實(shí)驗(yàn)設(shè)備離心機(jī)應(yīng)用中腐蝕問題分析

    分離技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用極其廣泛的技術(shù)，適用于醫(yī)藥、化工、冶金、紡織、環(huán)保、食品、軍人等各行業(yè)，它是借離心力為推動(dòng)力，將液棗固、液棗液或液棗液棗固等懸浮液或乳濁液按物性特點(diǎn)，分離要求的不同達(dá)到不同分離目的的一種設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單、效率較高，純物理分離過程，能充分保證分離物料的特性。因此，離心機(jī)的市場應(yīng)用極其廣泛，特別是像Thermo品牌的進(jìn)口產(chǎn)品更是如此。
　　
　　近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，新技術(shù)新工藝呈出不窮，離心機(jī)的應(yīng)用范圍也更加廣泛;不過，在這一過程中，大多數(shù)廠家更多關(guān)心的是離心機(jī)的分離性能、強(qiáng)度要求，對(duì)腐蝕因素的影響往往重視不夠，從而帶來了一些負(fù)面的影響，本文就此問題作一些分析說明，供大家探討。
　　
　　眾所周知，腐蝕的危害是極其巨大的，在世界上有許多事例可以說明，離心機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，其安全要求與壓力容器同樣重要，大多數(shù)離心機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)、選型和應(yīng)用中，更多慮了均勻腐蝕對(duì)強(qiáng)度零件的影響，疏忽了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工工藝等對(duì)腐蝕環(huán)境的適應(yīng)性，導(dǎo)致了一些嚴(yán)重的后果。不僅零件出現(xiàn)腐蝕傾向，污染被分離物料;更嚴(yán)重的甚至造成機(jī)毀人亡。
　　
　　一、離心機(jī)環(huán)境
　　
　　離心機(jī)按功能、結(jié)構(gòu)分為不同類型的設(shè)備，但都有共同特點(diǎn)：
　　
　　1、轉(zhuǎn)鼓為高速旋轉(zhuǎn)件;
　　
　　2、以轉(zhuǎn)鼓為主體構(gòu)成分離空間;
　　
　　3、轉(zhuǎn)鼓呈異形結(jié)構(gòu);
　　
　　4、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)還有其他一些聯(lián)接件或配套件。
　　
　　轉(zhuǎn)鼓的這幾個(gè)特點(diǎn)，說明了離心機(jī)的核心零件是一個(gè)應(yīng)力件，它的異形幾何形狀，導(dǎo)致了零件的應(yīng)力分布多區(qū)，多零件的配合，又使形成電偶對(duì)的機(jī)會(huì)成為可能，這都是值得注意的一些情況。
　　
　　二、可能的腐蝕現(xiàn)象
　　
　　金屬腐蝕形態(tài)主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類，前者因?yàn)楸碛^現(xiàn)象容易發(fā)現(xiàn)，而且在大多數(shù)手冊(cè)資料數(shù)據(jù)中都表述比較清楚，在此不作詳述，僅對(duì)后者進(jìn)行一些探討。
　　
　　局部腐蝕只發(fā)生在局部，是一個(gè)極其嚴(yán)重、危害較大的一種破壞，如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕，磨損腐蝕等等，在離心機(jī)中，局部腐蝕普遍存在，應(yīng)著重從其形成機(jī)理方面加以分析，采取措施，加以克服。
　　
　　1、孔蝕是一種高度腐蝕的現(xiàn)象，主要存在于易鈍化的金屬中，如不銹鋼等，由于表面局部存在的可能缺陷，溶液中又存在能破壞鈍化膜的活性離子(如鹵族離子)，鈍化膜被局部破壞，從而形成電偶對(duì)，造成孔蝕?？孜g形成后，由于離心力的作用，將加速孔內(nèi)電偶的動(dòng)態(tài)過程，從而保證孔腐蝕的持續(xù)性，直至穿孔，這一點(diǎn)與靜態(tài)下的孔蝕現(xiàn)象不同。
　　
　　2、晶間腐蝕會(huì)造成零件失去強(qiáng)度和延伸性，引起零件脆斷，它是一種從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展，外表面沒有腐蝕跡象的危害性損害。
　　
　　3、磨損腐蝕即零件表面同時(shí)遭受磨損和腐蝕破壞。
　　
　　4、應(yīng)力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中，由于受一定的拉應(yīng)力作用而引起的損害。它具備以下特征：殘余拉應(yīng)力、外加拉應(yīng)力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。
　　
　　上述四種腐蝕是對(duì)離心機(jī)影響極其嚴(yán)重的，可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
　　
　　三、措施
　　
　　1、不同的物料及分離要求，需要選用不同的機(jī)型。機(jī)型及主參數(shù)確定后，根據(jù)不同材料在不同環(huán)境中的耐腐蝕性能，綜合其理化特J生，性價(jià)比等諸多因素，從基本面上確定強(qiáng)度零件材料。從材料本身來看，它針對(duì)的目標(biāo)物料是安全的，因此，選材應(yīng)遵循下列原則：
　　
　　a、沒有絕對(duì)的萬能防腐材料，必須充分了解應(yīng)用環(huán)境，針對(duì)性選材，如不銹鋼不適合濃硫酸碳鋼卻適合。
　　
　　b、不銹鋼不是不銹，只是在空氣和其它適應(yīng)性環(huán)境下才不銹。
　　
　　c、在同一環(huán)境中，盡可能選同一種材料或平衡電位相近的材料，避免造成電偶對(duì)環(huán)境。
　　
　　d、綜合性價(jià)比，特別要重視加工工藝性的影響。
　　
　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
　　一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能延長設(shè)備使用壽命，確保設(shè)備的安全性，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最容易加速腐蝕的設(shè)計(jì)缺陷是應(yīng)力集中傾向和縫隙環(huán)境，有時(shí)盡管金屬浸泡溶液中，腐蝕率較小;但形成縫隙，由于內(nèi)部溶液的化學(xué)和電化學(xué)狀態(tài)發(fā)生了變化(PH和電位下降)，將引起嚴(yán)重的縫隙腐蝕，因此設(shè)計(jì)上應(yīng)注意：
　　
　　a、盡量避免縫隙的產(chǎn)生;
　　
　　b、同一環(huán)境中，盡量采用同一種材料;
　　
　　c、保證零件的組織均勻性或增加壓應(yīng)力;
　　
　　d、避免形成死角，確保流體暢通流動(dòng)。
　　
　　3、表面防護(hù)措施
　　
　　控制腐蝕的一個(gè)基本思路就是隔絕腐蝕環(huán)境。在離心機(jī)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采用表面處理的辦法，如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學(xué)鍍層等辦法，這些方法在許多環(huán)境中是有效的，但對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件，必須注意一個(gè)重要的現(xiàn)象：基體材料與鍍層是兩種材料，其線膨脹系數(shù)是不同的，將在旋轉(zhuǎn)件彈性變形時(shí)產(chǎn)生不一樣的變形量，從而造成大量的微裂紋的產(chǎn)生;若前述現(xiàn)象的存在，將加速腐蝕形成。因此，對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件的表面防護(hù)方法，應(yīng)謹(jǐn)慎采用。
　　
　　4、緩蝕劑
　　
　　離心機(jī)本身涉及多學(xué)科，要使用好離心機(jī)，除上述一些措施外，還應(yīng)該注意研究其應(yīng)用環(huán)境。緩蝕劑的應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中，也大量采用。對(duì)某些惡劣環(huán)境，采用適當(dāng)?shù)木徫g劑就能使零件達(dá)到適用的程度，只要工藝許可，緩蝕劑的采用，應(yīng)該是離心機(jī)應(yīng)用的一條有效之路。
　　
　　5、正確的工藝方法設(shè)計(jì)正確，選材合理，只是解決離心機(jī)腐蝕的前提條件;加工工藝是正確應(yīng)用也在一定程度上影響離心機(jī)的防腐能力。加工方法通常會(huì)在零件或設(shè)備上留下許多缺陷，如錯(cuò)位、局部應(yīng)力等，錯(cuò)位可能造成縫隙，裝夾定位方法不合理可能導(dǎo)致零件偏心，不合理走刀可能產(chǎn)生表面粗糙，還有裝配不適當(dāng)、焊接、熱處理不合理、緊固螺栓用力不均等會(huì)造成局部應(yīng)力集中。
　　
　　因此，尋找正確的加工方法也是防止腐蝕的一條有效途徑。
　　
　　離心機(jī)的腐蝕問題是一個(gè)綜合的復(fù)雜問題，由于離心機(jī)的工作環(huán)境與一般資料手冊(cè)在靜態(tài)中獲取的數(shù)據(jù)有較大差異。因此，在參照有關(guān)資料時(shí)，除上述分析外，還應(yīng)考慮溶液中的溶氧、溫度、高速流體以及分離區(qū)的流態(tài)變化等諸多因素的影響，采用適當(dāng)措施，確保離心機(jī)安全可靠運(yùn)行。