沿海及冶煉廠區對空氣壓縮機的腐蝕及影響

秦躍文

（廣西金川有色金屬有限公司，廣西 防城港 538002）

進入二十一世紀隨著經濟發展和國內市場的飽和，各大冶煉型企業礦產資源依賴進口和海外礦產，根據城市建設和政策，各冶煉型企業逐步將擴大產能的新項目均投資于我國東南沿海地區。

廣東湛江，廣西防城港成了眾多冶煉資源型企業投資新項目和擴大產能的新基地，隨著該冶金企業的項目建成并投產，此區域環境成了海洋工業環境，大氣中含有大量的氯離子以及海鹽成分，冶金型企業所用礦產一般是硫化礦，煙氣中伴有大量的二氧化硫和三氧化硫[1]。

以下我將會防城港市港口區企沙鎮有色金屬工業園區的阿特拉斯·科普柯空氣壓縮機為例，同一廠區基本同期使用的設備現狀和腐蝕情況介紹如下：

1 設備介紹及運行環境

1.1 設備概況

圖1 空氣壓縮機中心設備內部結構

本冶金項目采購了4臺ZH15000+阿特拉斯·科普柯空氣壓縮機，于2013年7月安裝調試完成。該項目正式點火于2013年10月同期該設備正式投入使用，進氣口采用布袋式收塵器，出口采用冷凍式干燥機。該設備為兩用兩備，對該冶金項目進行24小時連續不間斷輸送0.8MPa壓力的壓縮空氣。設備內部結構如圖1所示。

主要腐蝕及影響部件的材質介紹：葉輪采用不銹鋼合金，擴壓器采用鋁合金，蝸殼導流器采用鑄鐵，中冷、后冷的冷卻器芯為不銹鋼管及鋁翅片。

1.2 運行環境

廣西防城港沿海地區環境：海拔高度：10m；年平均濕度：78.9%；年平均溫度：22.2℃；極端最高溫度：35.4℃；極端最低溫度：2.8℃；年平均氣壓：101kPa；年最高氣壓：104kPa；年最低氣壓：99kPa；年平均風速：3.1m/s；年最大風速：36m/s，風向為E；常風向NNE：P=30.5%；次常風向SSW：P=8.4%；強風向S：P=3%

距海邊2公里，500米內有爐體循環水冷卻塔產生大量水汽，東北角1000內是銅熔煉閃速爐及水淬產生大量含硫化物的水汽、煙氣和少量粉塵，東南1000米內煙灰倉及煙灰車輛運輸通道產生一定的硫化物粉塵，西北角1000內是原料車輛運輸通道產生一定量的粉塵，正南面是原料堆場和大海。

2 壓縮機空氣冷卻器腐蝕

由于該設備擁有備用設備，機組至2015年6月是間斷性開機，停機最長時間為2個月～3個月。最初4#空壓機多次出現一級排氣溫度高，二級排氣壓力低，電流偏低的問題，現場對離心式空壓機的進口導葉、自潔式布袋過濾器、不銹鋼過濾網進行仔細檢查，沒有發現影響設備一級排氣溫度高，二級排氣壓力低，電流偏低的問題，再打開一級、二級、三級冷卻器進行檢查，發現這三組冷卻器均有不同程度的腐蝕，細小的腐蝕化合物堵塞了冷卻器的翅片，造成4#離心式空壓機一級排氣溫度高，二級排氣壓力低，電流偏低不能滿負荷工作的故障。

3 進氣管道、導流器、擴壓器腐蝕

故拆除設備三級、二級進出口管道，發現在進氣導流器和葉輪空隙已經被腐蝕物卡死，排氣腔內存在白色鹽點和鐵銹。以上充分說明了空氣中鹽和腐蝕物致使導流器和葉輪之間游隙被腐蝕物填滿，致使開機電流過載跳車。

4 工業園區空調室外機冷凝器腐蝕

空調室外機冷凝器與空氣壓縮機同屬此區域內，2013年7月安裝至2015年9月更換新冷凝器（冷凝器鋁合金翅片腐蝕脫落），目前新的冷凝器至2016年7月26日，灰塵及腐蝕物累積，觸碰就碎，常規清洗無法使其脫落。

5 現狀分析

首先，設備地處防城港沿海邊，距離海邊2公里左右，空氣中含有大量的氯離子。空氣濕度達到78%，進氣過濾器為布袋式自潔過濾器除塵設備，無化學處理能力。其次，停機過程中設備手動疏水閥常開，吸入部分含水空氣，停機后空氣中水分凝結易附著在小間隙部位并結晶。最后，形成鹽水結晶化合物，鋁合金表面形成點腐蝕，腐蝕物在縫隙中自然脫落，經過壓縮機的引動最終在空氣冷卻器的中心部位堆積，從而減少了整個冷卻器芯的過氣量和冷卻面積。

6 腐蝕機理

鋁合金的耐蝕程度取決于氧化膜在不同環境中的穩定性。在干燥大氣下，鈍化膜不易被破壞，是穩定的。長期暴露在戶外大氣環境下，會發生局部點蝕。這主要是因為表面沉積灰塵離子后，在灰塵離子下的水膜中金屬表面形成缺氧區，導致鈍化膜破壞和自鈍化能力下降所造成的。在工業大氣中保護膜易受到破壞，耐蝕性下降，特別是在有硫氧化物酸雨污染地區的耐蝕性下降較為明顯。鋁和鋼鐵、銅和不銹鋼等金屬相接觸時，有著電偶腐蝕的危險。因此，鋁和這些金屬之間要相互絕緣。

7 結論

①沿海地區空氣中含有大量的氯離子、冶煉區域冷卻塔水蒸汽、硫化物、粉塵，凝結結晶大量鹽和腐蝕物質，對鋁合金和鑄鐵合金具有較強的腐蝕性，在鹽的結晶體附著點形成點腐蝕。②離心式空氣壓縮機在正常停機過程中會通過進氣口和手動排水口吸進一部分氣體，在停機后冷卻系統將會高溫余氣進一步隨機組整體降溫冷卻，在此過程中形成結晶。③停機次數決定了腐蝕物和鹽的結晶量，結晶量及腐蝕量會再空氣冷卻器芯1.5mm縫隙中累積。而導流器與葉輪間游隙則被腐蝕物累積增長，從而導致葉輪卡死。④設備手動排水管路上安裝止回閥，以避免人為因素致使在停機過程中倒吸。在每次人工清理中至少需要3天時間，人工清理，手工砂紙打磨從目前的數據看葉輪和導流器游隙每次將會增大0.05mm。