普通碳钢
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1237页(1866字)
普通碳钢使用较广,常用的为A3钢、#20、#45锅炉钢等。
优点:导热性好,硬度较大,易焊接加工,价格便宜,来源较广、容易。
缺点:耐磨性能差,在盐卤腐蚀介质中易出现孔蚀及均匀腐蚀,均匀腐蚀速率一般为0.47mm/年左右,孔蚀速率高达10~15mm/年。
1.普通碳钢的耐蚀性 在盐卤、冷凝水环境中,碳钢点蚀、均匀腐蚀严重。引起腐蚀的主要因素是介质中溶O2、CO2、H2S、NH3及温度、pH值、流速等。
(1)温度对碳钢腐蚀的影响 实验测得A3钢在自贡长山盐矿岩卤中腐蚀速率与温度的关系如表3-6-25、图3-6-23。
表3-6-25A3钢在自贡长山岩卤中腐蚀速率与温度的关系
图3-6-23 A3钢在自贡长山岩卤中耐蚀实测图
碳钢和铸铁在脱气的温海水中的耐蚀性试验数据如图3-6-24。
图3-6-24 碳钢和铸铁在脱气的温卤水中的耐蚀率(试验156天)
(2)pH值对碳钢腐蚀的影响 实验测得,长山岩卤中pH值与A3钢的腐蚀关系如表3-6-26。
表3-6-26 A3钢腐蚀速率与卤水pH值的关系
由表3-6-26可知:
①料液pH值升高,A3钢的腐蚀速率增大。当pH≤5时,A3的腐蚀速率变化很大,增加速率很快。
②对脱气卤水,pH值由5升高到8(10)碳钢的腐蚀速率几乎不变,恒定在某个数值左右,如图3-6-25、3-6-26。因此,在实际生产中,只要在工艺上考虑除氧、脱气,调节卤水的pH值6~8,碳钢的腐蚀可大大降低。
图3-6-25 在各种pH值的3%的NaCl溶液中的腐蚀(试验30天)
图3-6-26 pH值与腐蚀率Ke的关系曲线
(3)流速对碳钢腐蚀的影响 流速对A3钢腐蚀的影响,见表3-6-27、3-6-28、 3-6-29,图3-6-27,3-6-28
表3-6-27 室温下料液流速对A3钢(无锈层)腐蚀速率
注:在自贡长山岩卤中测试的结果。
表3-6-28 室温下料液流速对A3钢(有锈层)的腐蚀速率
表3-6-29 60°时料液流速对A3钢腐蚀影响
图3-6-27 室温时料液流速对A3钢的腐蚀速率
图3-6-28 60℃时料液流速对A2钢的腐蚀速率
由图表可看出:
①碳钢A3的腐蚀速率随料液流速提高而增大。锈层对碳钢的基体无保护作用。因此,在实际生产中,料液流速不宜太高。
②料液温度为60℃、流速为1.7m/s时,腐蚀速率最大;流速大于或小于1.7m/s,腐蚀速率都会减小。流速过高,传热系数增大,但高速流动的含盐晶盐浆对加热管的强烈冲刷,将导致磨损和均匀腐蚀加重;流速太低,腐蚀可减轻,但不利于传热。因此,在生产和设计中流速一般以1.5~2.0m/s为宜。
综上所述:碳钢作为加热管材,只要注意调节原料卤水的pH值(6~8),流速控制在1.5~2.0m/s,工艺路线上考虑卤水脱气,二次蒸汽除沫,洗涤Cl-,加石膏晶种防垢,避免频繁的停、开车,可使腐蚀速率大大减低。