Анализ проблем коррозии в применении центрифуг

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано Ван Гэнронгом 2 сентября 2017 года в 16:51. Технология разделения представляет собой чрезвычайно широко используемую технологию, применяемую в таких отраслях, как фармацевтика, химическая промышленность, металлургия, текстильная промышленность, охрана окружающей среды, пищевая промышленность и военная сфера. Она заключается в использовании центробежной силы в качестве движущей силы для разделения суспензий или эмульсий, состоящих из жидкости и твердого вещества, жидкости и другой жидкости или жидкости и твердого вещества, в зависимости от физических свойств материалов и требований к процессу разделения. Благодаря простой конструкции и высокой эффективности, а также тому, что это полностью физический процесс разделения, такая технология позволяет полностью сохранить свойства разделяемых материалов. Поэтому рыночное применение центрифуг чрезвычайно широко, особенно это касается импортных продуктов марки Thermo. В последние годы национальная экономика нашей страны продолжает развиваться, постоянно появляются новые технологии и методы производства, а сфера применения центрифуг становится все более широкой. Однако в этом процессе большинство производителей уделяют основное внимание параметрам разделения частиц с помощью центрифуги и требованиям к их прочности; при этом влияние факторов коррозии зачастую игнорируется, что приводит к негативным последствиям. В данной статье представлен анализ этой проблемы для дальнейшего обсуждения. Как известно, ущерб от коррозии чрезвычайно велик. В мире существует множество примеров того, что центрифуги представляют собой устройства, вращающиеся с высокой скоростью, и требования к их безопасности такие же важные, как и для резервуаров под давлением. Большинство производителей центрифуг при проектировании, выборе моделей и их использовании уделяют больше внимания влиянию равномерной коррозии на элементы конструкции, игнорируя при этом адаптивность структуры конструкции и процессов обработки к условиям коррозии. Это приводит к серьезным последствиям. Не только детали подвержены коррозии, но и загрязнения попадают в отделяемый материал; в более серьезных случаях это может привести к разрушению оборудования и гибели людей. I. Условия работы центрифуги. Центрифуги делятся на разные типы в зависимости от их функций и конструкции, но у всех них есть общие особенности: 1) барабан является элементом, вращающимся с высокой скоростью; 2) барабан служит основой для формирования пространства для разделения компонентов; 3) барабан имеет нестандартную форму; 4) внутри барабана также находятся другие соединительные элементы или комплектующие. Эти характеристики вращающегося барабана показывают, что ключевой компонент центрифуги представляет собой деталь, подверженную напряжениям. Ее нестандартная геометрическая форма приводит к тому, что напряжения распределяются по разным участкам детали. Кроме того, совместное использование нескольких деталей создает условия для возникновения электрических пар. Все это является важными факторами, на которые следует обратить внимание. II. Возможные формы коррозии Металлическая коррозия в основном делится на две категории: равномерная коррозия и локальная коррозия. Первую из них легко обнаружить по её внешним проявлениям, к тому же о ней подробно рассказано в большинстве справочников; поэтому здесь мы не будем углубляться в эту тему. Рассмотрим лишь локальную коррозию. Локальная коррозия происходит только в определенных участках и представляет собой крайне серьезный вид повреждения, сопровождающийся значительными последствиями. К таким формам локальной коррозии относятся коррозия пор, коррозия в зазорах, межкристаллическая коррозия, коррозия под действием напряжений, коррозия из-за износа и т. д. В центрифугах локальная коррозия встречается довольно часто; поэтому необходимо тщательно изучить механизмы ее возникновения и принять меры для ее предотвращения. 1. Поровая коррозия — это форма сильной коррозии, характерная преимущественно для металлов, склонных к депассивации, таких как нержавеющая сталь. Из-за локальных дефектов на поверхности, а также наличия в растворе активных ионов, способных разрушать пассивный слой (например, галогенидных ионов), этот слой подвергается локальному разрушению. В результате формируются электродные пары, что приводит к поровой коррозии. После образования пористой коррозии сила центробежной силы ускоряет динамические процессы во внутри поры, тем самым способствуя продолжению процесса коррозии до момента пробития поры. Это отличает данное явление от процесса пористой коррозии в статических условиях. 2. Межкристаллическая коррозия приводит к потере прочности и пластичности детали, вызывая её хрупкое разрушение. Это опасный вид повреждений, при котором коррозия распространяется с поверхности вглубь по границам кристаллов; на внешней поверхности не наблюдаются признаков коррозии. 3. Износно-коррозионное разрушение — это ситуация, когда поверхность детали одновременно подвергается износу и коррозии. 4. Коррозия под действием напряжений — это повреждение, возникающее в коррозионной среде под воздействием определенных растягивающих напряжений. Он обладает следующими характеристиками: остаточные растягивающие напряжения, внешние сжимающие напряжения, агрессивная среда коррозии, локальные дефекты. Вышеупомянутые четыре вида коррозии оказывают крайне серьезное воздействие на центрифугу и могут привести к серьезным последствиям. III. Меры 1. В зависимости от различных требований к материалам и процессу разделения необходимо выбирать соответствующие модели оборудования. После определения типа устройства и основных параметров, с учетом стойкости различных материалов к коррозии в разных условиях, их физико-химических свойств, а также таких факторов, как соотношение цены и качества, на основе этих данных выбирается материал для элементов, обеспечивающих прочность устройства. С точки зрения самого материала, он безопасен для используемых в процессе материалов. Поэтому при выборе материала следует руководствоваться следующими принципами: а) не существует абсолютно универсального антикоррозийного материала; необходимо тщательно изучить условия применения и выбирать материал соответственно. Например, нержавеющая сталь не подходит для работы с концентрированной серной кислотой, в то время как углеродистая сталь — подходит. б) Нержавеющая сталь не является абсолютно нержавеющей; она не ржавеет только в условиях воздуха и другой среды. в) В одинаковой среде следует по возможности использовать один и тот же материал или материалы с схожим потенциалом электропары, чтобы избежать возникновения электропар в среде. д) Совокупная цена и качество; особое внимание следует уделить влиянию технологии обработки. 2. Конструктивный дизайн. Хороший дизайн позволяет увеличить срок службы оборудования и обеспечить его безопасность. Среди недостатков конструктивного дизайна, способствующих ускоренной коррозии, можно выделить склонность к концентрации напряжений и наличие щелей. Иногда, даже если металл находится в растворе, скорость коррозии остается низкой; однако наличие щелей приводит к изменению химического и электрохимического состояния внутри раствора (снижение pH и потенциала), что вызывает серьезную коррозию в этих зонах. Поэтому при проектировании необходимо учитывать следующее: а) избегать возникновения щелей; б) в одинаковых условиях использовать один и тот же материал; в) обеспечивать однородность структуры деталей или создавать дополнительные сжимающие напряжения; г) избегать образования «мертвых зон», чтобы обеспечить свободный поток жидкости. 3. Одним из основных принципов защиты поверхности от коррозии является изоляция от условий, способствующих её возникновению. При проектировании центрифуг часто применяются методы обработки поверхности, такие как использование фланцев, покрытие цинком, хромом или химическими покрытиями. Эти методы эффективны во многих условиях. Однако при работе вращающихся деталей необходимо учитывать один важный факт: основной материал и покрытие представляют собой два разных материала с разными коэффициентами линейного расширения. Это приводит к тому, что при эластичной деформации вращающейся детали происходит разная степень деформации, что в свою очередь вызывает появление большого количества микротрещин. Наличие такого явления ускоряет процесс коррозии. Поэтому при выборе методов защиты поверхности вращающихся деталей следует проявлять осторожность. 4. Сама центрифуга для ингибиторов коррозии представляет собой объект, связанный с множеством наук. Чтобы правильно использовать центрифугу, помимо вышеупомянутых мер, необходимо также учитывать условия её применения. Применение ингибиторов коррозии также широко используется на практике. В некоторых экстремальных условиях использование соответствующих ингибиторов коррозии позволяет сделать детали пригодными для использования. При наличии технологических возможностей применение ингибиторов коррозии является эффективным способом для использования центрифуг. 5. Правильный проект технологического процесса и разумный выбор материалов — это лишь предпосылки для предотвращения коррозии центрифуги; правильное применение технологических процедур также в определенной степени влияет на способность центрифуги к защите от коррозии. Методы обработки часто приводят к появлению на деталях или оборудовании множества дефектов, таких как смещения, локальные напряжения и т. д. Смещения могут вызывать появление щелей; нерациональный способ фиксации деталей может привести к их эксцентричности. Неправильное движение инструмента может привести к шероховатости поверхности. Кроме того, неправильная сборка, нерациональный процесс сварки, термообработка, а также неравномерное затягивание болтов могут привести к концентрации локальных напряжений. Поэтому поиск правильного способа обработки также является эффективным средством предотвращения коррозии. Проблема коррозии центрифуг является сложной и многогранной, поскольку условия её работы сильно отличаются от данных, полученных в статических условиях в обычных руководствах. Поэтому при ознакомлении с соответствующей документацией, помимо вышеупомянутого анализа, необходимо учитывать влияние множества факторов, таких как содержание кислорода в растворе, температура, высокоскоростные потоки жидкости и изменения состояния потока в зоне разделения. Необходимо принять соответствующие меры для обеспечения безопасной и надежной работы центрифуги.