化工干燥设备的材料选用及其防腐蚀措施研究

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年第8期   作者: 谢衡 马赛
[导读] 现阶段,干燥设备被广泛的用作各种制造过程中的主要设备
         摘要:现阶段,干燥设备被广泛的用作各种制造过程中的主要设备,例如,化学工业中的肥料生产。对于化学干燥器,干燥过程不仅涉及使用热物理方法进行脱水,还涉及诸如加工材料、各种产品指标和设备位置等,因此,生产的过程中,应根据具体的生产工艺要求选择干燥设备、生产材料等。在本文中,深入的分析了干燥机械的材料选择方法,并给出了适当的防腐措施,确保化学干燥机械的平稳运行。
         关键词:化工干燥设备;材料选用;防腐蚀
         引言
         干燥设备是化工公司生产过程中非常重要的一项设备。当前常用的化学干燥设备的主要优点包括:实用性强、成本低;易于使用,操作方便;功耗低;生产强度低,体积小;环保、卫生、不污染空气;生产耗时短,提供高生产率;易于管理并且具有先进的技术。与传统的方法相比,许多化学干燥设备无需热惯性即可使用,操作灵活方便,微波输出可以调控。由于在干燥过程中要处理的材料种类繁多,因此干燥设备的制造需要根据特定的工作条件以及科学合理的制造和安装方法来选择特定的材料。
         1、化工干燥设备的种类
         根据干燥设备的工作原理不同,干燥设备一般可以有条件地分为以下几类:(1)介电加热干燥器:就是通常所说的高频干燥,这种方法是通过交替将材料暴露于高频电场中来增加其内部极性分子的运动幅度,材料被加热并振动,这样材料就被干燥。(2)冷冻干燥机:将湿物料的温度冷却至零以下,然后进行真空加热,使湿物料中的水分子升华成气态,实现干燥的效果。(3)对流干燥器:将干燥介质和湿物料混合,以使干燥介质可以通过对流传热将热量提供给湿物料,并且蒸发的水分子被干燥介质除去。(4)辐射干燥机:它主要是一种干燥机,通过红外辐射使湿物料的水分蒸发,从而使得实现对物料干燥的目的。(5)导电干燥机:使用导热容器对潮湿的物料进行加热,将物料的水分蒸发,然后水分通过干燥介质或真空泵排出[1]。
         2、干燥设备材料的科学选择方法   
         2.1、与要干燥物料的性质相适应
         化学干燥机械的主要功能包括:将特定的材料脱水以达到干燥效果,并且确保该材料具有一定的干燥度。但是,相关干燥设备必须接受来自各个领域的各种不同的材料,包括医药、化学工业、食品制造等,材料的物理特性因所属领域不同而异,所以就需要干燥机的干燥功能也要有一些针对性。因此,干燥器材料的选择应该适应被干燥材料的性质。例如:在某些化学领域,特别是在化学试剂的干燥过程,不能选择铁和铝制成的机械设备,这是因为化学试剂容易反应并且会导致干燥装置腐蚀,当干燥的材料含有酸和碱的时候,也会腐蚀金属干燥机械,并且如果材料被连续加热,干燥机械也将会被持续的腐蚀。从这些分析中可以得出的结论是,必须注意干燥材料的化学因素,以便科学合理的选择设备材料,尽量减少腐蚀等相关问题的出现。
         2.2、结合干燥过程科学选用材料
         干燥条件因干燥的材料不同而异。例如,一些化学公司使用高温干燥器干燥无机盐,而且还确保其能够聚合,因此,用于干燥的热空气温度必须超过800°C。因此,干燥材料的选择应基于具有高耐热性的昂贵不锈钢。但是,并非所有干燥室都在高温范围内,因此必须进行适当的计算,并且只在高温范围内使用耐高温的材料。
         2.3、根据干燥设备类型选用
         干燥物料的设备类型很多,每种类型的操作原理也都不相同,因此在选择物料的过程中,必须要仔细考虑这一因素的影响。例如,由于鼓风机管中的气体流速高且质地坚硬,因此在干燥过程中使用空气干燥器会大大削弱干燥管的弯曲壁的位置,此时必须使用耐磨材料。此外,一般不锈钢的热导率是远低于碳钢的。对于以传热为主要功能的干燥机械,如果以不锈钢为主要的制造材料,则应根据不锈钢的导热率来计算设备的传热面积。实际的一些工程经验表明,对于蒸汽热交换器,不锈钢的面积比碳钢大约会大出30%左右[2]。


         3、化工干燥设备的防腐蚀方法
         3.1、磷化—钝化工艺
         由于振动流化床干燥器的组件中超过70%都是由碳钢制成的,因此,在不同的过程之间需要大量的处理时间,并会发生生锈问题,需要进行一定的处理。用这种材料制成的用于防腐处理的设备可以使用磷酸盐钝化工艺,在电和电化学反应的影响下,生锈的钢部件可以恢复为金属的原始颜色,并且形成一层致密的保护膜层,耐腐蚀膜可确保空气中的稳定性,不会出现腐蚀或生锈的问题。该防腐方法的实际操作相对比较简单,不会导致过多的污染,并且不需要过多的劳动力和财务资源,该防腐蚀工艺不仅限于碳钢防腐蚀结构,还可以与其他类型的组件一起使用,以有效的实现防腐蚀功能[3]。
         3.2、静电粉末喷涂用于干燥设备
         最常用的油漆和涂料等一般都是液体,因为它们含有大量有机溶剂,这将会直接影响生产、储存、运输和制造,还有可能会发生严重的安全事故。另外,油漆和涂料也是有毒的,如果释放到大气中会严重的破坏环境。因此,应使用少量溶液的粉末涂料,振动流化床干燥器的顶盖通常由冷轧不锈钢板制成,但实际使用的成本相对较高。放弃普通碳素钢而使用不锈钢的主要原因是,普通碳素钢在干燥过程中因与腐蚀性物质和气体接触而被损坏,并且不锈钢具有更高的耐腐蚀性,轧制的不锈钢薄板更适合于作为制造的材料。静电涂覆的聚酯树脂粉末涂料具有高强度、耐久性和光洁度,以及出色的户外耐候性、耐热性、耐腐蚀性和耐粉末性。可以看出,通过在干燥机中使用聚酯树脂粉末涂料的静电喷涂,可以明显的提高防腐的效果。
         3.3、奥氏体镍格不锈钢的焊接
         板是制造化学干燥机不可或缺的一种材料,通常使用1Cr18Ni9Ti类型等板。在焊接的过程中,此类板材容易遭受破坏、腐蚀等问题,这对化学干燥设备的使用年限会产生影响,另外,这也会限制机械发挥出性能。与其他材料相比,不锈钢具有较低的热导率和较高的电阻,这通常会由于连续加热而导致较大的热膨胀面积,事实证明,现在的化学干燥器的材料还存在有许多的缺陷,因此,必须选择合理的焊接技术。在焊接奥氏体镍铬不锈钢的过程中,可能的腐蚀问题主要包括:特定零件的腐蚀、晶间腐蚀、一般腐蚀等几种,其中,晶间腐蚀是高合金钢中经常发生的主要问题,尽管钢本身具有出色的耐腐蚀性,但焊接时的耐热性却大大降低了耐腐蚀性。因此,对不锈钢材料制成的干燥机械,需要注意对焊接过程的控制和监控,尽量防止设备在焊接过程中发生一些问题,必须选择合理的焊接技术,不能因为焊接技术不到位而产生一些问题[4]。
         3.4、酸洗—钝化方法
         某些化学干燥器材料(例如304不锈钢)在进行焊接的时候,可能会产生焊渣、碎屑,这些焊渣、碎屑会对化学设备的整体美观性产生负面影响,同时,焊接部位也可能会面临腐蚀的危险,为了有效地防止这些问题,可以在钝化操作之前使用酸洗-钝化工艺,即使用酸洗-干燥设备先进行处理,然后再接着进行下一步工艺。其中,蚀刻液的化学制备方法:硝酸20%、氢氟酸5%、水75%,钝化液的制备方法:重铬酸钾4g、5%HNO3、然后加入常温状态足量的水。蚀刻钝化工艺有效地去除了焊渣和碎屑,降低了锈蚀问题发生的概率,并保持了化学干燥机械的整体美感,大大的降低了问题的发生次数[5]。
         结束语
         在化工企业生产的过程中,化学干燥设备已经是一种相对普遍的生产设备。因此,这一设备的防腐工作也成为了一项非常重要的技术。对于相关公司而言,使用高效且具有成本效益的设备将为人们带来便利,同时,应使用适当的防腐处理措施,因为这通常与安全生产以及经济利益直接相关。
         参考文献:
         [1]冯庆安.化工设备腐蚀及其防范措施[J].化工设计通讯,2019,45(07):209+218.
         [2]任贵风.储油罐腐蚀及其防护措施探究[J].全面腐蚀控制,2019,33(06):104-106.
         [3]王丽,林祥群,刘婷婷.提高化工机械设备的防腐性能浅析[J].生物化工,2019,5(03):149-152.
         [4]胡建国,罗慧娟,张志浩,王晶,成杰.长庆油田某输油管道腐蚀失效分析[J].腐蚀与防护,2018,39(12):962-965+970.
         [5]杨红先.原油劣质化对常压装置影响及应对措施[J].江西化工,2018(06):15-17.
        
        
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