高硅铸铁用于浓硝酸生产设备防腐改造

　　济南化肥厂有限责任公司年产 30t 浓硝酸, 所用的气液分离器、成品酸冷却器及成品酸泵等设备, 由于耐腐蚀性较差, 使用寿命短, 维修频繁, 严重影响了生产的正常进行。

　　气液分离器的上部为不凝性气体, 下部为液体硝酸, 内部介质为 98.2%以上的浓硝酸( 温度 20℃) 。原设计结构为上、下底及筒体焊接而成, 材料为 C4 钢, 主要成分是 0Cr14Ni4Si4 , 能耐稀硝酸的腐蚀, 但由于气液分离器内有大量的浓硝酸挥发性气体,使设备易产生晶间腐蚀, 焊缝处热影响区由于晶粒发生变化, 使焊缝处耐腐蚀性能大大降低。焊缝泄漏严重, 塔顶负压严重降低,经测厚检查, 壁厚由原来的 4mm 减为 2mm, 每隔 10 天左右就要停车检修。成品酸冷却器是淋洒式水冷器, 内部介质为 98.2%以上的浓硝酸。原设计材料是铝合金, 直管和弯头是用氩弧焊焊接的, 由于焊后焊缝及周围热影响区的材料成分发生变化, 焊缝经常因腐蚀发生泄漏, 一旦泄漏, 冷却水进入铝管, 使成品酸的浓度降到 98.2% 以下, 造成成品酸不合格, 同时由于酸漏入循环水中, 对凉水塔设备及管线也造成了腐蚀。成品酸泵原设计为50FF-40 四氟泵, 叶轮材料为聚四氟乙烯, 外装式机械密封, 静环材料是陶瓷, 动环材料是聚四氟乙烯, 常温下, 聚四氟乙烯耐硝酸腐蚀的能力较强, 但成品酸温度是 20℃左右, 夏天能达到 60℃,此时聚四氟乙烯的强度及耐腐蚀能力都会大大降低, 叶轮轴与机械密封结合部经常因腐蚀造成间隙过大, 间隙由 0.5mm 增大到3～5mm, 成品酸从叶轮轴端部向外泄漏, 一周左右就要换一台泵。

　　针对上述问题, 应用高硅铸铁材料, 对气液分离器、成品酸冷却器及成品酸泵分别进行了防腐改造, 以提高其抗腐蚀性能。高硅铸铁材料主要成分是 STSi15R, Si 含量 14.5%～17%,能耐浓硝酸的腐蚀, 机理是其表面可形成由 SiO2组成的保护膜。气液分离器 C4 钢焊接结构改为高硅铸铁, 三个部分用法兰连接而成。成品酸冷却器列管改为高硅铸铁材料, 两端用短节进行连接。为了提高冷却效果, 把冷却器下半部由单排管改为双排管, 并把冷却水槽加宽 100mm, 中间增加淋水板。成品酸泵的型号改为 50FG- 40, 通流部分( 叶轮、轴套、叶轮背帽、泵盖、泵体、机械密封静环) 全部改为高硅铸铁材料。

　　上述三种设备改造后的实际运行表明, 使用寿命均大大延长, 改造效果显著。

　　〔济南化肥厂有限责任公司马立行供稿 济南市 250101mlh19680713@163.com〕