摘要：介紹了煤氣鼓風(fēng)機(jī)葉輪腐蝕現(xiàn)象，并簡(jiǎn)單分析了腐蝕原因，還提出了8項(xiàng)改進(jìn)措施。
??????? 關(guān)鍵詞：離心式鼓風(fēng)機(jī) 葉輪 防腐
??????? 中圖分類號(hào):TH442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
??????? 文章編號(hào):1006-8155(2005)06-0022-03
??????? Abstract: Corrosion phenomenon of gas blower impeller is introduced, The corrosive reason is briefly analyzed, and 8 items of improving measures are put forward.
??????? Key words: Centrifugal blower Impeller Anticorrosion
??????? 1 引言
??????? 我公司有4臺(tái)陜西鼓風(fēng)機(jī)(集團(tuán))有限公司生產(chǎn)的D1150-1.3/0.95-1型兩級(jí)離心式煤氣鼓風(fēng)機(jī)。它的作用是不斷地將焦?fàn)t炭化室里煉焦過(guò)程中所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣抽出，并壓送到回收車間進(jìn)行處理。它既要克服途中各設(shè)備及管道的阻力，又要保持足夠的煤氣剩余壓力。運(yùn)行方式是兩開(kāi)兩備，單機(jī)輸送能力為69000m3/h。多年來(lái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行不太穩(wěn)定，一年倒機(jī)次數(shù)最多時(shí)竟超過(guò)20次，嚴(yán)重影響了煤氣的正常輸送，給公司生產(chǎn)帶來(lái)很大不利。究其原因,由風(fēng)機(jī)葉輪腐蝕引起的故障是主要問(wèn)題之一。
??????? 2 腐蝕現(xiàn)象
??????? 風(fēng)機(jī)長(zhǎng)年在有害介質(zhì)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，必然要受到腐蝕。轉(zhuǎn)子的腐蝕主要發(fā)生在葉輪的前盤、后盤和葉片上，其材質(zhì)分別為35CrMo和30CrMnSi。當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)行一個(gè)周期，由于振動(dòng)超標(biāo)故障停機(jī)而對(duì)其進(jìn)行檢查清掃時(shí)，能在前后盤及葉片表面上清掃出大量的腐蝕產(chǎn)物。而備用機(jī)組找過(guò)動(dòng)平衡后，停了相同周期。在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，往往由于轉(zhuǎn)子處于不平衡狀態(tài)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)加劇而被迫停機(jī)。若檢查也能清掃出大量腐蝕產(chǎn)物，且比運(yùn)行一周期剛停下來(lái)的轉(zhuǎn)子還多。從清掃的表面看，葉輪除了有均勻的腐蝕外還有大量的點(diǎn)蝕，致使轉(zhuǎn)子每隔2～3年就得報(bào)廢換新，腐蝕率最大能達(dá)2mm/年。備用機(jī)組更為嚴(yán)重。
??????? 制造廠設(shè)計(jì)的葉輪為前后、盤與葉片焊接而成，在進(jìn)風(fēng)口處每個(gè)葉片都留有100mm長(zhǎng)度未進(jìn)行焊接而形成了間隙，造成葉輪靜止時(shí)產(chǎn)生縫隙腐蝕，葉輪運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生縫隙和應(yīng)力的聯(lián)合腐蝕。2000年10月我公司在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)因調(diào)速系統(tǒng)故障停機(jī)，更換停了6個(gè)月的備用風(fēng)機(jī)后運(yùn)行，在運(yùn)行幾小時(shí)后該風(fēng)機(jī)發(fā)生異常聲音，振動(dòng)劇烈，又被迫停機(jī)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)前、后盤大面積腐蝕，其表面出現(xiàn)許多麻點(diǎn)，深層凸起，底層銹蝕，清掃的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量達(dá)2kg。低壓級(jí)葉輪1個(gè)葉片折斷，并打壞了高壓級(jí)葉輪的2個(gè)葉片，轉(zhuǎn)子嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致報(bào)廢。
??????? 3 腐蝕原因分析
??????? 風(fēng)機(jī)輸送的介質(zhì)是粗煤氣，粗煤氣的成份如表1所示。
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??????? 表1 粗煤氣成份 （g/m3）
??????? 水氣? 250～450 ?焦油霧? 80～120?粗苯? 30～45?氨? 6～9?氰化氫? 0.5～1.5?吡啶? 1～3?一氧化氮? 1～4cm3/m3?硫化氫? 4～7?
??????? 二硫化碳? 0.3～0.5?噻吩? 0.1～0.15?硫醇? 約0.01?二氧化硫? 約0.1?萘? 約10?乙烯? 13～26?丙烯? 約11?氯化物? 約1?
??????? 乙炔?? 1.2～2.3 ?氫氣? 45～54?甲烷? 170～210?乙烷同系物? 12～26?一氧化碳? 63～88?二氧化碳? 39～59?氮?dú)? 5～125?氧氣? 約7?
??????? 從表1可看出煤氣中含有大量活性氣體成分。以硫化氫和氰化物對(duì)葉輪腐蝕性最強(qiáng)。硫化氫可溶于水或氫硫酸，葉輪與硫化氫接觸后在其表面快速形成疏松易剝落的硫化物，硫化物和硫化氫阻滯分子氫的形成，使大量氫原子吸附并積聚在葉輪表面，使表面原子間內(nèi)聚力減弱，表面能下降，滲入葉片焊縫縫隙的氫原子繼續(xù)楔入縫隙尖端裂紋缺陷部位，使裂紋迅速向縱深發(fā)展，在金屬內(nèi)部易出現(xiàn)氫脆和脫碳破壞。值得一提的是硫化物應(yīng)力腐蝕只發(fā)生在90℃以下，而破裂最敏感的溫度為20～50℃。風(fēng)機(jī)輸送粗煤氣介質(zhì)溫度正好在該范圍之內(nèi)。
??????? 二氧化硫?qū)偎嵝匝趸铮苡谒缮芍袕?qiáng)酸。被蝕金屬與二氧化硫反應(yīng)時(shí)，一方面在其表面形成溶于硫原子的氧化皮或溶于硫化物的氧化皮，另一方面在金屬內(nèi)部深處溶入的硫與活潑元素組成相應(yīng)的硫蝕相。
??????? 這樣一個(gè)分子的硫酸并不只腐蝕一個(gè)原子的鐵，有資料表明,一個(gè)分子的硫酸至少要腐蝕100個(gè)原子鐵，可見(jiàn)二氧化硫?qū)饘俑g影響很大。
??????? 氯化物是含有鹵素的陽(yáng)離子氧化劑，幾乎能使所有實(shí)用金屬增加腐蝕。在陽(yáng)離子氧化劑和活性氯離子的雙重作用下腐蝕反應(yīng)激烈。鹵素離子易使不銹鋼等易鈍化金屬產(chǎn)生孔蝕，縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕破裂等局部腐蝕。當(dāng)介質(zhì)中有NH3-CO2-H2S-H2O時(shí)，系統(tǒng)會(huì)增大對(duì)金屬的腐蝕速率。
??????? 總之，這些有害的活性氣體都極易溶解在葉輪表面中，并電離出氫離子或氫氧根離子，致使葉輪的前、后盤和葉片發(fā)生腐蝕。它們對(duì)金屬的腐蝕方式均與溫度有關(guān)，且像粗煤氣這樣多種成分混合在一起的介質(zhì)構(gòu)成的聯(lián)合腐蝕速率要比單種介質(zhì)大得多，破壞力也更為強(qiáng)烈。這是由于混合氣體介質(zhì)在金屬表面進(jìn)行著多元不均勻的化學(xué)反應(yīng)，并形成成分不均勻，含有大量晶體結(jié)構(gòu)缺陷的多種反應(yīng)產(chǎn)物，顯然這種銹皮是不耐蝕的。
??????? 由上述可知，葉輪的腐蝕主要是活性氣體等以水為介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)所引起的。水氣是腐蝕發(fā)生的重要介質(zhì)，活性氣體是腐蝕發(fā)生的主要禍根。
??????? 4 防腐措施
??????? 4.1 改變?nèi)~輪材質(zhì)
??????? 為了減少腐蝕，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子壽命，除應(yīng)考慮到材料的機(jī)械性能和物理性能外，還應(yīng)注重其化學(xué)性能。風(fēng)機(jī)葉輪最好的材質(zhì)當(dāng)然首選不銹鋼。鋼中含鉻量超過(guò)12%時(shí)就會(huì)變得不易被腐蝕生銹，因?yàn)樵谶@種鋼的表面上形成了一層致密的FeO·Cr2O3、NiO·Cr2O3或NiO·Fe2O3之類的氧化物保護(hù)膜的緣故。寶鋼的風(fēng)機(jī)葉輪是用含鈦不銹鋼坯整體切削加工而成的。這樣既避免了零件受剪切而損壞，又達(dá)到了防腐目的。但這種方法國(guó)內(nèi)采用較少，因?yàn)樗庸し椒◤?fù)雜，再加上這么大的不銹鋼坯料供應(yīng)有困難，而且在加工中被切削去的材料的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)葉輪本身，所以費(fèi)用非常昂貴。如果不選用鋼坯整體加工，而選用不銹鋼焊接葉輪，其加工難度及費(fèi)用都會(huì)大大下降，但費(fèi)用仍比其它材質(zhì)較高。因此在企業(yè)有能力的情況下還是應(yīng)選不銹鋼葉輪。