专家介绍化学镀Ni-P合金技术用于冷换设备防腐
作者: 信息来源: 发布于:2015/12/2 点击量:
在炼油厂中,几乎所有的工艺过程都有加热、冷却或冷冻过程,这些过程所用设备除加热炉外统称为冷换设备,其大部分材质为碳钢。由于冷换设备所接触的介质往往具有高温、高压、高流速、强腐蚀等特点,因此常常出现腐蚀泄漏。
一般情况下,冷换设备的管束采用高耐蚀合金管是不可取的,造价高并且传热效果不好,近年来,化学镀Ni-P合金技术已成为一种解决冷换设备腐蚀问题的有效方法。Ni-P镀层属非晶态,不易形成电偶腐蚀,因不存在晶界,故而也可避免发生应力腐蚀与腐蚀疲劳。用低碳钢经化学镀Ni-P合金镀层,可以部分代替不锈钢,大大降低成本。
大量积焦的现象已不再出现,连续55MW高负荷运行也不再出现焦呈液体状态沿水冷壁往下流的状况。尽管四面水冷壁仍然结焦,但都呈疏松状态,吹灰器一吹即掉,运行人员的劳动强度、人身和设备安全得到了较大改善。
第二,负荷接带能力增强。改造前一段时间,超过47MW负荷在减温水全开、吹灰器连续运行的情况下也只能带几个小时,造成经常性减负荷运行,影响了上网曲线,造成较大经济损失。改造后,55MW负荷能连续带十几个小时,而且减温水只开到80%左右,吹灰器吹灰次数也较以前减少,很少出现减负荷现象,减少了上网电量的考核和经济损失。
第三,燃烧稳定性增强。改造前,只要负荷稍高,则降负荷后锅炉因塌焦灭火的次数很多,每个月少则3+5次,多则10多次。改造后持续高负荷运行表明,燃烧稳定性有较大增强,很少出现高负荷后低负荷塌焦灭火现象,塌焦次数很少且每次塌焦程度较轻,对锅炉燃烧不会产生较大影响。高负荷后不再出现塌焦灭火,不但减少了上网电量的考核,节约了燃油,提高了机组的经济效益,而且减轻了因锅炉频繁灭火对汽轮机的危害,有效保证了机组的安全运行。
第四,由于结焦减轻,可保证高负荷时的引风量。以前由于结焦严重,负荷带到52MW时便因引风量不足而影响负荷的接带。改造后,连续55MW负荷引风量还能保持正常。
第五,超温现象明显改善。改造后,超温现象得到了较好的抑制,气压能基本维持正常值运行,较前既降低了汽轮机的气耗,提高了机组的效率,又避免了因超温、低压给设备造成的危害。
第六,从排烟温度来看,改造后无论负荷高低比改造前排烟温度平均下降了15.左右,由此使锅炉的热效率提高了1)左右。
第七,改造前灰渣中含可燃物平均在2.5%左右,改造后由于炉内风粉混合良好,结焦减轻,灰渣可燃物平均仅为2.0%左右,平均下降了近0.5%,使锅炉的热效率有了较大提高。
从以上几个方面的比较来看30炉喷燃器改造,取得了良好的经济和社会效益。
修理与改造()中阖彀丨备Ml一、化学镀Ni-P合金的原理及镀层性能分析化学镀Ni-P是在具有催化性的金属表面上进行的自催化氧化还原反应,将活化后的金属浸入到镀液中,在合适的温度和pH值条件下,镀液中的Ni2+和H*PO*-在金属表面发生氧化还原反应,沉积形成一层均匀牢固的Ni-P合金镀层。反应过程为Ni-P合金镀层是通过化学沉积而得到的,化学镀不同于电镀,不需外加电流,可在复杂部件表面获得厚度均匀的镀层。Ni-P合金镀层属于金属的非晶态组织,不存在晶界、位错等晶体缺陷,是单一均匀组织,不易形成电偶腐蚀。由于镀层结构为非晶态,在空气中可形成玻璃态的钝化膜,在大多数介质中具有较正的自然腐蚀电位,因此耐腐蚀腐蚀率均在0.05mm/a以下,在一些介质中,Ni-P镀层比钛合金还要好,它没有点蚀、晶界腐蚀、应力腐蚀和局部腐蚀等倾向。其物理性能如下。
颜色:外观为亮或半亮的银白色;焊接性:焊接性能良好,可以锡焊;处理后与镀硬铬相当;耐热性:良好,可防止在高温下氧化起皮。
工件表面的预处理为了在管束表面得到施镀均匀、孔隙率低、结合力优良的镀层,在施镀前必须严格按以下工艺流程进行:喷沙除锈!碱煮除油!自来水冲洗!酸洗、除锈使金属表面活化!自来水冲洗!热水冲洗预处理完毕后,立即施镀,Ni-P镀液的主要成分为硫酸镍、次亚磷酸钠、络合剂、缓冲剂、光亮剂等,将镀液加热到85*C,pH值调整为4.5<6.0,沉积速度约10!m/h,处理时间根据厚度决定。
镀后的工件用水冲洗后放入封孔液中封孔处理,以增强镀层的耐蚀性能,封孔后,应把工件立即彻底清洗后吹干。
镀层外观为光亮或半光亮的银白色,目视检查镀层表面光滑平整,无裂纹、分层及脱皮现象,使用涂镀层测厚仪测量,厚度应在35<50!m之间。
大庆石化总厂炼油厂在常减压、催化裂化、气体分馏、糠醛装置的冷换设备碳钢管束表面采用Ni-P镀层,通过几年使用效果很好。镇海炼化公司近年在催化、加氢裂化等装置使用,换热器使用寿命由原来的3<6个月提高到24个月。洛阳石化总厂催化装置重腐蚀部位采用镀Ni-P换热器管束1年后,表面完好,无锈迹,无腐蚀泄漏发生。
化学镀Ni-P镀层致密度高,附着力强,硬度高,抗磨性能优良,碳钢管束经Ni-P化学镀处理后,耐蚀性比原来至少提高4<6倍,而镀覆成本是碳钢管束造价的70%<80%,在酸性以及含C1-的介质中,Ni-P镀层冲蚀抗力优于1Cr18Ni9Ti,可以用Ni-P合金镀层代替不锈钢用于含固体颗粒及腐蚀介质共同作用的环境中。因此,在冷换设备管束中使用Ni-P合金镀层防腐,其经济效益比较显著。
由于Ni-P镀层是非晶结构,表面金属键分布没有方向性,因此具有一定的防污性能,管束不易结垢,在循环水中耐蚀性很好,特别是在涂料防腐、5454管束不能使用的环境中,该办法是一个很好的补充。另外,Ni-P镀层是金属性镀层,其传热系数与钢铁相近,不会降低传热效率。