實驗室離心機我們購買后關心的一個是安全問題，一個是質(zhì)量問題，今天我們談談質(zhì)量問題，所誒的質(zhì)量問題其實就是使用后的壽命，這個和操作有關，也和質(zhì)量本身年有關，今天要講的是遭到腐蝕的問題，我們一起來看看：
1.離心機環(huán)境
離心機根據(jù)功能、結構的不同可分為不同的類型,但不論是過濾型、分離型還是沉降型,就其基本結構而言,都具有以下一些共同的特點:
?。?）轉鼓為高速旋轉件;
?。?）以轉鼓為主體構成分離空間;
（3）轉鼓呈異形結構;
?。?）待分離物料為流體;
（5）轉鼓內(nèi)還存在其他一些金屬或非金屬聯(lián)接件或配合件。
轉鼓的這幾個特點,說明了離心機的核心零件是一個復合應力件,它的異形幾何形狀,導致了零件的應力分布多區(qū);多零件的配合,又使形成電偶對的機會成為可能,這都是設計時值得注意的一些情況。
2.可能的腐蝕現(xiàn)象
金屬腐蝕形態(tài)主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類,前者因為表觀現(xiàn)象容易發(fā)現(xiàn),而且在大多數(shù)手冊資料數(shù)據(jù)中都表述比較清楚,在此不作詳述,僅對后者進行一些探討。
局部腐蝕只發(fā)生在局部,是一個極其嚴重、危害較大的一種破壞,如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕,磨損腐蝕等等,在離心機中,局部腐蝕普遍存在,應著重從其形成機理方面加以分析,采取措施.加以克服。圖1～3是一組腐蝕和試驗掛片。圖1零件由于鍛造組織不均勻,在大氣環(huán)境中就已形成輕微的表面腐蝕;圖2轉鼓零件在分離環(huán)境中已嚴重銹蝕,這是一種復合腐蝕現(xiàn)象;圖3是材料在標準浸泡液中的掛片試驗情況。
2.1孔蝕
孔蝕是一種高度腐蝕的現(xiàn)象,主要存在于易鈍化的金屬中,如不銹鋼等,由于表面局部存在的可能缺陷,溶液中又存在能破壞鈍化膜的活性離子（如鹵族離子）,鈍化膜被局部破壞,從而形成電偶對,造成孔蝕?？孜g形成后.由于離心力的作用,將加速孔內(nèi)電偶的動態(tài)過程,從而保證孔腐蝕的持續(xù)性,直至穿孔,這與靜態(tài)下的孔蝕現(xiàn)象完全不同。離心機在很多工況下處于連續(xù)運行狀態(tài),一旦形成孔蝕缺陷,將會導致嚴重后果。嚴重孔蝕缺陷形成到一定程度,很大程度上影響受力件的強度,對于塑性材料,在高速離心力場影響下,會產(chǎn)生瞬間拉裂,對離心機造成嚴重破壞。
2.2晶間腐蝕
晶間腐蝕會造成零件失去強度和延伸性,引起零件脆斷,它是一種從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展,外表面沒有腐蝕跡象的危害性損害。這種腐蝕,在日常維護保養(yǎng)中,很難發(fā)現(xiàn)異常,但當腐蝕到一定程度,改變了零件的內(nèi)部組織,導致零件理化特性的嚴重衰減,產(chǎn)生突然爆裂或斷裂,后果十分嚴重。
2.3磨損腐蝕
磨損腐蝕即零件表面同時遭受磨損和腐蝕破壞。在離心機正常運轉中,由于物料中含有固體微?；驒C械雜質(zhì),在接觸零件表面處形成相對運動,產(chǎn)生磨損。由于磨損面處改變了成形金屬纖維的分布,可能產(chǎn)生連續(xù)纖維的斷裂,造成極性的變化和電負性的改變,形成局部的腐蝕環(huán)境,產(chǎn)生腐蝕。這種形態(tài),主要是以磨損為主,能很容易觀察出來。
2.4應力腐蝕
應力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中,由于受一定的拉應力作用而引起的損害。它具備以下特征:殘余拉應力、外加拉應力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。這種腐蝕形象,主要是由于應力分布不同產(chǎn)生的電位差異,在電解質(zhì)液的作用下,形成電流,產(chǎn)生離子運動,從而導致腐蝕。這種腐蝕,有時也不易用眼觀察到。圖4是不同熱處理狀態(tài)下的試樣在人造海水中浸泡2天的情況
上述四種腐蝕是對離心機影響極其嚴重的,可能導致嚴重后果。
3措施
3.1應對措施
不同的物料及分離要求,需要選用不同的機型。機型及主參數(shù)確定后,根據(jù)不同材料在不同環(huán)境中的耐腐蝕性能,綜合其理化特性,性價比等諸多因素,從基本面上確定強度零件材料。從材料本身來看,它針對的目標物料是安全的。因此,離心機選材應遵循下列原則:
?。?）沒有絕對的萬能防腐材料,必須充分了解應用環(huán)境,區(qū)分應用環(huán)境的屬性,是中性、酸性還是堿性;是氧化性還是還原性等,要針對性地選。如不銹鋼不適合濃硫酸,碳鋼卻適合。
不銹鋼是在空氣和其它適應性環(huán)境下被鈍化后在其表面形成穩(wěn)定保護層才不銹。碳鋼在氧化性環(huán)境中被氧化,其表面形成一層氧化膜,也處于不銹狀態(tài)。不銹鋼在還原性環(huán)境,如鹵族液中,由于鹵族離子如Cl-,滲透能力很強,它會破壞在不銹鋼表面形成的氧化膜,從而導致不銹鋼零件的腐蝕。
?。?）在同一應用環(huán)境中,盡可能選同一種材料或平衡電位相近的材料,避免造成電偶對環(huán)境。不同的材料具有不同的平衡電位,而電位差的存在,當處于貫通流場中必然形成電池,形成了腐蝕環(huán)境。
?。?）綜合性價比,特別要重視加工工藝性的影響。離心機是一種高速旋轉的設備,在正常工作狀態(tài)下,轉鼓零件會產(chǎn)生較大的離心力,因此要求這些零件具有較好的塑性和強度。選材時,除價格因素外,必須重視其綜合性能,如冷加工特性和熱加工特性。
3.2正確的工藝方法
設計正確,選材合理,只是解決離心機腐蝕的前提條件;加工工藝的正確應用也在一定程度上影響離心機的防腐能力。加工方法通常會在零件或設備上留下許多缺陷.如錯位、局部應力等;錯位可能造成縫隙;裝夾定位方法不合理可能導致零件偏心;不合理走刀可能產(chǎn)生表面粗糙;還有裝配不適當、焊接、熱處理方法或措施不合理、緊固螺栓用力不均等均會造成局部應力集中。因此,尋找正確的工藝方法也是防止腐蝕的一條有效途徑。
3.3結構設計
一個優(yōu)秀的設計能延長設備使用壽命,確保設備的安全性。關于離心機結構設計,最容易加速腐蝕的設計缺陷是應力集中傾向和縫隙環(huán)境,有時盡管金屬浸泡溶液中,但由于設計環(huán)境合理,造成的腐蝕?化學狀態(tài)發(fā)生了變化（pH和電位下降）,將引起嚴重的縫隙腐蝕,因此設計上應注意:
（1）盡量避免縫隙的產(chǎn)生;如結構設計需要,盡可能避免縫隙成為死角,促進氧濃度的平衡,防止氧濃差的存在,減少腐蝕的損害。
?。?）同一環(huán)境中,盡量采用同一種材料和同一種成型工藝;主要目的是防止電偶對的產(chǎn)生,避免形成腐蝕性環(huán)境。
?。?）保證零件的組織均勻性或增加壓應力;選用經(jīng)濟合理的加工方法,增強零件的防腐蝕能力。
?。?）避免形成死角,確保流體暢通流動。防止形成氧濃差的腐蝕性環(huán)境。
?。?）設計合理結構和合理加工方法。結構設計中,盡可能保證布料和流體流動的均勻性和穩(wěn)定性。加工中要保證表面的光滑和避免應力集中和殘余應力存在。
3.4表面防護措施
控制腐蝕的一個基本思路就是隔絕腐蝕環(huán)境。在離心機設計中,經(jīng)常采用表面處理的辦法,如法蘭、鍍鋅、鍍鉻、化學鍍層、復合襯里等辦法,這些措施在許多環(huán)境中是有效的;但對于旋轉零件,還必須注意一個重要的現(xiàn)象:基體材料與鍍層是兩種材料,其線膨脹系數(shù)是不同的,這些結構將在旋轉件彈性變形時產(chǎn)生不一樣的變形量,從而造成大量微裂紋的產(chǎn)生和復合面的剝離;若前述現(xiàn)象的存在,將加速腐蝕形成。因此,對于旋轉零件的表面防護方法,應謹慎采用。
3.5緩蝕劑
離心機本身涉及多學科,要使用好離心機,除上述一些措施外,還應該注意研究其應用環(huán)境。緩蝕劑的應用,在實際應用中,也大量采用。對某些惡劣環(huán)境,采用適當?shù)木徫g劑就能使零件達到適用的程度,只要工藝許可,緩蝕劑的采用,應該是離心機應用的一條有效之路。
離心機的腐蝕問題是一個綜合的復雜問題,由于離心機的工作環(huán)境與一般資料及手冊在靜態(tài)中獲取的數(shù)據(jù)有較大差異。因此,在參照有關資料時,除上述分析外,還應考慮溶液中的溶氧、溫度、高速流體以及分離區(qū)的流態(tài)變化等諸多因素的影響,采用適當措施,確保離心機安全可靠運行。
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