持续蒸煮器及其操作.docx
- 文档编号:27871320
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:287.40KB
持续蒸煮器及其操作.docx
《持续蒸煮器及其操作.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《持续蒸煮器及其操作.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
持续蒸煮器及其操作
持续蒸煮器及其操作
一.历史进展
能够肯定地说,瑞典是世界上工业化持续制浆设备(除磨石磨木机外)的开创国。
用木片机械制浆的的Asplund纤维离解机是1930年发明的。
原先它是一种水平式螺旋发生装置,对发生蒸煮作用来讲在里面的处置时刻太短了。
但它是诸如Pandia蒸煮器的前驱【3】。
Black-Clawson公司研制的Pandia蒸煮器将几根带水平螺旋的蒸煮管组合在一路,为木片半化学浆和一年生植物制浆的硫酸盐蒸煮提供了较长的时刻。
长时期来,备料工段的剥皮、削片和挑选都是持续的,自从采用过滤机和压榨洗涤系统后,洗浆也持续化了。
蒸煮两头都实现了持续化,于是长期来踊跃尽力使蒸煮也能持续化。
蒸煮持续化的主要困难是,在压力下木片的进入蒸煮器和纸浆或软化木片的排除蒸煮器。
瑞典Kamyr公司自1938年起开始研制持续硫酸盐蒸煮系统,这方面的开拓工作应完全归功于【4】。
他在用实验设备生产出合格纸浆前,整整试探了约6年时刻,研制的主要难点是在机械性能方面的改良,历程如下:
1958年实行冷喷放法以提高纸浆强度;1962年实行锅内逆流预洗涤(作为冷喷放法的延伸),1965年推出适当的延长渗透时刻的上部加热的简化型汽相蒸煮,1964年推出专用于木材废料和一年生植物的锯末蒸煮器。
至今,包括木片完全预浸的独立的压力容器,和单、双段Kamyr扩散洗涤器在内,安装的Kamyr蒸煮器总数已达330台,其总产量占全世界减法制浆生产量的45%。
此刻简要的叙述一下另外两种已投入工业运行的直立式持续蒸煮器情形。
Impco升流持续蒸煮器(ImprovedMachinery公司研制),它曾用作硫酸盐法和NSSC法制浆,但此刻已再也不利用。
ESCO直立式持续蒸煮器的设计,代表一种简化型式,比起Kamyr蒸煮器来,对木材质量和木片规格的敏感性更低。
在各国大约有15台ESCO蒸煮器用于硫酸盐法和NSSC法制浆。
其设计和制造的专利权,1982年为Ingerso11-Rand公司所有。
该蒸煮器现由ImprovedMachinery公司(Ingersoll-Rand)以Impco的名义提供。
另外一种基于不同于上述型式的成功设计是BauerM&D持续蒸煮器[7],它安装成450角,而且其蒸煮器内物料是通过一条链传动输送机移送的。
在研制持续蒸煮器的同时,研制了在蒸煮器带亚情形下加料的持续进料器。
将木片持续地加入到蒸煮器中的旋转格仓进料器(图120)是该研究的功效。
物
料从起压力密封旋转料塞作用的格仓上部加入,并从格仓倒空进入下面的压力容器。
为了平衡旋转料塞和蒸煮器的压力和消除热膨胀的问题,要有一个通蒸汽式药液的附加装置,如此转子与外壳间的裂缝可减至最小而不产生金属间的磨损。
二、Kamyr液力式(Hydraulic)蒸煮器
持续蒸煮的开发,最先是应用于硫酸盐蒸煮的。
因为硫酸盐蒸煮液渗透木片的速度专门快。
几年来对安装于1948年的样机的改造,主如果为了改良系统的靠得住性,和更重要的是改良纸浆的机械性能。
蒸煮器底部排热浆的出料装置是损伤硫酸盐浆、酸性亚硫酸盐浆、乃至中性亚硫酸盐浆的主要本源。
那个问题已经通过采取冷喷放取得解决,其方式是循环冷稀黒液到蒸煮器下部以冷却纸浆,并用喷放阀直接将蒸煮器压力降下来。
对现有蒸煮器设计的第二项改造,是增设一个逆流洗涤区,以便有4h的停留时刻可除去软化但未离解的木片(或其他锅内物料)中的废液。
用那个方式使原有的应用最广的液力式Kamyr蒸煮器取得了完善。
“液力式”指的是蒸煮器完全用蒸煮液充满,而没有气相空间。
蒸煮器及其附属装置示于图121,其操作方式在下面叙述。
1.进料和蒸煮
木片的规格品级和均一性,对这种持续设备的重要性比间歇
设备愈甚。
锯末、木针和小木片等要尽可能避免,但这几年随着设备结构的改良,它们能够容忍的水平已有提高。
通过增加篦子孔眼大小和改良上下区之间抽液的筛网,已减轻了药液篦子的堵塞。
采用双塔蒸煮系统(将在下节讨论)进一步增加了处置低质量木材配比的可能性。
但从操作和质量的观点,小片和木针仍是不受欢迎的。
小片还会增加逆流洗涤区的流动阻力和减慢木片下移的速度。
为减少这种麻烦,对单塔液力式Kamyr蒸煮器的木片规格要求,一般限制通过7mmWillian筛的木片比例占10%左右(质量分数)。
气相式双塔蒸煮器的木针和小片量能够多一些。
木片经电磁除铁器和木片筛后,进入一个配有经气封①的蒸汽喷嘴的缓冲木片仓②。
木片90oC(或稍高一些)温度下停留10~15min。
木片仓的振动器③将木片送入木片计量器④。
改变木片计量器的转速能够调节生产量。
从计量器出来的木片通太低压进料器⑤进入汽蒸罐⑥,停留2~3min,维持蒸汽压力103~124kpa,所需蒸汽主要来自蒸煮器抽出废蒸煮液的闪急蒸汽。
从汽蒸罐排出的空气,萜烯和若干蒸汽,与闪急槽蒸发出来的废汽一路送往冷凝器。
预汽蒸后,木片进入一台附加的杂物分离器⑦和高压进料器⑧。
进料器的转子部份,都浸没在药液中,木片溜槽⑨控制药液液位。
木片是利用木片溜槽循环泵⑩冲入高压进料将药液输送到蒸煮器顶部。
上循环所需的药液通过顶部份离器
的圆筒筛板抽出,木片利用螺旋向上移动,螺旋还起到筛板干净的作用。
蒸煮器木片料位用安装在蒸煮器壁上(图122)的三个应变仪料位传感器进行检测。
高压泵
将蒸煮液送到蒸煮器顶部,并使多余药液从木片溜槽除去。
蒸煮液的容积由电磁流量计和控制阀控制。
液位平衡槽
为高压泵提供稳固的吸入口压头。
蒸煮器在加热区的压力维持1140kpa,由冷喷放泵
控制,在泵吸入口不产生闪急蒸发和全数蒸煮时刻内蒸煮器都充满药液情形下,保证浸渍区Ⅰ(一般为温度105~130oC,时刻45min)下移到加热区Ⅱ,加热区的温度通过两个间接加热蒸煮循环系统分两步提升。
每一个系统都抽液篦子、泵、加热器和中心循环导
管。
出加热器
的药液温度控制器保证精准加热区的温度。
加热以后,木片和药液通过蒸煮区Ⅲ,在此处控制停留时刻~2h。
由于蒸煮是放热反映,在此期间温度将继续上升到4oC左右。
从这方面来讲,持续蒸煮对加大液木比和装料紧度是有利的,因为持续蒸煮过得与间歇蒸煮不同。
在间歇蒸煮中,先用装锅装入木片,然后才将药液送入,使其盖过木片面。
按照装料程度、木片密度等因素,液木比约为:
1(含木片水分在内)。
在间歇蒸煮中,液木比的意义是,该变数可决定化学药品的浓度、蒸汽消耗用量和残碱浓度。
在持续蒸煮中,液木比概念已没有多大的实际意义。
在持续化系统中,液木比更适合用于测定物料平衡以控制进程。
在木材蒸煮中,主要的目的是控制化学品与木材的比例,溶液中化学品的浓度、温度和将热量和化学品传递到木材的速度。
在间歇蒸煮中,物料处于静止状态,即其液木比和药液成份在蒸煮开始时都是固定的,或,如最近开发的新蒸煮工艺那样,是由几个分段的静止状态组成,而在持续蒸煮中,液木比可从进料器和移送管的高比例到蒸煮器本体的低比例之间变更。
在进程的某些阶段,有大量的循环药液,并以动态物料平衡控制化学品的加入量、化学品浓度和蒸汽用量。
最近开发的MCC蒸煮法加倍是如此,它将顺流和逆流相结合,多次地加入蒸煮液。
2.蒸煮器中的逆流洗涤
在蒸煮器蒸煮区的结尾,穿过木片抽出的洗涤液再循环回
来,以抑制蒸煮反映。
木
片继续下降,进入逆流洗
涤区Ⅳ(图121)。
洗涤时
间也被纳入到蒸煮程序中,
它通常在~4h之间。
从
后工序滤液槽送来的洗涤液
或新鲜热水,泵入蒸煮器底
部,并与木片流动方向相反
地向上流动。
通过附属的洗
涤药液循环和加热系统,控
制扩散洗涤区的温度上到125
~135oC。
由于扩散区在时刻、
温度和压力上都有利于扩散
进程,蒸煮木片和纤维素可
在这里有效地完成预洗涤。
在洗涤区的上部,逆
流药液通过上部篦子抽出,
并如上所述,通过中心循环
导管再循环回来以抑制蒸煮
反映。
带有残余化学品的高温
蒸煮液通过上部篦子想抽出(
在温度150~160oC),并闪急蒸
发以回收蒸汽;然后送往蒸发
工段。
热回收分成两段。
l号闪
蒸槽
产生的蒸汽用于120oC的
木片预汽蒸。
2号闪蒸槽
的蒸
汽用于木片仓的常压预汽蒸或制取热水。
有些厂将闪急蒸汽用寸:
蒸发器。
也有些厂配有3号闪蒸槽以提供洗涤液循环加热器的蒸汽。
闪急蒸汽的利用按照各厂的需要.而有所不同。
逆流洗涤作业成功的关键,是要准确地控制喷放管的流量。
所加入的洗涤液大部份与纸浆一路排出,因此必需明白随纸浆喷放出去的液量,以控制升流药液的成份。
洗涤液温度为70一80oC,以保证冷喷放条件。
底部刮料器
使蒸煮器能均一排放。
这里的温度为80一85oC,因为现在的化学品浓度己很低,纤维的潜在强度可得以维持。
冷却的、经预洗涤的纸浆,在必然速度下喷入喷放管,并再次洗涤以供最终的洗浆之用。
从第一台洗浆机滤液槽出来的所有多余黑液泵到上述蒸煮器底部,进行扩散洗涤。
蒸煮器内的液压,由该黑液注入量自动控制。
带逆流洗涤的蒸煮器,要用遥控电磁流量计控制喷放管内的流量作为系统的重要组成部份。
加入到底部的洗涤液自动控制蒸煮器压力,并补偿可能出现的放料浓度的波动。
抽出液量要进行调节。
蒸煮器上部不需要补充黑液,除非木片干度严峻转变或木片水分太低时。
当木片水分严重波动时,有可能采取办法,改变控制条件,以调节蒸煮器内升流药液量的稳固,从而可维持逆流扩散区的稳固。
对逆流洗涤段,在假设稀释因子为2时置换比为,而三段真空洗浆机的置换比则在~范围之内。
其原因是黑液极易产生泡沫,在持续系统中,大部份皂化物巳在洗涤前被抽提掉了。
为了完善蒸煮器内未纤维化物料扩散预洗涤的效果,喷放出来的(且常常是经在线磨浆机后的)纸浆,要进行补充洗涤。
这可在Kamyr公司研制的一段或两段持续式同心圆扩散洗涤器中完成,或在l~3段真空洗浆机中完成。
有些情形下,Kamyr扩散洗涤器和真空洗浆机并用。
以放射性示踪木片进行追踪研究,已用来研究持续蒸煮器内木片的流动模式【5】。
“研究结果表明,向蒸煮器下部移动的木片柱,紧缩意外地少,还有很少量的垂直沟流和旋转的木片物质。
停留时刻与从蒸煮器几何形状计算所得的相似。
三、Kamyr汽-液相蒸煮器
原先的蒸煮器是专门为各类木片预汽蒸和预浸渍时刻有限和产量专门大的硫酸盐法蒸煮而设计的。
送入的木片——药液混合物进到蒸煮器的高压环境中,实行有限程度的预浸渍。
循环系统中附属的篦子和中心导管对木屑和小片均很敏感。
它还使热药液与新加入的冷药液在浸渍区直接混合。
虽然液压式蒸煮器仍在普遍利用着,但主要为酸性亚硫酸氢盐法和亚硫酸氢盐法制浆而研制的汽—液相型蒸煮器(图124),现巳成为最通用的持续蒸煮器,它还在预水解硫酸盐法、NSSC法和普通硫酸盐法制浆中
成功地利用着。
主要的改革是,以反向式顶
部份离器取代了液压式蒸煮器的
顶部份离器,从而与蒸煮器顶部
维持了一个汽相空间,使通过渗
透的木片能用直接通汽迅速地加
热到蒸煮温度。
这意味着在蒸煮
器内不再有专门的浸渍区。
但
在必需专门好控制纸浆质量时,可
在上部加少量的循环液以控制温
度。
这种循环装置还可用以引入
化学品以维持一个第二蒸煮段。
在这种汽—液相蒸煮中,木
片预浸只限于顶部循环液,和
在反向式顶部份离器中停留的3—
4min时刻。
图l25表示出这种蒸
煮器第一代反向顶部份离器的原理
。
3年后,外置式倾斜反向顶部份
离器即被示于图126的内置式反向
顶部份离器所取代。
汽相部份通常
调整为在蒸煮器外壳顶以下2m,但
如需要高汽相较例时,可增加到距
壳顶5m。
药液液位维持低于木片料
位l~2m。
木片料位利用γ—射线管持续监测和控制。
在反向式项部份离器中,当螺旋输送器移送木片时,顶部循环液通过圆筒形筛板的垂直缝抽出,其他多余药液则随之向上,在超过度离器边缘后,被直接蒸汽吹入蒸煮器。
由汽相区温度控制的蒸汽流量,可对来料进行均一的加热。
由于在蒸煮器顶部有气相空间,惰性气体积聚的问题也随之解决。
这对制造硫酸盐法溶解浆是很重要的,因为在预水解时要产生CO2。
这种蒸煮器也有可能生产含半纤维素极低的溶解浆。
在预水解硫酸盐法蒸煮中【6】,升温进程中木材产生的酸,水解半纤维素,并使其在随后的碱煮中溶解掉。
这种水解作用是利用在反向顶部份离器回路中的水进行(分离器将木片挟带的水除去),并在蒸煮器上部的气相区发生水解反映。
当木片进入到蒸煮器时,用直接通汽加热到水解温度(166oC)。
在预水解区不进行药液循环,以避免在篦子上沉析树脂。
预水解区必需用不锈钢衬里,以避免酸性侵蚀。
当木片通过蒸煮器的预水解区向下进入蒸煮区时,用在蒸煮器中部加入的蒸煮液,在这里进行逆流蒸煮。
预水解硫酸盐法制浆所用的化学品要比硫酸盐法制浆多(以后还可回收),由于一部份烧碱要中和在预水解时木材产生的酸。
逆流洗涤和放料都属于通用程序。
四、带预汽蒸和浸渍的蒸煮器-双塔系统
Kamyr持续蒸煮器的下个研制项目,是在一个单独容器中改良预汽蒸和浸渍进程。
通过这项改良,使工艺条件更为灵活,并增强了浸渍和蒸煮段的控制。
在初期设计中,将去汽蒸罐的木片漏斗改成为封锁式木片仓(并在底部通入蒸汽,形成微过压),使木片汽蒸条件有了专门大改善。
这种常压预汽蒸木片仓也可不用汽蒸罐而单独利用。
从低压进料器排出的废气通至木片仓。
低压新蒸汽或
2号闪蒸槽出来的蒸汽(图128)都可用作常压预汽蒸之用。
新蒸汽必需减温到105oC以避免木片水解和木片仓失火的危险。
木片仓排气温度维持在70oC,控制好木片料位,以维持有10min的停留时刻。
在汽蒸罐的停留时刻为1~2min,压力125kPa。
干木材则需更多的汽蒸,因此常压汽蒸木片仓和汽蒸罐的设计各厂都不一样。
双塔蒸煮系统增设了一个单独的去蒸煮器的立式高压浸债器。
最先的设计是利用汽—液相蒸煮器,因为这种器是为亚硫酸盐法制浆而研制的,充分浸渍对该工艺的成功具有重要意义。
在双塔系统,经预汽蒸的木片通太高压进料器送人降流式浸渍器的顶部,浸渍器内温度110oC,压力为蒸煮器压力加液柱静压力即1400kPa,在如此高的压力和相对较低的温度下,对以各类木片规格制取低筛渣高均一性的纸浆,提供了良好的浸渍条件。
从浸渍器的出口.木片和药液泵送至装有反问顶部份离器(如上所述)的蒸煮器顶部。
如此的改良使汽—液相蒸煮器的蒸煮效率大为提高。
图130对一定用碱
量蒸煮到产伯值40的硫酸盐法制浆进行了比较,表明单独用液力式蒸煮器粗渣最高,而用浸渍器的则粗渣最低。
有几台液力式蒸煮器配有液力式高压浸渍器(图131)。
在这种双塔系统中,
液位高于木片料位.木片柱的靠得住控制是通过应变仪料位指示计进行的,这是一种穿过蒸煮器壁的桨状装置,可监测木片的移功。
双塔液力式蒸煮器,是在浸渍器和蒸煮器之间的药液循环系统中,最终将木片和药液加热到蒸煮温度的。
返回的循环液在列管式热互换器中加热,然后与木片混合,一路从浸渍器排出。
在该系统中,蒸煮器顶部没有顶部份离器。
循环液通过蒸煮器顶部木片料层上面的固定篦子抽出。
从循环液分离出来的已浸渍的木片,借重力向下移动通过蒸煮区。
蒸煮反映完成后的抽液、终止反映、洗涤、冷却和药液闪急蒸发就都是标准程序了。
五、改良型持续蒸煮(MCC)
瑞典林产品实验室(SFPL)的理论研究表明,通过对蒸煮工艺的几项改良,能够改良硫酸盐法制浆。
这些改良包括:
①降低初始碱浓度;②提高大量脱木素期开姑时的硫化度;③降低蒸煮后期的溶解木素和钠盐的浓度。
Kamyr公司已按照SFPL研究的条件开发出改良型持续蒸煮器以生产纸浆。
该改良工艺设计如图132所示。
白液是在进料区.输送循环区和新逆流蒸煮区别离加人的。
这种别离加入白液的做法使在整个蒸煮中的碱浓度更为均一。
在蒸煮后期逆流区的木素浓度和钠盐浓度较低。
这些改良工艺提高了粘度,与常规持续蒸煮工艺相较较.纸浆更易漂白。
改良工艺可用于生产低卡伯值纸浆而不损伤强度。
1986午后提供的大多数Kamyr系统,设汁中均已含有此特征,或可改成含此特征的新系统。
第四节蒸煮器的结垢和侵蚀
1.机理
通常在碱法蒸煮设备中都有积垢沉淀,但持续蒸煮器对生产的影响比间歇蒸煮器愈甚。
就其成份来讲,有两类不同形式的沉淀:
黑液固形物所含的有机物沉淀,和主如果碳酸钙和若干硫酸盐的无机物沉淀。
有机物沉淀常常在抽液筛板的背面发觉,是热黑液穿过筛板时减压,而使若干水分蒸发所造成的。
碳酸钙沉淀最为普遍。
它通常由蒸煮液沉淀形成,而不是由白液挟带的白泥粒子积聚成的。
钙主要来自木材,它与蒸煮液中碳酸钠的盐基互换,而形成碳酸钙沉淀。
在蒸煮前期有机物较少时,更易形成沉淀,而在蒸煮后期,有机物可起到络合剂作用,使钙盐产生视在过饱和。
钙盐结垢最多的是在热互换器表面。
在Kamyr蒸煮器的设计中,提供了备用药液加热器,可使堵塞的加热器在不断机情形下进行清洗。
蒸煮器筛板的结垢更为严峻,专门是蒸煮器顶部份离器产生的结垢,会影响到蒸煮器的进料。
在第二次世界大战及稍后,许多硫酸盐法浆厂的蒸煮器,寿命都明显缩短了,由此引发了好几回重要的调查研究。
在某种程度上,这是由于采用新型碱回收炉后,蒸煮器保护性结垢层(从蒸煮液来的杂质常在碳钢蒸煮器表而形成结垢)中所含的、来自碱炉的氧化铝和二氧化硅比以前少了,从而降低了结垢层的保护性功能。
在碳钢中,硅的存在使抗侵蚀能力明显降低,而低于1%的镍、铬和铜含量,却没有什么影响。
已经弄清楚,主要的侵蚀是由于蒸煮器外露表面受到普遍侵蚀所造成。
它是在蒸煮进程中,钢、木材与药液彼此作用的结果。
氢氧化钠浓度是其最重要因素。
因此,最严峻的侵蚀,是在蒸煮前期氢氧化钠浓度较高时发生的。
观察到一个重要情形,即在蒸煮液中的硫代硫酸盐显著地加速侵蚀作用,形成了多硫化物与亚硫酸盐、硫代硫酸盐和硫化物在下列反映式中的平衡关系:
Na2S2O3:
十Na2S3:
=Na2SO3十Na2S2
由于电子反映,形成的硫化物,强烈地降低了对碳钢的阴极极化保护作用:
S2-十2e=2S2-
在白液中碳钢的侵蚀,还表现为亚铁离子的阳极溶解作用,它是作为硫化亚铁从溶液中沉析出来的。
与此同时,一个等当量的多硫化物离子在受蚀碳钢表面上与多余电子起反映。
多硫化物浓度超过2~5g/l时,可能由于阳极极化作用(钝化)而起抑制侵蚀的作用。
在浓度15g/l儿时,多硫化物的侵蚀就微乎其微了。
多硫化物的作用在相同条件时与氧很类似。
蒸煮器在120℃以上实际不存在侵蚀,这可能是由于在高温时多硫化物发生了分解。
若是蒸煮器侵蚀严峻,可能是因熔融物溶解槽来的药液的氧化作用所致,或是因为用元素硫代替芒硝补充硫的损失,而元素硫使多硫化物含量增加。
从活性到惰性状态的改变,可从测量金属与药液间电位差的极化曲线看山
二、侵蚀的避免
蒸煮器的外壳施以阳极电位差,可使其处于惰性状态。
在硫酸盐法蒸煮中,亚硫酸钠的含量低于1g/l时,氯化钠、硫酸盐和碳酸盐的存在均会使蒸煮器的侵蚀增加,但在高浓度亚硫酸盐时影响很小。
硫酸盐和碳酸盐的存在量取决于碱回收系统的还原与苛化效率,氯化物可能是从木材、生产用水或ClO2发生器的废液中带来的,有时碱回收系统中钠盐浓度可高达10%~20%。
蒸煮器的上中部最易受到侵蚀。
一般碳钢蒸煮器的平均侵蚀速度为每一年0.76mm,在关键部位的侵蚀速度每一年可达1~2mm。
Inconel镍合金(80%Nil6%Cr4%Fe)、不锈钢衬里或复合不锈钢蒸煮器的侵蚀速度约为上述数字的10%。
主要由结垢、生产方式、蒸煮器设计和操作方式等所引发的机械性影响称为次生腐蚀。
当蒸煮器壁在空气直接接触下,间歇性地受药液冲洗时(如当药液在进液口下,沿壁流下时);当循环药液在壁上碰撞时;或当由于木片散布不均,药液直接对着蒸煮器壁冲击时,都可产生严峻的侵蚀。
局部侵蚀有凹坑、沟纹和裂痕等多种形式,由于化学品、蒸汽和木叶磨损所引发的点状侵蚀,局部或整体地减少蒸煮器外壳的厚度。
发生侵蚀和点侵蚀的程度不同,取决于工厂的化学品情形和操作技术。
最近20年,由于持续蒸煮的技术进展,利用不锈复合钢板蒸煮器结构的愈来愈多了,不锈钢的防腐性能主要归功于其氧化层,这是在金属表面形成的保护性情性薄膜。
—般设备设计时,应避免设备受悬浮固形物或药液碰撞的擦伤,因为这些擦伤使氧化层剥离。
在带气相空间的蒸煮器中,顶部区域由于壳壁受药液和木片的凝结和洗涤作用,会擦伤保护层,最易受到影响。
点侵蚀和缝侵蚀两种局部性侵蚀,可看做是在金属表面的一个小区与含水介质接触时所产生的选择件金属侵蚀。
只借惰性薄膜防腐的不锈钢之类合金,对局部侵蚀比较敏感。
侵蚀常使暴露的金属面产生点侵蚀,或使与周围介质部份隔离的区域产生缝侵蚀。
局部侵蚀只能发生在含氧化剂和侵蚀性阴离子的介质中,例如氯化物。
侵蚀通常只限于整个金属表面的—小部分(固称局部).这部份的惰性薄膜由于侵蚀的扩展而破裂。
金属表面的沉淀应该按期清除,以减少由于缺氧引发局部侵蚀的可能。
通过热喷涂技术,已延长了普通碳素钢蒸煮器的寿命。
热喷涂方式是将金属于非金属材料,在半熔融或塑性状态下涂覆到金属表而,形成一个抗侵蚀和(或)抗剥蚀的涂层。
喷陈主要有三个方式:
火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。
涂层厚度随工艺方式和喷涂材料而变,但要超过0.75mm才可利用。
这些方式应历时必需很小心谨慎,因为乃至最紧密的涂层(等离子喷涂)也有若干孔隙,这些孔隙的根切性侵蚀(under-cuttingcorrosion)可使涂层剥离。
第二个更好的更新改造(或新制造)蒸煮器的方式是堆焊技术(图144)。
可采用人工焊和自动焊。
自动埋弧焊普遍应用于硫酸盐蒸煮器,并取得了专门大成功。
埋弧焊比人工焊更为灵活,因为用充满金属粉的钢管作焊条,可产生必然的合金。
如此,就可指定某种成份(如316ss)的合金作为埋弧焊涂层的表面。
另外,埋弧涂层的成份更为均一(减少了电化锈蚀的机缘),而且裂痕(产生根切性侵蚀处)更少。
棍压式复合或爆炸式复合钢板可用作新结构材料,以降低整体不锈钢或高合金设备的价钱,松复合(Looseclad)或袋装线型(bagcinertype)结构不该考虑,因为可能使复层穿孔,致使基体金属侵蚀。
必需紧密关注复合钢板结构的焊接程序,以避免焊接侵蚀。
三、应力侵蚀
应力侵蚀裂痕(SCC)是侵蚀的一种形式,它是在金属处于应力和侵蚀的一路影响下:
在必然的介质发生的。
单独作历时无论是应力或侵蚀都不会造成危害。
在利用奥式体不锈钢时的主要问题是,因氯化物应力侵蚀产生的裂痕(应力氯化物侵蚀)会突然的或频繁的造成设备严峻事故。
应力侵蚀裂痕的潜在危险,使1980年一台硫酸盐法持续蒸煮器突然发生了重大事故。
事故发生后,当即组织了蒸煮器的检查工作组,以肯定此问题的严峻程度,并检查了许多蒸煮器的裂痕。
结果发觉了北美有60%的硫酸盐法持续蒸煮器产生了裂痕。
要回答为何有些蒸煮器没有产生裂痕,和什么是最有效的恢复方式这些重要问题,制定了一项研究计划。
最新的研究结果表明[10],蒸煮器发生事故的原因是应力侵蚀裂痕(SCC),它是在一个特定的侵蚀介质中,由于抗张应力的作用所造成的。
蒸煮器抗张应力主要有组装后留在焊缝中的残余应力引发,虽然,蒸煮中的内压力和温度差也有重要影响。
蒸煮器中的侵蚀介质主如果硫酸盐蒸煮液。
裂痕常发生在金属颗粒或单晶体之间的晶间通道,其原因是由于晶体边缘的惰性薄膜稳固性降低,或由于晶体边缘的成份不同而加速了侵蚀速度。
裂痕扩展的总速度取决于裂痕端部维持无膜(取决于抗张应力)时刻的长短和裂痕的电位差(取决于介质状况)。
SCC也取决于金属在介质中的电化学电压或电位差。
该电位差由金属成份、溶液成份(以还原或氧化的形式存在)和温度所形成。
它影响金属的总侵蚀行为和SCC的形成。
负电位差增加时,整个钢板表面侵蚀速度加决(活性状态),而负电位差减少时(饱和甘汞参考电极
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 持续 蒸煮器 及其 操作