齐齐哈尔机械设备网

当前位置: 首页 >> 农业机械

制浆造纸工业中的腐蚀问题及耐腐蚀材料的选择

2021年08月18日 齐齐哈尔机械设备网

制浆造纸工业中的腐蚀问题及耐腐蚀材料的选择

李青 李刚Corrosion Problems and Selection of metal Materials in the Pulp & Paper Industry[Abstract]This paperisanoverview of corrosionproblems in the pulp & paperindustry,tocollect and compare the corrosion resistanceper for mance of several classes of alloys throughl aboratorytests,fieldtests,and serviceper for mancein for mation.Labora torytestswere conducte dinenvironmentsthatrelatetopulp paperindustry.It is purpose that helpsrelativein dustry person inorder todecrease the in dustry of the enormous economiccostsas corrosion. 摘要综述了制浆造纸工业中存在的腐蚀问题,通过实验室试验、现场试验及检测数据的服务部门,收集并比较了几种类型合金的耐腐蚀性能。实验室试验是在与制浆造纸工业相关的环境中进行的。其目的是在于帮助相关工业的人士减少由于腐蚀给该工业造成的巨大经济损失。 关键词制浆造纸腐蚀耐蚀材料 1 前言

一个联合的制浆造纸厂的介质条件是从冷水到熔盐、从氧化性漂白介质到还原性的纸浆介质、从强酸性到热的强碱性溶液。所涉及到的设备及材料有输送碎木片和树皮的管道、碳钢、低合金钢、不锈钢制的容器及管道,以及钛制真空洗浆机和玻璃纤维制成的强化塑料管道和槽罐等。

当化学制剂或产品从一个工序转到另一工序时,加工容器、泵、阀、管道和槽罐的材料必须能够完全耐上述腐蚀介质,而要做到这一点是非常困难的。因为区域或工厂之间的腐蚀环境不同,产生的问题也不同,要想寻求一种通用的、在工业上能广泛解决问题的办法是不可能的。制浆造纸工业所遇到的最常见的腐蚀类型包括均匀腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀破裂以及磨损-腐蚀交替作用等。而磨损-腐蚀交替作用是一种研究得最少的损坏类型,这种类型的腐蚀结果会导致大量的维修工作。影响磨损-腐蚀交替作用的因素很多,包括金属本身的耐蚀性如钝化膜的存在和稳定性,环境因素有流体速度、湍流条件、冲击条件和磨损颗粒的数量及特性等。防止磨损问题所采取的方法往往因腐蚀液的存在而无效。如弥散硬化相型材料本可以解决一些固体颗粒的冲蚀,然而由于液体冲蚀问题的存在,则材料基体性能(即耐蚀性能)起支配作用。又如采取消耗基体中的耐蚀元素来形成硬化相即时效硬化,则这种硬化相的存在又会增加液体冲蚀问题。遭到磨损-腐蚀交替作用的设备包括管线系统(特别是弯曲处、弯头和T型管)、搅拌装置、搅拌容器、热交换管、透平叶片、喷咀、导管和蒸汽管线、洗涤器、刀具、磨板、研磨机、隔板和遭到喷射的设备。

本文的目的在于通过归纳出制浆造纸工业中存在的腐蚀问题,帮助相关工业人员减少由于腐蚀给该工业造成的巨大经济损失。 2 制浆造纸工业中的腐蚀

连续蒸煮器、热磨机械浆系统、间歇式蒸煮器、二氧化氯发生器、塔尔油回收系统、蒸汽冷凝系统、烘缸、削片机、木片运输系统、溢流设备、锅炉烟气除尘器及洗浆机等都存在腐蚀。以下就制浆造纸工业中存在的几个最主要的腐蚀问题加以详述。 2.1连续蒸煮器的应力腐蚀破裂

碱法蒸煮是在含约100g/L氢氧化钠和35g/L硫化钠和大量碳酸钠、硫酸盐和硫代硫酸盐液体介质中,于1.1MPa和175℃下进行的。碳钢制的连续蒸煮器焊接结构处通常会发生破裂,其诱因是未消除应力的焊缝在碱性介质中会发生应力腐蚀破裂。 2.2化学药品回收炉管的腐蚀

利用烟气余热提高入炉一、二次风温度的回收锅炉的使用在逐年增加,水冷壁、过热器和发生器(锅炉)管道在不同锅炉中各有作用,首先是蒸煮化学药品的回收再利用,这包括从浆中提取废液的浓缩、蒸发、燃烧,使之产生蒸汽和炉底生成熔融的盐类。尽可能精确控制流出量和排出量的工业趋势是,最佳燃烧率和较高压力锅炉已改变了熔盐或“熔炼”和燃烧气的成分,并提高了锅炉某些部位的温度。那么在此种情况下,最易发生的腐蚀问题是由于熔炼而产生硫化和氧化所引起的外部管道的腐蚀,同时还会发生管道过热、疲劳、磨损-腐蚀以及冷却管一侧的腐蚀。 2.3漂白、洗涤工序的设备腐蚀

在多段漂白生产线上,每段必须清洗纸浆以防止每道工序中残留的化学药物。最一般的漂白剂是以氧化性药物为基础的氯离子,这种漂白剂使不锈钢清洗鼓和清洗使用的管道发生浸蚀性的局部腐蚀。这种腐蚀在缝隙、纸浆沉积物下面及焊缝处特别严重。 2.4真空压辊的腐蚀

纸页脱水是造纸的基本工序,在纸页通过蒸汽烘缸以前,脱水是靠排水、真空吸水、压榨及毛布吸水来完成的。真空辊是很多造纸机中的一个重要部件,这种辊表面有致密的孔,使吸出的水通过辊壁。真空辊的损坏是造纸机长期存在的问题,其损坏的诱因一般是腐蚀疲劳。 2.5结构上的腐蚀和破坏

在制浆造纸车间局部加工场所的大气中,含有水蒸气和氯化物、二氧化氯、二氧化硫、硫化氢及其它腐蚀性气体,具有较强的侵蚀性,再加之经常发生溢出和泄漏,从而导致钢和混凝土结构如地面、走道、柱、梁和屋基发生严重的腐蚀,而泵基础、电缆托盘、管道吊架、控制设备和许多其他部件也经常需要维修或更换。

解决这些问题,最有效的办法就是适当控制腐蚀烟气、蒸汽和溢出等综合措施,包括通风。结构钢可采用适当的保护涂层,如含聚氯酯、乙烯基、环氧、富锌的底漆。 3 国外有关合金在模拟制浆造纸工业腐蚀环境中的耐腐蚀性能介绍

选择的合金代表为碳钢、300系奥氏体不锈钢、20型不锈钢、双相不锈钢及镍基合金,其名义化学成分和商品名称列于表1。收集的国外试验室试验是在与制浆和造纸工业遇到的均匀腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀破裂和各种磨损-腐蚀交替作用相应的环境中进行的。 表1 合金的名义化学成分合金 Ni Fe Cr Mo Cu C 其它 奥氏体不锈钢               304L 8.0 余 18.0 - - ≤0.03   316L 12.0 余 17.0 2.0 - ≤0.03   317L 13.0 余 19.0 3.5 - ≤0.03   317LM 14.0 余 19.0 4.25 - ≤0.03   20型合金               Carpenter20CB-3 34.0 余 20.0 2.5 3.5 ≤0.03 Nb:1.0 INCO 904L 25.0 余 19.5 4.5 1.5 ≤0.02   Hastelloy M-532 26.0 余 22.0 5.0 - ≤0.04   双相合金               3RE 60 5.0 余 19.0 2.5 0.2 ≤0.04 N:0.08 Ferraliumm225 5.0 余 25.5 3.5 1.7 ≤0.04