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污水處理脫水機腐蝕原因分析及防護措施

文檔作者：溫炳清，孫永杰，劉鳳文檔來源：大慶石化公司水氣廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年01月23日
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2013年第3期
煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 19
污水處理脫水機腐蝕原因分析及防護措施
溫炳清，孫永杰，劉鳳
(大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶163714)
摘要：對生活污水處理場的2臺脫水機及其配套設(shè)施的腐蝕情況進行了分析。闡述了硫化氫對設(shè)
備產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象、腐蝕機理，以及由腐蝕引發(fā)的設(shè)備故障。根據(jù)腐蝕破壞形式和機理，采取了相
應(yīng)的防護措施，減緩了硫化氫對設(shè)備的腐蝕作用，降低了設(shè)備的故障率。
關(guān)鍵詞：脫水機；腐蝕；硫化氫；防護
中圖分類號：X703．3 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1671—4962(2013)03—0019—03
大慶石化公司生活污水處理場主要處理生活
污水。生活污水進入裝置后，經(jīng)過2道格柵、原水
池沉淀、預(yù)處理池、氣浮池、生物濾池處理后外
排。而預(yù)處理池、氣浮池從水中分離出來的污泥
需經(jīng)過2臺脫水機脫水后外運。整套裝置2008年
1O月投產(chǎn)，近期脫水系統(tǒng)的2臺脫水機設(shè)備故障頻
繁發(fā)生，影響系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。
1脫水機存在的問題
1．1故障現(xiàn)象
影響脫水機平穩(wěn)運行的故障主要有4種。
(1)濾布跑偏而發(fā)生意外跳車。造成該故障
的主要原因是銅質(zhì)糾偏閥失靈、氣缸拉桿斷裂造
成漏氣、供氣管道漏氣等。
(2)糾偏輥、托輥墜落。造成該故障的原因是
尼龍材質(zhì)的軸襯損壞，導(dǎo)致輥墜落。
(3)糾偏輥斷裂。主要發(fā)生在軸肩處。
(4)糾偏氣缸支架以及托輥、糾偏輥支撐架開
焊。主要發(fā)生在支架與設(shè)備主體焊接連接部位。
1．2故障原因分析
設(shè)備的故障具有2個特征，即故障都不是單獨
的個體現(xiàn)象，而是具有多發(fā)性、群發(fā)性；隨著設(shè)備
使用時間的延長，故障發(fā)生的頻次更高。首先認
定與環(huán)境因素有關(guān)、與運行時間有關(guān)，可以斷定是
腐蝕問題?。
2設(shè)備材料和現(xiàn)場環(huán)境
2．1設(shè)備情況
2臺脫水機框架結(jié)構(gòu)和主要結(jié)構(gòu)件均采用304
不銹鋼。托輥上的輥筒焊在滾軸上，各輥支架也
是焊在框架上。各輥軸兩端采用聚氨酯襯套作滑
動軸承，軸襯和軸用尼龍座支撐。糾偏閥表面為
不銹鋼，內(nèi)部為黃銅。供氣管部分為普通塑料軟
管，部分為銅管。濾布為聚氨酯 。
脫水機工作壓力在0．4～0．7 MPa之間，壓力由
安裝在脫水間的空壓機提供?？諌簷C直接在脫水
間室內(nèi)采氣，壓縮空氣提供給張緊氣缸、糾偏氣缸
和糾偏閥，實現(xiàn)脫水機濾布張緊、濾布跑偏后自動
進行糾偏的功能。張緊后在各糾偏輥、托輥和主
動輥上傳動，經(jīng)常左右偏移。濾布跑偏后如果不
能及時糾偏，就會碰到最外緣的限位開關(guān)而停車。
2．2現(xiàn)場環(huán)境
生活污水產(chǎn)生硫化氫有2個來源。
(1)生活污水中原有的硫化物(包括H S、HS一、
S ，以及存在于懸浮物中可溶性硫化物、酸可溶性
金屬硫化物以及未電離的有機、無機類硫化物)在
厭氧(如原水池沉淀、污泥儲池沉淀)條件下由于
細菌的作用，使硫酸鹽還原或含硫有機物的分解
而產(chǎn)生硫化氫 J。
(2)某些細菌(如硫細菌)作用于含蛋白質(zhì)類
的物質(zhì)，促使其腐爛也能產(chǎn)生硫化氫 。
脫水問內(nèi)安裝有硫化氫氣體控制系統(tǒng)，該系
2002(4)：28—31．
[4]夏清，陳常貴．化工原理EM]．天津：天津大學(xué)出版社，2005：37—39
[5]夏玉宇．化驗員實用手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，
2005：89—90．
收稿日期：2013—02—27
作者簡介：張明松，男，工程師，1990年畢業(yè)于蘭州化工學(xué)校，現(xiàn)從事
化肥合成氨生產(chǎn)工藝管理工作。
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2013年第3期 溫炳清，等．污水處理脫水機腐蝕原因分析及防護措施 21
鋼，只有拉桿為普通碳鋼，腐蝕很嚴(yán)重，幾乎完全
脆化。
3．4不銹鋼焊件的應(yīng)力腐蝕
脫水機主體使用304不銹鋼，屬于奧氏體不銹
鋼，在硫化氫存在的環(huán)境下發(fā)生均勻腐蝕的可能
性不大。但奧氏體不銹鋼在硫化氫介質(zhì)中可能發(fā)
生應(yīng)力腐蝕。
濕硫化氫環(huán)境發(fā)生應(yīng)力腐蝕有4種機理，即氫
脆、氫致開裂、由應(yīng)力引起的氫致開裂和硫化物應(yīng)
力開裂。脫水機的張緊輥、糾偏輥斷裂處以及支
架墜落等故障的發(fā)生，都是在焊接部位。脫水間
雖然含有一定量的硫化氫，但濃度不是很大，pH值
也不是很低，壓力為大氣壓，可以排除發(fā)生氫脆、
氫致開裂和硫化物應(yīng)力開裂的可能性，因此可判
定導(dǎo)致輥斷裂和支架開焊的就是由應(yīng)力引起的氫
致開裂。
2臺脫水機工作載荷為0．4～0．6 MPa，載荷不
大。因此，焊接殘余應(yīng)力是導(dǎo)致發(fā)生硫化氫應(yīng)力
開裂的主要因素。2臺脫水機4O多處焊接部位已
發(fā)生斷裂或者裂紋達2l處之多，可見該設(shè)備在制
造時焊接工藝存在很大問題。由于存在原始的焊
接熱應(yīng)力或者焊接缺陷，加上硫化氫的腐蝕作用，
設(shè)備運行中產(chǎn)生的交變載荷多重作用下，產(chǎn)生裂
紋，裂紋逐漸生長，最終導(dǎo)致軸斷裂或支架開焊墜
落，見圖4。
圖4 應(yīng)力腐蝕完全斷裂的軸頭
4 防護措施
由于2臺脫水機很多故障都是硫化氫而引起
的，因此，防止設(shè)備因腐蝕過快而無法運行，針對
硫化氫腐蝕，采取的措施有6項。
(1)生活污水和污泥長時間淤積，會分解出更
多的硫化氫。因此，從工藝上考慮盡量縮短生活
污水和污泥在裝置的停留時間。
(2)脫水問增加墻壁通風(fēng)機、增建l套硫化氫
吸收裝置，采取強制通風(fēng)的方式，降低空氣中硫化
氫氣體濃度。
(3)設(shè)備停運即刻沖洗干凈，避免污泥在脫水
間淤積，進而發(fā)酵分解出硫化氫。
(4)脫水機上所有不銹鋼構(gòu)件焊接部位進行
適當(dāng)?shù)臒崽幚恚附討?yīng)力的存在。
(5)普通碳鋼件未發(fā)生腐蝕的，涂抹潤滑脂，
使金屬材料與硫化氫、水氣隔離，防止發(fā)生電化學(xué)
反應(yīng)。已腐蝕零部件，將腐蝕產(chǎn)物清除干凈，并涂
抹潤滑脂，防止電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
(6)為避免糾偏閥內(nèi)部儀表元件芯和供氣管
銅接頭腐蝕，將供氣的空壓機移出脫水間，保證空
壓機向脫水機提供的壓縮空氣干燥、無硫化氫。
5結(jié)束語
生活污水中含有硫化氫，其它硫化物分解也可
產(chǎn)生硫化氫。硫化氫的存在不僅對人員生命安全
構(gòu)成巨大威脅，而且對裝置設(shè)備也造成了極大的
破壞性。針對腐蝕原因，采取了相應(yīng)的防護措施，
延長了設(shè)備檢修周期，收到良好效果。
參考文獻：
[1]馮秀梅．煉油設(shè)備中濕硫化氫的腐蝕與防護[J]．化工設(shè)備與管道，
2003(6)：14—16．
[2]賈月華．對碳鋼設(shè)備抗硫化氫腐蝕問題探討[JJ．特種設(shè)備安全技
術(shù)．2008(4)：30—32．
[3]高護生腐蝕與防護學(xué)[M]．西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，
1994：43—46．
[4]徐靜．不同硫化物的腐蝕性研究[J]．石油化工腐蝕與防護，
2005(9)：39—42．
[5]張耀豐．304不銹鋼在硫化氫介質(zhì)條件下的應(yīng)力腐蝕[J]．中國腐
蝕與防護學(xué)報，2007(2)：9-1 1．
[6]肖紀(jì)美．材料腐蝕學(xué)原理[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，
2002：27—30．
[7]魏寶民．金屬腐蝕理論及應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，
2009．22-25
收稿日期：2013—03—26
作者簡介：溫炳清，男，工程師，1996年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化工機械
專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)安全管理工作。

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