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其他工业设备 

   其他工业设备  项目案例
   某公司反应釜腐蚀 失效分析及修复方法研究报告
   1.背景介绍
   某公司在检修中发 现生产线中两个反应釜T2030和T8030的釜壁腐蚀较严重 ,其腐蚀速度超过预期的设计值。该反应釜材质为316L,在合成树脂中主 要加入的物料有苯酚,甲醛,草酸,PTSA等,pH值在2~3.5之间,釜体工作温 度在200℃左右。反应釜照 片如图所示。
   为了保证设备的安 全运行,需要对釜体的腐蚀速度进行测量,考察釜体的腐蚀失效机理,为釜体的防护提供支持。同时寻选适宜的修复或防护方法。
   
   2.调研分析
   2.1 不锈钢的腐蚀
   2.2 耐蚀金属及合金介 绍
   2.3 腐蚀试验和评价方 法介绍
   
   3.研究方案和路线
   3.1研究方案
   3.1.1腐蚀机理研究 
   3.1.2现役反应釜釜体修 复方案确定
   3.1.3选材研究
   3.2技术路线
   3.2.1电化学测量 系统准 备
   3.2.2电化学测量
   3.2.3失重测量
         v- = (m0-m1)/St (3-1)
         式中 v-——金属失重腐蚀 速度,g/(m2·h);
         m0——腐蚀前金属的 质量,g;
         m1——腐蚀后金属的 质量,g;
         S——暴露在腐蚀介 质中试样的表面积,m2;
         t——试样的腐蚀时 间,h。
      注:由于样品较小且试验周期较短,失重量较小。误差较大,仅作为电化学测量 数据的参考值
   表面分析方法
   微观形貌的分析采 用XL30型扫描电子显微镜 (荷兰飞利浦)对样品在不同工况下的表面形貌和组成的变化进行观察,并结合能谱仪EDAX对样品局部的组成 进行分析。同时也通过金相显微镜对腐蚀样品进行观察。
   
   4.失效分析
   4.1 腐蚀机理研究 
   4.1.1 各工艺条件下 SS316L的腐蚀分析
   4.1.2 表面分析
   4.1.3反应釜腐蚀失效综 合分析
   
   5.修复方案的筛选研 究
   5.1 修复与防护技术的 筛选原则
   5.2 电刷镀修复防护层 的耐蚀性
   5.3 热喷涂修复防护层 的耐蚀性
   5.4 修复防护技术 的综 合比较
   
   6.新釜的选材与评价
   6.1 既定工况下选材的 原则
   6.2 试验评价方法
   6.3 筛选材料在 催化剂 水溶液中的电化学测量
   6.4筛选材料在 SL2201工艺合成中的电化 学测量
   6.5 结论与建议
   在本阶段主要根据 筛选原则就几种代表性的耐蚀金属和合金在合成介质中的耐蚀性能作了初步的电化学评价研究,从结果来看,可以发现这里进一步验证了合成介质的特殊性,即与水溶液体系有着较大的差异;同时可以看出在双相不锈钢和镍基合 金材料中,双相不锈钢具有很好的耐蚀性,而镍基合金中Inconel600则耐蚀性能较差。 从总体性价比来看2507是最佳备选材料。 但最终结果还有待进一步验证。
   
   7.结论
   7.1 腐蚀失效分析
   通过实验研究,分 析了316L不锈钢在四种合成 工艺中的腐蚀情况,在此基础上,分步对合成各阶段相关原料的影响做了研究,获得了316L不锈钢在酚醛树脂 合成中的腐蚀机理。与常规的腐蚀形式不同,在酚醛树脂合成中引入的苯酚和催化剂在合成中形成了一种特殊的体系,抑制了316L不锈钢的钝化,使之长期处于活性溶解状态,导致不锈钢的腐蚀 速度较高。同时,由于催化剂和原料的不同,在合成体系中生成的混合体系也有所差异,使得316L在不同工艺中的腐 蚀速度也有差异。
   7.2 修复防护技术
   针对合成体系的特征和反应釜的结构特征,结合目前成熟的修复防护工艺,筛选出两种可行的修复防护技术 ,即电刷镀技术和热喷涂技术。通过对委托单位提供的样品进行实验研究,发现电刷镀钯或钯合金镀层具有较好的耐腐蚀性能,其特殊的作 用机制可以在镀覆很薄的钯或钯合金镀层时就可以获得很好的耐蚀效果;而对热喷涂技术所得到的三种涂层中,2号镀层具有较好的 耐蚀性,可满足实际体系的需要。
   7.3耐蚀材料的筛选护 技术
   通过实验研究分析,对目前合成工艺下的反应釜需要进行必要的修复,从实验数据分析来看,采用电刷镀技术可能获得更好的修复效果。目前热喷涂和电刷镀都是常用的两种修复防护技术 ,有较成熟的技术工艺,可直接工程应用。
   在后续的反应釜修 复和新釜的材质选择中,还需要与施工单位进行更深入的试验,包括修复防护层的物理性能,如附着力、热稳定性、耐磨性等参数的测量试验;还有修复防护层在实际反应釜中的挂片试验,进一步发现防护层在实际体系可能出现 的问题和相应的解决措施,同时还要考虑施工过程与反应釜实际环境中可能存在的空间,防护以及污染物的控制和处置等。
   对新釜材料的选择 ,除了性价比的确定外,根据设定服役寿命,还需考察材料的一些物理性能,如导热性能、力学性能、可加工性能等。同时,也需要对待选材料进行实际反应体系的挂片试验,并结合后续的生产考虑是否需要做进一步的防护措施 等。
   7.4 建议
   通过实验研究分析,对目前合成工艺下的反应釜需要进行必要的修复,从实验数据分析来看,采用电刷镀技术可能获得更好的修复效果。目前热喷涂和电刷镀都是常用的两种修复防护技术 ,有较成熟的技术工艺,可直接工程应用。
   在后续的反应釜修 复和新釜的材质选择中,还需要与施工单位进行更深入的试验,包括修复防护层的物理性能,如附着力、热稳定性、耐磨性等参数的测量试验;还有修复防护层在实际反应釜中的挂片试验,进一步发现防护层在实际体系可能出现 的问题和相应的解决措施,同时还要考虑施工过程与反应釜实际环境中可能存在的空间,防护以及污染物的控制和处置等。
   对新釜材料的选择 ,除了性价比的确定外,根据设定服役寿命,还需考察材料的一些物理性能,如导热性能、力学性能、可加工性能等。同时,也需要对待选材料进行实际反应体系的挂片试验,并结合后续的生产考虑是否需要做进一步的防护措施 等。
   
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