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双流法溶出是中州分公司选矿拜尔法生产氧化铝的重要生产工序,也是国内首次试用的先进技术。双流法溶出碱液套管与碱液流管路在投产后频繁泄漏,材料的使用寿命也很短,成为制约选矿拜尔法生产的瓶颈环节,严重影响了生产。必须对其使用的材料、各部位泄漏产生的原因进行研究,并进行改进提出合适的材料选择与改进措施,以延长双流法溶出机组的使用周期。
通过对各种材料的耐碱腐蚀与应力腐蚀试验研究,对碱液流套管与管路各部位泄漏失效的原因分析。结果表明:
12CrlMoV焊接性能较差,易产生延时性裂纹,现场施工难以解决焊接质量问题。不锈钢、镍及镍基合金对碱液中的C1一离子腐蚀性能很强。在双流法管道预热器的介质中含隔膜法碱液,有大量Cl一及杂质NaCl0<,3>等。对于含大量C1<->的工业碱液,不宜用普通的奥氏体不锈钢管材。就目前对材料的研究,选择20G、16Mn材料做套管的材料比较合适。为保证套管材料的质量,在套管材料的采购上要实行定点采购。
流速流态的变化是碱液流管路快速腐蚀泄漏的主要原因。局部流态的改变加速材料损伤破坏,形成局部点坑和沟槽。因此,碱液管路的设计要使碱液流在管道内部流态稳定,弯头、变径、三通、焊缝内部的焊肉高度都要力求碱液流的流态平稳过渡。
套管预热器焊缝破裂泄露的根本原因是:较大焊接残余应力和工作应力,在高温强碱性中发生应力腐蚀,产生了大量的应力腐蚀裂纹,应力腐蚀裂纹的不断积累造成破裂穿孔。为了防止碱液套管预热器发生破裂,一是在焊接时要严格控制焊缝的对口组对尺寸,保证焊缝单面焊双面成形,保证焊缝内部焊肉高度,严格控制焊接质量。二是焊后退火抑制了焊件在高温强碱性环境中发生应力腐蚀开裂。随着焊后退火温度的升高和保温时间的延长,焊接残余应力松弛效果越明显。因此,焊后对套管预热器进行焊后620℃退火,保温时间1小时。可有效的消除焊接残余应力。