摘要：介紹了煤氣鼓風機葉輪腐蝕現(xiàn)象，并簡單分析了腐蝕原因，還提出了8項改進措施。
??????? 關(guān)鍵詞：離心式鼓風機 葉輪 防腐
??????? 中圖分類號:TH442 文獻標識碼:B
??????? 文章編號:1006-8155(2005)06-0022-03
??????? Abstract: Corrosion phenomenon of gas blower impeller is introduced, The corrosive reason is briefly analyzed, and 8 items of improving measures are put forward.
??????? Key words: Centrifugal blower Impeller Anticorrosion
??????? 1 引言
??????? 我公司有4臺陜西鼓風機(集團)有限公司生產(chǎn)的D1150-1.3/0.95-1型兩級離心式煤氣鼓風機。它的作用是不斷地將焦爐炭化室里煉焦過程中所產(chǎn)生的焦爐煤氣抽出，并壓送到回收車間進行處理。它既要克服途中各設(shè)備及管道的阻力，又要保持足夠的煤氣剩余壓力。運行方式是兩開兩備，單機輸送能力為69000m3/h。多年來風機運行不太穩(wěn)定，一年倒機次數(shù)最多時竟超過20次，嚴重影響了煤氣的正常輸送，給公司生產(chǎn)帶來很大不利。究其原因,由風機葉輪腐蝕引起的故障是主要問題之一。
??????? 2 腐蝕現(xiàn)象
??????? 風機長年在有害介質(zhì)中高速運轉(zhuǎn)，必然要受到腐蝕。轉(zhuǎn)子的腐蝕主要發(fā)生在葉輪的前盤、后盤和葉片上，其材質(zhì)分別為35CrMo和30CrMnSi。當轉(zhuǎn)子運行一個周期，由于振動超標故障停機而對其進行檢查清掃時，能在前后盤及葉片表面上清掃出大量的腐蝕產(chǎn)物。而備用機組找過動平衡后，停了相同周期。在啟動運行時，往往由于轉(zhuǎn)子處于不平衡狀態(tài)導致風機振動加劇而被迫停機。若檢查也能清掃出大量腐蝕產(chǎn)物，且比運行一周期剛停下來的轉(zhuǎn)子還多。從清掃的表面看，葉輪除了有均勻的腐蝕外還有大量的點蝕，致使轉(zhuǎn)子每隔2～3年就得報廢換新，腐蝕率最大能達2mm/年。備用機組更為嚴重。
??????? 制造廠設(shè)計的葉輪為前后、盤與葉片焊接而成，在進風口處每個葉片都留有100mm長度未進行焊接而形成了間隙，造成葉輪靜止時產(chǎn)生縫隙腐蝕，葉輪運行時產(chǎn)生縫隙和應力的聯(lián)合腐蝕。2000年10月我公司在風機運行時因調(diào)速系統(tǒng)故障停機，更換停了6個月的備用風機后運行，在運行幾小時后該風機發(fā)生異常聲音，振動劇烈，又被迫停機。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)前、后盤大面積腐蝕，其表面出現(xiàn)許多麻點，深層凸起，底層銹蝕，清掃的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量達2kg。低壓級葉輪1個葉片折斷，并打壞了高壓級葉輪的2個葉片，轉(zhuǎn)子嚴重失衡，導致報廢。
??????? 3 腐蝕原因分析
??????? 風機輸送的介質(zhì)是粗煤氣，粗煤氣的成份如表1所示。
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??????? 表1 粗煤氣成份 （g/m3）
??????? 水氣? 250～450 ?焦油霧? 80～120?粗苯? 30～45?氨? 6～9?氰化氫? 0.5～1.5?吡啶? 1～3?一氧化氮? 1～4cm3/m3?硫化氫? 4～7?
??????? 二硫化碳? 0.3～0.5?噻吩? 0.1～0.15?硫醇? 約0.01?二氧化硫? 約0.1?萘? 約10?乙烯? 13～26?丙烯? 約11?氯化物? 約1?
??????? 乙炔?? 1.2～2.3 ?氫氣? 45～54?甲烷? 170～210?乙烷同系物? 12～26?一氧化碳? 63～88?二氧化碳? 39～59?氮氣? 5～125?氧氣? 約7?
??????? 從表1可看出煤氣中含有大量活性氣體成分。以硫化氫和氰化物對葉輪腐蝕性最強。硫化氫可溶于水或氫硫酸，葉輪與硫化氫接觸后在其表面快速形成疏松易剝落的硫化物，硫化物和硫化氫阻滯分子氫的形成，使大量氫原子吸附并積聚在葉輪表面，使表面原子間內(nèi)聚力減弱，表面能下降，滲入葉片焊縫縫隙的氫原子繼續(xù)楔入縫隙尖端裂紋缺陷部位，使裂紋迅速向縱深發(fā)展，在金屬內(nèi)部易出現(xiàn)氫脆和脫碳破壞。值得一提的是硫化物應力腐蝕只發(fā)生在90℃以下，而破裂最敏感的溫度為20～50℃。風機輸送粗煤氣介質(zhì)溫度正好在該范圍之內(nèi)。
??????? 二氧化硫?qū)偎嵝匝趸?，溶于水可生成中強酸。被蝕金屬與二氧化硫反應時，一方面在其表面形成溶于硫原子的氧化皮或溶于硫化物的氧化皮，另一方面在金屬內(nèi)部深處溶入的硫與活潑元素組成相應的硫蝕相。
??????? 這樣一個分子的硫酸并不只腐蝕一個原子的鐵，有資料表明,一個分子的硫酸至少要腐蝕100個原子鐵，可見二氧化硫?qū)饘俑g影響很大。
??????? 氯化物是含有鹵素的陽離子氧化劑，幾乎能使所有實用金屬增加腐蝕。在陽離子氧化劑和活性氯離子的雙重作用下腐蝕反應激烈。鹵素離子易使不銹鋼等易鈍化金屬產(chǎn)生孔蝕，縫隙腐蝕及應力腐蝕破裂等局部腐蝕。當介質(zhì)中有NH3-CO2-H2S-H2O時，系統(tǒng)會增大對金屬的腐蝕速率。
??????? 總之，這些有害的活性氣體都極易溶解在葉輪表面中，并電離出氫離子或氫氧根離子，致使葉輪的前、后盤和葉片發(fā)生腐蝕。它們對金屬的腐蝕方式均與溫度有關(guān)，且像粗煤氣這樣多種成分混合在一起的介質(zhì)構(gòu)成的聯(lián)合腐蝕速率要比單種介質(zhì)大得多，破壞力也更為強烈。這是由于混合氣體介質(zhì)在金屬表面進行著多元不均勻的化學反應，并形成成分不均勻，含有大量晶體結(jié)構(gòu)缺陷的多種反應產(chǎn)物，顯然這種銹皮是不耐蝕的。
??????? 由上述可知，葉輪的腐蝕主要是活性氣體等以水為介質(zhì)的電化學反應所引起的。水氣是腐蝕發(fā)生的重要介質(zhì)，活性氣體是腐蝕發(fā)生的主要禍根。
??????? 4 防腐措施
??????? 4.1 改變?nèi)~輪材質(zhì)
??????? 為了減少腐蝕，延長轉(zhuǎn)子壽命，除應考慮到材料的機械性能和物理性能外，還應注重其化學性能。風機葉輪最好的材質(zhì)當然首選不銹鋼。鋼中含鉻量超過12%時就會變得不易被腐蝕生銹，因為在這種鋼的表面上形成了一層致密的FeO·Cr2O3、NiO·Cr2O3或NiO·Fe2O3之類的氧化物保護膜的緣故。寶鋼的風機葉輪是用含鈦不銹鋼坯整體切削加工而成的。這樣既避免了零件受剪切而損壞，又達到了防腐目的。但這種方法國內(nèi)采用較少，因為它加工方法復雜，再加上這么大的不銹鋼坯料供應有困難，而且在加工中被切削去的材料的質(zhì)量遠遠超過葉輪本身，所以費用非常昂貴。如果不選用鋼坯整體加工，而選用不銹鋼焊接葉輪，其加工難度及費用都會大大下降，但費用仍比其它材質(zhì)較高。因此在企業(yè)有能力的情況下還是應選不銹鋼葉輪。