法蘭腐蝕和離心泵的腐蝕

蔣貝爾

摘 要：法蘭是使管子與管子及和閥門相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。法蘭分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭及卡套法蘭。法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。 在工業管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。離心泵的基本構造是由六部分組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環，填料函。是工業中廣泛使用的液體輸送裝置。若法蘭連接不穩，離心泵機械損壞，可能帶來巨大的安全隱患。所以要對法蘭和離心泵采取相應的防腐措施，這就要了解法蘭、離心泵可能存在腐蝕從而尋求解決的方法。

關鍵詞：法蘭；離心泵；安全隱患；腐蝕；防腐措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.021

1 法蘭存在的腐蝕

法蘭連接是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結構的可拆連接，管道法蘭是指管道裝置中配管用的法蘭，用在設備上是指設備的進出口法蘭。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊接，法蘭間用襯墊密封。由法蘭的連接結構可以知道，法蘭的腐蝕主要是兩個法蘭面的縫隙腐蝕及不同金屬間的電偶腐蝕。

1.1 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構成狹窄的縫隙內，有電解質溶液存在，介質遷移收到阻滯時產生的一種局部腐蝕形態。在縫隙腐蝕前，縫的內外表面發生相同的陰、陽極反應；在縫隙腐蝕的初始階段，縫內缺氧，縫外富氧，形成了“供氧差電池”；在縫隙腐蝕加速階段由于幾何形狀或產物堆積形成“閉塞電池”。由縫隙腐蝕發生的原因可知，法蘭的縫隙腐蝕可以發生在兩個法蘭盤之間、法蘭墊與法蘭盤之間，法蘭盤和螺栓之間。

1.2 電偶腐蝕

電偶腐蝕是在電解質溶液中，當兩種金屬或合金相接觸（電導通）時，電位較負的金屬腐蝕被加速，而電位較正的金屬受到保護的腐蝕現象。在工程技術中，不同金屬的組合是不可避免的，幾乎所有的機器和金屬構件都是由不同的金屬材料部件組合而成，電偶腐蝕非常普遍。在法蘭連接結構中，電偶腐蝕一般發生在法蘭盤與螺栓之間。

2 法蘭腐蝕的防腐措施

對法蘭的密封性的檢查只能在整個生產停工時才可以進行，在工業生產中經常性進行停工時不實際的，所以為了保證生產加工的正常開展，減少因泄漏而引發的安全事故，法蘭設備的防腐勢在必行。針對縫隙腐蝕可采取的措施有：①在法蘭的連接過程中應盡量較少縫隙的形成。②采用緩蝕劑。③采用合適的墊圈或者用密封墊圈。

針對電偶腐蝕可采取的措施有：①盡量選擇在電偶序中位置靠近的金屬進行組裝。②在法蘭盤及螺栓表面鍍上涂層。 ③在螺栓和法蘭盤的連接時，盡量避免“大陰極-小陽極”的結構。

3 離心泵存在的腐蝕

離心泵是利用葉輪旋轉而使液體發生離心運動來工作的。泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內充滿液體，然后啟動電機，使泵軸帶動葉輪和液體做高速旋轉運動，液體發生離心運動，被甩向葉輪外緣，經蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。由離心泵的工作原理可知，離心泵主要存在的是沖刷腐蝕。

3.1 沖刷腐蝕

沖刷腐蝕是金屬表面與腐蝕液體之間由于高速相對運動引起的金屬損傷。沖刷腐蝕是以流體對電化學腐蝕行為的影響、流體產生的機械作用以及二者的交互作用為特征的。沖刷會對腐蝕產生加速作用，而反過來腐蝕也會對沖刷產生加速作用。影響沖刷腐蝕的因素除材料的化學成分、組織結構等自身性能外，流體的流速和流態等有很大的影響。

多數情況下，流速增加，加速腐蝕；當流體中存在氣泡或固體顆粒時會加速腐蝕。

3.2 沖刷腐蝕的一種特殊形式：空泡腐蝕

由于金屬表面附近的液體中空泡破滅產生的沖擊波引起機械破壞，造成表面粗化；空泡破滅會破壞葉輪表面保護膜，出現大量直徑不等的火山口狀的凹坑，最終喪失使用性能的一種破壞。也就是化工專業中的汽蝕。造成汽蝕的原因是當葉輪入口處壓強下降至被送液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓時，液體將會發生部分汽化，生成的氣泡將隨液體從抵押區進入高壓區，在高壓區氣泡會急劇收縮，凝結，其周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占空間，產生高強度的沖擊波，長期受到這種沖擊力會使葉輪局部表面出現斑痕和裂紋。

3.3 化學腐蝕

離心泵輸送的介質也會對設備造成一定的腐蝕。腐蝕程度主要受輸送介質的pH和鹽濃度的影響。當運送的介質pH較低時，陰極反應較易進行，腐蝕速度加快。若運輸介質的鹽濃度增加，溶液的導電性增加以及鹵素離子作用增強，腐蝕速率增大，但當增大到一定程度時，由于氧溶解度降低，腐蝕速率又會下降。

離心泵的防腐措施：

①改進設計，選擇合適的安裝高度，避免汽蝕的產生。

②控制流速，避免湍流和大量旋渦的產生。

③在灌泵前，去除溶解在流體中的氣體，避免形成冷凝水。

④選擇耐蝕的葉輪。

⑤在離心泵的關鍵部位鍍層。

⑥采用耐腐蝕泵。

⑦針對不同的工作環境，合理選擇不同的材料。

4 結論

材料腐蝕是材料受環境介質的化學、電化學和物理作用產生的損壞或變質現象。設備的防腐不僅是為了為了保證工業設備處于良好的運行狀態，隨時可以投入生產，減少因故障而造成的停機，提高生產效率；更是為了在工業生產中，避免因設備發生嚴重腐蝕，造成的有害物質的泄漏，污染環境，或者引起災難性事故，危及人的生命安全，所以設備的防腐具有重大意義。我們在對設備進行防腐時，首先要根據設備進行分析，不僅要對不同的設備進行分析，對相同設備也要根據其不同的制做材料，不同的幾何形狀進行具體的分析，當然還要結合實際工廠所處的環境進行綜合考慮。

參考文獻：

[1]朱日彰等.金屬腐蝕學[M].北京：冶金工業出版社，1990（307）.

[2]化學工業部化工機械研究院主編.腐蝕與防護手冊（腐蝕理論試驗及監測）[M].北京：化學工業出版社，1989（103）.

[3]陸世英等.不銹鋼應力腐蝕事故分析與耐應力腐蝕不銹鋼[M].原子能出版社，1985（115）.endprint