pta装置不锈钢材料腐蚀磨损的探讨

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1、PTA装置不锈钢材料腐蚀磨损的探讨发布于:2006-6-16点击次数:171 侯峰1 徐宏1 许林云2谭晓勇1 刘阿龙1(1．华东理工大学化工机械研究所，上海200237：2．扬子石油化工股份有限公司，江苏南京210048)摘 要：采用自制的实验装置，模拟PTA生产装置中回转式干燥机蒸汽列管工作条件．对奥氏体不锈钢0crl8Ni9(304)、OOcrl7Nil4M02(316L)、00Crl9Nil3M03(317L)和双相不锈钢00Cr22Ni5Mo3N(2205)在含有溴离子和对苯二甲酸颗粒的醋酸介

2、质中，进行腐蚀磨损性能研究一结果表明，4种不锈钢的腐蚀磨损速率随着腐蚀介质温度的升高而增加；在低温时。腐蚀磨损速率差别不大；当温度超过80℃以后，腐蚀磨损性能的差异变大，其中2205的耐腐蚀磨损性能最好，其次为317L．316L，而304则最差。相同条件下，腐蚀磨损速率大于均匀腐蚀速率：建议用2205代替316L制作PT土回转蒸汽管干燥机的加热列管。关键词：精对苯二甲酸 干燥机 蒸汽列管 腐蚀磨损速率 均匀腐蚀速率中图分类号：TQ245．12；TQ0518 文献识别码：A 文章编号：1001-004l(

3、2005)06-0034-03   以对二甲苯为原料的液相空气氧化法生产精对苯二甲酸(PTA)工艺路线温度高、压力大，且含溴离子的浓醋酸在充分曝气的条件下，腐蚀性比较强，因此设备用材级别较高。扬子石油化工股份有限公司(简称扬子石化公司)化工厂PTA装置有3台氧化回转式干燥机用于干燥对苯二甲酸(TA)滤饼，由于回转式干燥机蒸汽列管等不锈钢内构件在工作过程中不断受到TA料的冲刷磨损[1，2]，而且TA料中含有一定的醋酸溶剂，且含有溴离子，因而干燥机内蒸汽列管等不锈钢内构件[材料为奥氏体不锈钢00Crl7Ni

4、4Mo2(316L)]发生了较严重的腐蚀磨损，造成加热管减薄，最终导致泄漏。作者采用自制实验装置模拟干燥机加热管的工作条件，对奥氏体不锈钢OCrl8Ni9(304)，316L，OOCrl9Nil3M03(317L)和双相不锈钢00Cr22Ni5M03N(2205)在含溴离子和TA颗粒的醋酸介质中的腐蚀磨损性能进行实验研究，以便合理用材。1 实验1．1试样及腐蚀介质   实验用304，316L，317L和22054种材料均取自扬子石化公司PTA装置板材，为进口不锈钢材料，化学成分实测值如表1所示。实验采用

5、板状试样，外形尺寸为：53mm×7mm×2mm，逐级打磨至粗糙度为1．6，用丙酮清洗后干燥、称重。实验所用腐蚀介质为取自PTA装置TA工段的母液与TA粉料配制而成。介质的组成如下：H2O，TA,Co,Mn,Br-,HAc,其质量分数分别为4.7%，26.2%，0.66%，0.96%，67.11%。1．2实验方法   自制实验装置如图1所示[3，4]，可以通过调节转速来控制试样的线速度。容器外面采用恒温槽加热以维持恒定的实验温度。将试样用螺栓固定在旋转支架上，转速为300r／min，试样的线速度为1．7m

6、／s，试验时间为48h。 图l 腐蚀磨损试验装置示意图Fig．1  Diagramofcorrosiveweartestapparatus 1转轴；2．支架；3．试样；4腐蚀介质   采用失重法计算材料的腐蚀磨损速率。用扫描电镜观察试样表面形貌。参照CBl0214—88金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》，用浸泡法测定不锈钢材料在腐蚀介质中不同温度条件下的均匀腐蚀速率。2 结果与讨论2．1 温度对材料腐蚀磨损速率的影响   从图2可知，温度较低时，4种材料的腐蚀磨损速率均很小，随着腐蚀介质温度的升高，4

7、种不锈钢的腐蚀磨损速率增加，这是由于温度越高，钝化膜溶解加快，腐蚀加速。当介质温度超过80°C时，腐蚀磨损速率突然大幅度增加，这说明4种材料的腐蚀磨损速率存在着一个临界温度，当超过这个临界温度时，腐蚀磨损速率会急剧加大。在此临界温度下，304的腐蚀磨损速率最高，其次是316L和317L，而2205的腐蚀磨损速率最低。在110℃时，304的腐蚀磨损速率高达5．59mm/a，说明这种材料耐高温腐蚀磨损的性能很差，而2205在高温时腐蚀磨损速率仍较低，316L和317 L耐腐蚀磨损的性能明显高于304，但低于

8、2205。                                    图2试样在不同温度下的腐蚀磨损速率             Fig.2Variationofcorrosionwearrateatdifferenttempemturesforsamples                                   1．304；2．316L；3317L；42205   双相不锈钢2205的耐腐蚀磨损性能明显优于其他3