设计化工管道防腐工艺设计毕业论文.docx
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设计化工管道防腐工艺设计毕业论文
【关键字】设计
学号
毕业论文(设计)
课题化工管道防腐工艺设计
学生姓名
院部机械工程学院
专业班级10金属
(1)班
指导教师
二○一四年五月
插图清单
表格清单
化工管道防腐工艺设计
摘要
摘要:
化工管道传输中最大的问题莫过于腐蚀。
本设计主要研究浓硫酸管道的防腐蚀设计方案,硫酸是工业生产中生产多种化工产品的重要原材料如生产过磷酸钙、硫酸铵等化肥、制取SO2气体、制取HClHBrHNO3等挥发性酸、清除铁锈、脱水剂等作用,硫酸管道在工厂中起到运输浓硫酸和传输成品浓硫酸的作用,其重要作用在硫酸工厂中无可替代,硫酸工厂中管道的腐蚀却带来了不可避免的损失,但防腐可以有效的减少腐蚀的危害,本文就硫酸厂硫酸运输管道着重介绍硫酸管道防腐新技术,并提出了新的想法,同时对化工管道防腐的发展前景作了展望。
希望就此设计能够知道该如何处理和解决硫酸管道运输中该如何处理运输管道腐蚀的问题,然后就内外壁涂装和电化学腐蚀做出课题设计。
关键字:
管道;防腐蚀;化工;新技术
Thedesignofthechemicalpipelineanticorrosiontechnology
Abstract
Abstract:
Thebiggestprobleminthechemicalpipelinetransmissionthanthecorrosion.Designofanticorrosionschememainlystudiesthedesignofconcentratedsulfuricacidpipeline,sulfuricacidisanimportantrawmaterialforproductionofvariouschemicalproductsinindustrialproductionsuchastheproductionofsuperphosphate,ammoniumsulfatefertilizer,preparationofSO2gasvolatile,makingHClHBrHNO3acid,removerust,dehydratingagentandsoon,H2SO4pipelinestotransporttheconcentratedsulfuricacidandtransmissiontheroleofproductofconcentratedsulfuricacidintheplant,itsimportantroleinthesulfuricacidplantisirreplaceable,pipelinecorrosioninsulfuricacidplanthasbroughtabouttheinevitableloss,butthecorrosioncanreducecorrosiondamageeffectively,thesulfuricacidplantsulfatetransportpipelinefocusesonnewtechnologyofsulfuricacidpipelinecorrosion,andputsforwardnewideas,developmenttheprospectofchemicalpipelinecorrosionandprospects.Hopethatthisdesigncanknowhowtodealwithandsolvethesulfuricacidinpipelinetransportationhowtodealwiththetransportpipelinecorrosionproblem,andthencoatingandelectrochemicalcorrosionmakeprojectdesign.
Keywords:
pipeline;anticorrosionmaterials;corrosion;anticorrosion
第一章引言
我国的化工管线投产l~2年后即发生腐蚀穿孔的情况屡见不鲜,它不仅造成因穿孔而引起的化工原料泄漏损失,以及由于维修所带来的材料、人力上的浪费和停工停产造成的损失,而且还可能因腐蚀引起火灾。
特别是成酸碱管道因腐蚀引起的泄露,威胁人身安全,污染环境,后果极其严重。
所以加强对化工管道防腐新技术的研究具有重大意义
本次课题主要是采用涂层将硫酸管道内外壁与介质隔离开和采用电化学防腐蚀。
利用管道防腐涂料配方,在管道表面制备适当的涂料必须在涂装之前,否则会影响涂层的使用寿命。
一般在管道第一涂层之前,然后除锈,除锈管表面的浮尘清理,防腐涂料。
即可涂装防腐涂层。
1.1腐蚀及化工管道腐蚀的危害性
损失大多由政府和协会组织的有证对性的调查所取得的数据,而化工产业为我国创造大量的经济来源【1】,由此调查因腐蚀带来的损失其结果如表1-1所示
表1-1国外腐蚀损失调查[1]
除了以上调查的直接经济损失以外,由于腐蚀导致装置效率降低、产品污染、停车及设计上过大的富裕容量等均给国民经济带来巨大的损失,也称之为间接经济损失。
1.1.2资源的损失
管道的破损会导致输送原料的流失,从而损失了很多的资源。
1.1.3道义上的损失
由于腐蚀的存在,会造成人员生命财产的损失。
比如英国一家大型硫酸厂,由于管道破损,大量的硫酸液体流出,最终坍塌,化工管道腐蚀带来的事故机会就会越多。
1.1.4环境的污染
由于腐蚀使化工设备发生跑、冒、滴、漏,有毒气体及化工物料不断泄露,污染了大气、河流、湖泊【2】。
硫酸厂二氧化硫腐蚀泄漏腐蚀,硝酸厂氮氧化物发生腐蚀泄漏,氯碱厂容易导致盐酸氯气泄漏。
化工生产排放出来的氧化氮既可以破坏臭氧层又会引起温室效应;从而引起酸雨和酸雾。
除此之外,大量腐蚀报废的问题难以解决,对生态环境的危害也是其他部门无法相比的。
1.2防护的重要性
化工管道腐蚀的防护有很长的历史,中国在腐蚀防护上对人类做出过重大的贡献,比如中国的涂漆工业,特别是中国大漆闻名世界。
世界上的防锈漆在1882年才被提出来,1885年才将红丹推荐做底漆使用,在英国1830念叨1850年间发现有用煤焦油,沥青焦油同其他材料一起使用,防止钢管腐蚀。
1919年美国供水管内部涂沥青。
进入第二十世纪,各种涂层的方法,电化学保护,得到了迅速发展,已形成了较为完善的金属保护【2】。
1.2.1防护的科学性
图1-2给出了化工管道腐蚀损失费,对策费和防护费撒这之间的关系,这是一门科学,它与经济管理直接相关,只要腐蚀防护做的好,经济损失就可减少30%~40%,工厂的经济效益将会得到明显的改善。
1.2.2管理和教育
关于化工管道的保护意识,从法律设置的化工管道的美国政府保护,即保护和埋地管道的各种检查。
德国前苏联也是如此规定的,这是带强制的法规。
为了提高人员防护化工管道的重要性的认识,开展广泛的教育。
1.2.3化工管道的潜在危险性
和其他工业部门相比,化工生产的表现在其化工管道的腐蚀破坏更容易引起化工管道泄露等突发恶性事故,严重危及人身安全、污染环境。
美国保险公司公布近几年的事故通常是由应力腐蚀破裂,金属疲劳、氢脆和孔蚀等难以预测的局部腐蚀所引起的。
所以化工管道的防腐蚀设计还有有必要性的!
1.3化工管道防护的基本原理
提高化工管道材料抗蚀性的原理有【5】:
化工管道热力稳定性不仅仅取于化工管道金属,也取决于化工管道周围腐蚀介质,基本原理是用在介质中组元使不耐腐蚀化工管道合金化,从而实现保护的目的。
增大阴极控制
不但减少化工管道合金中阴极区的面积,而且在化工管道合金中加入减小阳极去极化反应电势的填加剂。
增大阳极控制
将正极材料活性化学管道,如添加钯,在少量的管道材料的铂等贵金属。
提高化工管道材料阳极可钝性的合金化也可实现阳极控制。
1.3.2改变环境
化工管道腐蚀是由环境和材料共同反应的结果,环境不同,化工管道腐蚀的状况就不一样,从环境角度控制,以下几点是很重要的防护工作。
化工管道内温度和流速
一般来说降低温度,可以减缓化工管道腐蚀速度;但也可能引起化工管道钝化而减轻腐蚀。
介质中氧含量
它包括一个阴极层和阳极涂层和多层涂层,分别,通过控制阴极,牺牲阳极的阴极保护方法的化工管道。
1.3.4使化工管道材料与腐蚀与腐蚀介质隔开,主要有:
非金属涂层(涂漆)
衬里
防锈油
第2章
酸碱硫酸管道腐蚀原理及其分类
2.1硫酸管道腐蚀原理及其分类
2.1.1硫酸管道腐蚀原理
硫酸H2SO4腐蚀管道的管道是指周围的环境,因为在本地物理溶解的化学或变化,因此硫酸管道损坏。
2.1.2硫酸管道腐蚀的分类
1.据硫酸管道被破坏的基本特征分类
根据硫酸管道被破坏程度可把腐蚀大致分为硫酸管道的全面腐蚀和硫酸管道的局部腐蚀两大类:
(1)全面腐蚀:
硫酸管道的侵蚀散布在整个硫酸管道表面上,能够是均匀的,也能够是不均匀的。
(2)局部腐蚀:
硫酸管道腐蚀特别集聚在硫酸管道表面某一区域。
2.据腐蚀环境分类
3.据腐蚀过程的特点分类
尤其硫酸管道的腐蚀也可按硫酸管道的化学腐蚀和硫酸管道的电化学腐蚀和硫酸管道的物理腐蚀这几种机理分类。
(1)硫酸管道的化学腐蚀:
硫酸管道的化学腐蚀是指硫酸管道表面直接发生了化学作用从而引起的破坏。
(2)管道腐蚀的电化学腐蚀:
硫酸硫酸管道和电解质溶液的作用,是由内表面的硫酸引起发生,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
硫酸管道的电化学腐蚀过程由下列3环节组成:
①在硫酸管道的阳极,硫酸管道溶解,变成硫酸管道的金属离子进入溶液中:
Me→Men++ne(硫酸管道阳极过程)
②电子从硫酸管道的阳极流向硫酸管道的阴极;
③在硫酸管道阴极,电子解决方案可以吸收电子的接受:
管线的电化学腐蚀是由于生产硫酸,特别容易受到腐蚀的形成所造成的硫酸电池电解质溶液的管道和近似的接触。
(3)物理腐蚀是指硫酸管道由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏,如硫酸管道在高温酸液和液态金属中特别容易发生物理腐蚀。
2.2硫酸管道中的腐蚀
硫酸是最活跃的无机酸,生产,是一种不可缺少的原料。
硫酸生产中,根据生产方法不同,可分为接触法和硝化,联系方式。
接触法生产过程中,根据原料的不同,可分为硫酸盐矿物酸,因为我们的国家有丰富的矿产资源,酸和低成本,占最大比例。
硫酸矿制酸的五系统工艺流程,是采用沸腾炉焙烧,中压余热锅炉、二级旋风、电除尘器干法收尘及空塔、泡沫塔、冷凝器、二级电除雾器的封闭酸洗净化。
然后经干燥、转换、吸收的成品酸93%、98%、105%发烟的硫酸,渣尘合并回收利用,中压过热蒸汽用于发电。
基本上可将本系统流程划分为原料工段、净硫酸段、干洗工段、转硫酸段和尾气回收工程。
如下图为硫酸厂管道流程图。
图2-1硫酸厂管道流程图[5]
2.2.2硫酸管道系统中腐蚀特点及原因分析
硫酸生产管道系统中,在从原料、原料气到成品酸的生产过程中,涉及到各种各样的腐蚀介质,如SO2、SO3、稀硫酸(30%以下)、浓硫酸、发烟硫酸等。
酸的浓度波动,SO2,SO3气常与水蒸汽,而且在生产过程中,温度变化大,比较常见的负离子矿物夹带的杂质离子,从而对硫酸输送管道的腐蚀比较严重,加快了硫酸管道的腐蚀。
总之,硫酸生
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- 设计 化工 管道 防腐 工艺 毕业论文