Коррозионный износ и антикоррозионная защита

Износ основного технологического оборудования спиртового завода (брагоректификационных аппаратов, изготовленных из меди) происходит в результате перегрузки и разрушения технологических режимов при эксплуатации, удаления накипи растворами соляной кислоты, применения загрязненного пара.

Оборудование дрожжебродильного отделения и цеха кормовых дрожжей, выращиваемых на барде, - нестандартное и изготовляется на месте из обычной углеродистой стали. Оно подвергается активной коррозии и без обеспечения активных мероприятий через 3-4 года эксплуатации выходит из строя и требует замены. Ремонт этих аппаратов связан с простоями и большим расходом рабочей силы. Дрожжевые и бродильные аппараты спиртового производства служат 9-12 лет при ежегодном ремонте. Коррозия металла неравномерная, наиболее уязвимы участки вдоль сварных швов, а также сами сварные швы при использовании электродов, не соответствующих по составу данному металлу. Дрожжебродильные аппараты имеют внутри аэрирующее и теплообменное устройства (барботеры, диффузоры, трубчатые змеевики). Иногда эти устройства изготовляют из различных материалов, что способствует усилению коррозионных процессов, на их скорость влияют и способы крепления внутренних устройств.

Износ оборудования варочного цеха представляет опасность для обслуживающего персонала, так как снижение толщины стенки аппарата, находящегося под давлением, ниже критической может привести к его разрушению.

Высокая температура, при которой ведется процесс разваривания, ускоряет коррозию, способствует переходу части органических кислот в парообразное состояние и вызывает температурные напряжения в металле, способствующие разрушению конструкционных элементов.

Разрушение металла варочных колонн вызывает гидродинамическое воздействие паровых и парожидкостных потоков, имеющее характер гидравлических ударов; они разрушают защитную пленку из окислов железа, покрывающую металл. Сочетание этих потоков увеличивает скорость изнашивания колонн I ступени в районе подвода пара, а при наличии наклонных полок под ними из-за коррозионного воздействия паровых подушек.

В колоннах II ступени наибольшему износу подвержены конические днища и нижняя часть цилиндрической обечайки.

На спиртовых заводах много трубопроводной запорной аппаратуры. В основном это чугунные клиновые задвижки с бронзовыми, - кольцами. Под действием коррозионных процессов ослабляется посадка колец, разъедаются детали уплотнения и выпадают уплотнительные кольца или съедаются щеки задвижек. Применение защитных антикоррозионных покрытий - один из методов борьбы с коррозией.

Технологическое оборудование, работающее при температуре не выше 60°С и не подвергающееся стерилизации паром, рекомендуется защищать материалами перхлорвиниловой группы.

Работы по нанесению защитных покрытий обычно выполняются специализированной организацией "Монтажхимзащита" или рабочими предприятия, прошедшими обучение.

В небольших емкостях защитные покрытия можно наносить кистью, а в больших применяют специальные пульверизаторы, обеспечивающие получение ровного слоя одинаковой толщины.

Защитные покрытия следует периодически обновлять. В дрожжерастильных чанах перхлорвиниловое покрытие ежегодно подвергают осмотру, при необходимости устранения мелких дефектов - ремонтируют.

При нарушении защитной пленки или отслоении ее необходимо обновлять. Перед нанесением нового покрытия старую пленку удаляют зачисткой с помощью пескоструйного аппарата или смывают растворителем.

Оборудование, изготовленное из углеродистой стали и работающее при повышенной температуре (свыше 60°С), например сборники горячей барды, лютерной воды, а также оборудование, подвергающееся стерилизации паром (бродильные чаны, дрожжанки, аппараты чистой культуры), защищают от коррозии термостойкими лакокрасочными материалами, применяющимися в пищевой промышленности.

Для защиты небольших емкостей рекомендуется использовать гуммирование. Для этих целей используют термостойкую резину на основе бутадиен-нитрильных каучуков или резиновые смолы. Высокой теплостойкостью обладают силиконовые каучуки (до 200-250°С). Для защиты от коррозии сборники горячей барды покрывают диабазовыми плитками. Одним из путей предохранения оборудования от износа является покрытие внутренних поверхностей стеклоэмалями.

Технические методы противокоррозионной защиты классифицируются на четыре основные группы: подбор коррозионностойких материалов; защитные покрытия: электрохимическая защита; обработка коррозионной среды.

В спиртовом производстве применяют два первых метода защиты.

В пищевой промышленности широко применяются нержавеющие хромоникелевые стали типа Х18Н10Т, обладающие достаточной стойкостью в средах производства спирта и дрожжей.

В качестве заменителей этой стали рекомендуются стали с малым содержанием никеля - ОХ21Н5Т или безникелевые нержавеющие стали, например ОХ17Т.

Для оборудования дрожжебродильного отделения при поддержании рН рабочей среды в пределах 4 и выше рекомендуется применять нержавеющую сталь марки ОХ17Т. Сварка - полуавтоматическая в среде диоксида углерода присадочной проволокой ОХ2011115-ФБЮ. При ручной дуговой сварке используются электроды ЭП-1-БА.

Если технологией предусмотрено рН среды ниже 4, необходимо применять нержавеющую сталь с небольшим содержанием никеля марки ОХ21Н5Т; сварка - полуавтоматическая в среде диоксида углерода присадочной проволокой ОХ20Н10С2БПО (ЭП-156). Для ручной дуговой сварки рекомендуются электроды ХЛ-2АЛ.

На основании исследований для оборудования производства кормовых дрожжей можно рекомендовать нержавеющую сталь марки ОХ17Т. Срок службы аппаратуры, изготовленной из стали этой марки, превышает 15 лет. Для производства дрожжерастильных аппаратов можно применять сталь ОХ17Т только в том случае, если рН среды не ниже 4,3. В противном случае используется сталь ОХ21Н5Т.

При конструировании оборудования необходимо учитывать особенности процессов в аппаратах. Зачастую неудачные решения являются причиной образования застойных зон, концентрации механических и термических напряжений, образования неплотностей в отдельных соединениях и других явлений, способствующих усилению коррозии и износа.

Необходимо учитывать следующие факторы: не допускать контакт разнородных металлов и различных материалов; следить за распределением температуры и напряжений; учитывать особенности соединений.

Большое внимание следует уделять сварным швам. При сварке металлов в зоне наплавленного валика металла и параллельно ему возникают большие остаточные напряжения, приводящие к усиленной коррозии. Это особенно заметно в местах соединения деталей, имеющих различную толщину. При сварке внахлестку часть металла, находящаяся между швами, корродирует интенсивнее, чем остальные части изделия. Поэтому необходимо предусматривать уравнивание толщины свариваемых деталей в месте шва и не применять соединения внахлестку.

отопительные печи для дома