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法蘭腐蝕和離心泵的腐蝕

2019-01-24

蔣貝爾

（萬州第二高級中學(xué)，重慶　404100）

　　1　法蘭存在的腐蝕
　　法蘭連接是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結(jié)構(gòu)的可拆連接，管道法蘭是指管道裝置中配管用的法蘭，用在設(shè)備上是指設(shè)備的進(jìn)出口法蘭。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊接，法蘭間用襯墊密封。由法蘭的連接結(jié)構(gòu)可以知道，法蘭的腐蝕主要是兩個法蘭面的縫隙腐蝕及不同金屬間的電偶腐蝕。

　　1.1縫隙腐蝕

　　縫隙腐蝕是在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構(gòu)成狹窄的縫隙內(nèi)，有電解質(zhì)溶液存在，介質(zhì)遷移收到阻滯時產(chǎn)生的一種局部腐蝕形態(tài)。在縫隙腐蝕前，縫的內(nèi)外表面發(fā)生相同的陰、陽極反應(yīng)；在縫隙腐蝕的初始階段，縫內(nèi)缺氧，縫外富氧，形成了“供氧差電池”；在縫隙腐蝕加速階段由于幾何形狀或產(chǎn)物堆積形成“閉塞電池”。由縫隙腐蝕發(fā)生的原因可知，法蘭的縫隙腐蝕可以發(fā)生在兩個法蘭盤之間、法蘭墊與法蘭盤之間，法蘭盤和螺栓之間。

　　1.2電偶腐蝕

　　電偶腐蝕是在電解質(zhì)溶液中，當(dāng)兩種金屬或合金相接觸（電導(dǎo)通）時，電位較負(fù)的金屬腐蝕被加速，而電位較正的金屬受到保護(hù)的腐蝕現(xiàn)象。在工程技術(shù)中，不同金屬的組合是不可避免的，幾乎所有的機(jī)器和金屬構(gòu)件都是由不同的金屬材料部件組合而成，電偶腐蝕非常普遍。在法蘭連接結(jié)構(gòu)中，電偶腐蝕一般發(fā)生在法蘭盤與螺栓之間。

　　2　法蘭腐蝕的防腐措施

　　對法蘭的密封性的檢查只能在整個生產(chǎn)停工時才可以進(jìn)行，在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常性進(jìn)行停工時不實際的，所以為了保證生產(chǎn)加工的正常開展，減少因泄漏而引發(fā)的安全事故，法蘭設(shè)備的防腐勢在必行。針對縫隙腐蝕可采取的措施有：①在法蘭的連接過程中應(yīng)盡量較少縫隙的形成。②采用緩蝕劑。③采用合適的墊圈或者用密封墊圈。

　　針對電偶腐蝕可采取的措施有：①盡量選擇在電偶序中位置靠近的金屬進(jìn)行組裝。②在法蘭盤及螺栓表面鍍上涂層。③在螺栓和法蘭盤的連接時，盡量避免“大陰極-小陽極”的結(jié)構(gòu)。

　　3　離心泵存在的腐蝕

　　離心泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使液體發(fā)生離心運動來工作的。泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿液體，然后啟動電機(jī)，使泵軸帶動葉輪和液體做高速旋轉(zhuǎn)運動，液體發(fā)生離心運動，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。由離心泵的工作原理可知，離心泵主要存在的是沖刷腐蝕。

　　3.1沖刷腐蝕

　　沖刷腐蝕是金屬表面與腐蝕液體之間由于高速相對運動引起的金屬損傷。沖刷腐蝕是以流體對電化學(xué)腐蝕行為的影響、流體產(chǎn)生的機(jī)械作用以及二者的交互作用為特征的。沖刷會對腐蝕產(chǎn)生加速作用，而反過來腐蝕也會對沖刷產(chǎn)生加速作用。影響沖刷腐蝕的因素除材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)等自身性能外，流體的流速和流態(tài)等有很大的影響。

　　多數(shù)情況下，流速增加，加速腐蝕；當(dāng)流體中存在氣泡或固體顆粒時會加速腐蝕。

　　3.2沖刷腐蝕的一種特殊形式：空泡腐蝕

　　由于金屬表面附近的液體中空泡破滅產(chǎn)生的沖擊波引起機(jī)械破壞，造成表面粗化；空泡破滅會破壞葉輪表面保護(hù)膜，出現(xiàn)大量直徑不等的火山口狀的凹坑，Z終喪失使用性能的一種破壞。也就是化工專業(yè)中的汽蝕。造成汽蝕的原因是當(dāng)葉輪入口處壓強(qiáng)下降至被送液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓時，液體將會發(fā)生部分汽化，生成的氣泡將隨液體從抵押區(qū)進(jìn)入高壓區(qū)，在高壓區(qū)氣泡會急劇收縮，凝結(jié)，其周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占空間，產(chǎn)生高強(qiáng)度的沖擊波，長期受到這種沖擊力會使葉輪局部表面出現(xiàn)斑痕和裂紋。

　　3.3化學(xué)腐蝕

　　離心泵輸送的介質(zhì)也會對設(shè)備造成一定的腐蝕。腐蝕程度主要受輸送介質(zhì)的pH和鹽濃度的影響。當(dāng)運送的介質(zhì)pH較低時，陰極反應(yīng)較易進(jìn)行，腐蝕速度加快。若運輸介質(zhì)的鹽濃度增加，溶液的導(dǎo)電性增加以及鹵素離子作用增強(qiáng)，腐蝕速率增大，但當(dāng)增大到一定程度時，由于氧溶解度降低，腐蝕速率又會下降。

　　離心泵的防腐措施：

　?、俑倪M(jìn)設(shè)計，選擇合適的安裝高度，避免汽蝕的產(chǎn)生。

　　②控制流速，避免湍流和大量旋渦的產(chǎn)生。

　　③在灌泵前，去除溶解在流體中的氣體，避免形成冷凝水。

　　④選擇耐蝕的葉輪。

　?、菰陔x心泵的關(guān)鍵部位鍍層。

　　⑥采用耐腐蝕泵。

　?、哚槍Σ煌墓ぷ鳝h(huán)境，合理選擇不同的材料。

　　4　結(jié)論

　　材料腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)和物理作用產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象。設(shè)備的防腐不僅是為了為了保證工業(yè)設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)，隨時可以投入生產(chǎn)，減少因故障而造成的停機(jī)，提高生產(chǎn)效率；更是為了在工業(yè)生產(chǎn)中，避免因設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，造成的有害物質(zhì)的泄漏，污染環(huán)境，或者引起災(zāi)難性事故，危及人的生命安全，所以設(shè)備的防腐具有重大意義。我們在對設(shè)備進(jìn)行防腐時，首先要根據(jù)設(shè)備進(jìn)行分析，不僅要對不同的設(shè)備進(jìn)行分析，對相同設(shè)備也要根據(jù)其不同的制做材料，不同的幾何形狀進(jìn)行具體的分析，當(dāng)然還要結(jié)合實際工廠所處的環(huán)境進(jìn)行綜合考慮。

來源：《山東工業(yè)技術(shù)》2018年第4期

（圖文無關(guān)）