登记号:96105
完成单位:中国科学院金属研究所、永新-沈阳化工股份有限公司、长城特殊钢公司
签定时间:96-07-01
签定单位:化学工业部
简要技术说明及主要技术性能指标:
烧碱蒸发加热器是烧碱生产系统的关键设备之一,工艺条件苛刻,腐蚀严重,永新-沈阳化工股份有限公司原1Crl8Ni9Ti不锈钢加热器,平均使用寿命11个月。为增加企业的经济效益。寻求新型耐蚀材料,提高加热器使用寿命,中国科学院金属研究所,根据文献报道与多年来在国内几家化工厂高温高浓度隔膜法烧碱装置中长期挂片结果表明,000Cr26Mo1钢(美国牌号E-Brite26-1)在含氯化物的浓碱介质中有优良的耐蚀性和抗氧化性,在含NaClO
3条件下其耐蚀性超过Ni200而价格是Ni200的一半。推荐研制耐蚀和价廉的000Cr26Mo1超纯高铬铁素体不锈钢烧碱加热器。研制中的关键是解决新材料制造加热器中在
不锈钢工程施工上焊接工艺问题。
创造性地采用强制冷却低温焊接新工艺,焊接加热器管与管板结构,解决了焊接热影响区的晶间腐蚀问题,提高了加热器的耐蚀性。
新研制约烷碱加热器使用条件:碱液浓度42%~47%,含有固体结晶颗粒盐NaCl10o%~15%,氯酸盐NaClO
30.3%~0.6%(日本标准NaCl1%,NaClO
30.05%~0.1%),工作温度100~125℃。l992年2月研制完成,投入生产运行,至今已超过4年,现仍正常运行中,加上研制过程第一期运行的14个月,共运行5年以上。实测管壁的平均腐蚀率为0.018mm/a。按年腐蚀率0.1mm计算,使用寿命超过l0年。
国外70年代以来,随着精炼技术的进步,隔膜法烧碱蒸发设备大量选用超纯高铬钢,典型材料是美国的E-Brite26-1,当烧碱浓度为40%~50%、温度135~150℃,含NaClO
30.05%~0.1%和NaCll%对,E-Brite26-1管寿命超过10年,显示出优良耐蚀性。山东齐鲁石化公司从美国虎克公司引进的柴伦巴四效逆流强制循环蒸发装置中一效、二效加热管就是E-Brite26-1管,烧碱浓度为43.5%,NaCl2%~3%,NaClO
30.119%(国外标准;NaCl2%~3%,NaClO
30.008%),工作温度162℃,国外此装置有使用7~8年的报道,但齐鲁由于NaCl和NaClO
3杂质含量高,仅使用3年零4个月。说明NaCl和NaClO
3含量增高对材料腐蚀程度大大加剧。此外,在沈阳化工厂三效逆流一效罐70天的挂片数据也表明:E-Brite26-1在烧碱浓度42%,NaCl 10%~20%,NaClO
30.3%,工作温度150℃条件下,耐蚀性优于Ni200, 腐蚀性Ni200是0.0247mm/a,000Cr26Mo1仅为0.0048mm/a。
综上所述,000Cr26Mo1超纯高铬铁素体不锈钢烧碱加热器研制成功不仅填补了国内空白,并达到了当代国际同类产品先进水平。
推广应用前景与措施:我国有大中型氯碱厂230多家,年产烧碱约460万t,居世界第2位。而烧碱加热器的耐蚀问题一直没有解决,成为制约我国氯碱工业高效、快速发展的重大障碍。目前氯碱厂大部分烧碱加热器使用条件与新研制的000Cr26Mo1钢加热器相同。国内隔膜法烧碱中Nacl与NaClO
3杂质含量比国外高的多,腐蚀大大加剧,而国产000Cr26Mo1钢烧碱加热器,在高杂质含量的浓碱中使用寿命10年以上,是1Crl8Ni9Ti的十几倍。耐NaCl固体颗粒冲刷性能和耐NaClO
3腐蚀性能优于Ni200,价格是Ni200的一半。所以深受各化工厂的欢迎,已经有不少厂家提出希望尽早提供000Cr26Mo1烧碱加热器。可见其推广应用前景广阔,定将创造巨大的经济效益和明显的社会效益。