2019年初,南方某企业水泥窑筒体出现裂缝。从窑筒体的33m到39m处,裂缝长度约5米左右。据了解,出现裂缝的窑筒体是φ4.8×74m的回转窑,是在窑系统运转情况下发生的裂缝。
据了解,这次事故可能与硫腐蚀有关,裂缝部位的黄色部分可能是在运行中裂的,黑色部分或是在停窑后裂的,从裂缝部位及图示来看,是典型的“窑筒体脆裂”事故。
造成水泥窑筒体裂缝甚至断裂的原因有很多,筒体母材是否合格,筒体长期受腐蚀,筒体变形等参数出现变化未及时修正,以及温度等因素影响被看做是主要原因,也是目前行业日常维护回转窑需要注意的地方。
相关行业专家表示:气温的变化,只是压垮骆驼的zui后一根稻草,根本原因是腐蚀导致的筒体变薄和冷脆化。这台窑也不例外,主要是筒体被腐蚀造成。
原燃材料中对窑筒体构成腐蚀伤害的微量元素主要是氯、硫、磷。
一、硫是钢材的有害元素,能降低钢的延展性和韧性,硫的腐蚀先在钢材表面形成fes2密实层,然后再逐层深入,速度相对较慢,fes2能增加钢材的热脆性。
二、磷的腐蚀也是从表层开始逐层深入的,速度相对较慢。但磷是影响钢材低温冷脆的主要元素,能增加钢材的冷脆性,降低焊接性和塑性,使冷弯性能变坏。
三、氯离子则不同,由于cl-具有离子半径小穿透能力强的特点,能够进入钢材内部进行深层次的破坏,“不仅自己深入敌后,还要找一个k+做夫人生产kcl,建立根据地、扩大地盘”。kcl又是相对疏松的多孔片层,渗透在钢材中的kcl相当于人肌体内的癌细胞,会大幅度的降低钢材质量,变得很脆很易碎裂。
解决问题的直接方法是减对相关有害成分做隔离处理,即在筒体内层涂刷防腐材料。近两年,越来越多的企业采取涂刷防腐涂料的措施,简单直接有效,投资小,收益大,备受推崇。
针对筒体内腐蚀,北京志盛威华化工有限公司研发团队联合晶博涂元研究院等研发并中试成功的高温防腐涂料zs-1041烟气防腐涂料。zs-1041烟气防腐涂料以有机聚合物嫁接改性无机硅改性树脂为成膜溶液,以纳米硅微粉、碳化硅、氮化硼、细晶氧化铝、石墨、超细氧化锌、氧化钛、陶瓷微珠、微粉氧化锆等。涂料各组分的相互作用和协同效应工作原理,使涂层具有表面能低、耐腐蚀性高,硬度高,与基体结合力大等综合优异性能。
zs-1041烟气防腐涂料耐温幅度可达750℃,可长期在600℃正常使用。涂料致密度高,可有效防止各类腐蚀气氛的侵入,长期保护窑壁不被腐蚀,有效延长窑体使用时间,降低窑体断裂风险。
本文相关词条解释
腐蚀
金属材料以及由它们制成的结构物,在自然环境中或者在工况条件下,由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏,这种现象称为腐蚀,其中也包括上述因素与力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。一般而言,生锈专指钢铁和铁基合金而言,它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈,而是形成与铁锈相似的腐蚀产物,如铜和铜合金表面的铜绿,偶尔也被人称作铜锈。关于腐蚀和金属腐蚀还有一些其他形式的定义。由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态,所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。上述定义不仅适用于金属材料,也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。例如,涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质,炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀,这些过程的结果都属于材料腐蚀,这是一种广义的定义。金属及其合金至今仍然被公认为是最重要的结构材料,所以金属腐蚀自然成为最引人注意的问题之一。腐蚀破坏的形式种类很多,在不同环境条件下引起金属腐蚀的原因不尽相同,而且影响因素也非常复杂。为了防止和减缓腐蚀破坏及其损伤,通过改变某些作用条件和影响因素而阻断和控制腐蚀过程,由此所发展的方法、技术及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。
筒体
筒体的作用是提供工艺所需的承压空间,是压力容器最主要的受压元件之一,其内直径和容积往往需要由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。筒体直径较小(一般小于500mm)时,圆筒可用无缝钢管制作,此时筒体上没有纵焊缝;直径较大时,可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒,在用焊缝将两者焊接在一起,形成整圆筒。由于该焊缝的方向和圆筒的纵向(即轴向)平行,因此称为纵向焊缝,简称纵焊缝。若容器的直径不是很大,一般只有一条纵焊缝;随着容器直径的增大,由于钢板幅面尺寸的限制,可能有两条或两条以上的纵焊缝。另外,长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头,构成一个封闭的压力空间,也就制成了一台压力容器外壳。但当容器较长时,由于钢板幅面尺寸的限制,也就需要先用钢板卷焊成若干段筒体(某一段筒体称为一个筒节),再由两个或两个以上的筒节组焊成所需长度的筒体。筒节与筒节之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝,由于其方向与筒体轴向垂直,因此称为环向焊缝,简称环焊缝。