坏,导致投入生产过程中局部出现点蚀现象。
2.4 制盐生产过程中,由于搅拌设备原因,进罐卤水pH值不均匀,对蒸发罐安全运行也有一定的影响。
3、腐蚀修复
3.1 施工准备
罐内外搭设的脚手架已满足施工要求,各项安全防护措施到位,电源、水源接口到位。确认罐内壁附着污垢已清洗干净,对加热室上下管板相邻区域进行施工前,用防火橡胶垫对管板和管头进行有效保护。
3.2 腐蚀清理
用手持式砂轮机和抛光轮打磨去除腐蚀部位的铁锈及其他污物,露出金属光泽。对覆层表面沟槽、划伤、飞溅用抛光轮抛磨出金属光泽。
3.3 修复
覆层面抛磨后经肉眼观察未腐蚀穿透的区域,进行着色检查,按NB/T47013.5-2015Ⅰ级合格。对着色检查合格且覆层减薄厚度<1mm的,不作补焊处理。对覆层减薄厚度≥1mm和覆层已腐蚀穿透的区域,采用补焊和贴板的方法进行修复。贴板采用2mm和3mm厚316L不锈钢板,原则上修复的同时尽量减少焊接面积。当贴板尺寸超过300×300mm时,板面需设置塞焊孔进行塞焊。补焊和贴板施焊应严格按照焊接工艺进行。
焊接完毕且外观检查合格后,对施焊区域进行抛光,去除焊缝表面的氧化膜,然后进行着色检查,按NB/T47013.5-2015I级合格。
3.4 酸洗钝化
酸洗钝化采用酸洗钝化膏,涂抹酸洗钝化膏应严格按使用说明书执行。酸洗钝化后作蓝点检测合格。
3.5 焊接工艺及注意事项
3.5.1 焊接准备及注意事项
3.5.1.1 焊前打磨腐蚀区域或腐蚀点。彻底清理锈蚀部位及周围锈渍等污物,并让其呈现金属光泽。
3.5.1.2 为保护覆层表面,打磨区域周边应涂防飞溅涂层。
3.5.1.3 覆层拼缝的腐蚀分散点,原则上采用30mm左右的盖板整体覆盖。
3.5.1.4 对于盖板宽度超出300mm的区域,可在盖板上钻Φ8~10mm的小孔,然后塞焊。塞焊焊缝与盖板齐平,再在塞焊点上盖约50×50mm的盖板。
3.5.1.5 考虑到焊接应力和热影响区薄弱等因素,对于沟槽、凹坑等缺陷,如果未出现腐蚀现象,原则上不再补焊。对于焊接飞溅,应采用打磨抛光的方式予以去除。
3.5.1.6 正式施焊前,其焊接参数应预先在试板上进行调整,满足工艺规范要求后才能进行产品焊接。严禁在覆层表面打弧。
3.5.1.7 检查接地线和各连接点是否牢固,电线电缆的绝缘层有无破损。焊接地线应尽量靠近焊接区,并用卡具将地线与工件卡固牢,以免打弧。
3.5.2 焊接工艺
3.5.2.1 采用手工氩弧焊返修。
3.5.2.2 腐蚀点或腐蚀坑已深入到基材碳钢的部位。按以下工艺执行(盖面层焊至与母材齐平即可):过渡层:
焊丝ER309LMoΦ2.4120~150A12~14V15~18cm/min Ar≥99.99%10~15L/min覆层:焊丝ER316LΦ2.4130~160A12~14V15~18cm/min Ar≥99.99%10~15L/min
3.5.2.3 盖板与覆材表面焊接采用以下工艺:
焊丝ER316LΦ2.4120~150A12~14V15~18cm/min Ar≥99.99%10~15L/min
3.5.2.4 焊接过程中应严格控制焊接规范,严格控制热输入,覆层与过渡层之间或覆层之间道间温度应≤100℃。
3.5.2.5 焊接完成后,焊工应对焊缝外观进行检查,其表面不得有裂纹、气孔、弧坑、咬边和肉眼可见的缺陷。图2蒸发罐腐蚀部位修复后
4、经验及收获
蒸发罐修复后即投入运行,至今运行情况良好,再没有发生过类似腐蚀情况。本次的蒸发罐腐蚀和修复工作,给我们蒸发系统设计、施工和生产运行带来了一点经验:
4.1 国内有几套真空制盐项目的316L复合板出现过腐蚀问题,316L不锈钢质量的不稳定,也是造成腐蚀的重要原因。长沙设计院蒸发罐材质一般也选用双向不锈钢,在实际运行中也没有出现蒸发罐的腐蚀问题,所以在蒸发罐的材质选用上可选择双相不锈钢复合板,以提高设备的抗腐蚀性能。
4.2 设备制作过程中,做好成品保护工作,焊接施工时,做好焊缝周围覆层的防护,覆层受损部位经处理后要进行酸洗钝化处理。
4.3 严格执行焊接工艺,外部条件不能满足焊接施工要求时,禁止进行焊接作业,冬季施工时这一点尤为重要。
4.4 运行中稳定控制进罐卤水pH值。
姜风炎,杨书成.蒸发罐腐蚀浅析[J].中国井矿盐,2019,50(6):10-11,15.
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期刊名称:中国腐蚀与防护学报
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主管单位:中国科学院金属研究所
主办单位:中国腐蚀与防护学会,中国科学院金属研究所
出版地方:辽宁
专业分类:科学
国际刊号:1005-4537
国内刊号:21-1474/TG
创刊时间:1981年
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