鑄鐵管在制堿行業的應用

　　鑄鐵管在制堿行業的應用

　　摘要：簡要探討制堿行業中堿液、中和水、灰乳、氨鹽水、粗、精鹽水及廢液等等輸送對管材的要求，介紹鑄鐵管件的性質及在制堿行業中應用。

　　關鍵詞：鑄鐵管件，堿液、中和水、灰乳、氨鹽水、粗、精鹽水及廢液，沖刷，腐蝕

　　作為制堿行業，要求連續、穩定、高產，在復雜的生產過程中，需要堿液、中和水、灰乳、氨鹽水、粗、精鹽水及廢液等等，這樣就離不開泵和管道來輸送。

　　過去由于泵連接處大小頭及管線沖刷大腐蝕嚴重，管子穿孔等原因，普遍集中在焊縫、法蘭連接處。普通無縫管連接使用1―3個月后出現泄漏，導致化工生產不穩定，備件消耗增大，檢修費用高，造成浪費。因而，我們逐步從管線的選材方面開始考慮。

　　1.鑄鐵管件的性質

　　鑄鐵是含碳量>2.11�(一般為2.5�～4�)的鐵碳合金，以鐵、碳、硅為主要組成部分，與碳鋼比含有較多的錳、硫、磷等雜質的多元合金。現我國采用的傳統鑄鐵管材主要有：

　　(1)連續灰鑄鐵管

　　(2)鑄態球墨鐵管和球墨鑄鐵管。

　　1.1連續灰鑄鐵管

　　其工藝簡單、生產速度快、產量高。可惜的是該工藝先天不足。生產出來的管道，常在新排管試壓和投產運行后爆管、爆裂，經同行多次的事故分析，認為與該管的生產工藝有關。

　　該管在生產過程中，不可避免地在管外壁產生過冷區，使這個部位的材質變脆，強度較別處低，又由于工藝的性質，整個管體組織比較疏松，而產生氣孔，這就是該工藝的固有缺點。

　　1.2球墨鑄鐵管和鑄態球墨鑄鐵管

　　球墨鑄鐵管和鑄態球墨鑄鐵管都是將鑄鐵球化處理后離心澆鑄而成。由于球墨鑄鐵是鋼的基體上分布著球狀石墨，使石墨對基體的割裂作用減到最小，大大提高了鑄鐵的機械性能和加工性能，只是在工藝制造上前者經過退火處理，而后者不經過退火處理。

　　這樣鑄態球墨鑄鐵管的性能比一般灰鑄鐵管高一些，但質量與球墨鑄鐵管相比還是相差不少，隨著人們對質量意識的提高，鑄態球墨鑄鐵管已被逐漸淘汰，球墨鑄鐵管的優點尤以顯著：

　　抗拉強度高，是一般灰鑄鐵的3倍

　　韌性好，延伸率高，為5�―15�，而一般灰鑄鐵管延伸率為0

　　工作壓力可達2.45MPa，而一般灰鑄鐵管為0.74MPa

　　耐沖擊、耐震動、耐腐蝕，比鋼管好

　　2.鑄鐵管材的選用

　　來自石灰、煅燒工序的灰乳、堿液及廢液的溫度在80～110℃，管道壓力在0.2～0.5MPa。根據介質特點，耐磨、耐沖刷是選材的主要因素。因此我們選用鑄鐵管，并要求所使用的鑄鐵管抗拉強度、延伸率高，通過對比分析，我們選用離心澆鑄工藝生產的球墨鑄鐵管。

　　3.球墨鑄鐵管件在制堿行業中的應用

　　(1)對腐蝕、沖刷嚴重的管線，主要集中在泵進出口大小頭及彎頭附近，所以要求在泵進出口大小頭及彎頭與彎頭前后2m采用球墨鑄鐵管件。大于20m的直管段，由于沖刷較小，一般仍采用無縫鋼管，便于安裝。自從2000年 大修時改造管線以來，其直管處僅在2006年7月出現泄漏。

　　(2)如中和水泵、廢液泵等和管道聯接進出口大小頭，一般使用1～2個月后就泄漏，更換頻繁，影響生產，造成生產不穩定，檢修費用高，采用球墨鑄鐵大小頭后，可以使用3年多，效果顯著。

　　(3)三通改造 2根灰乳管線在進灰乳緩沖罐前連接處的三通，原來用鋼制焊接三通，一般使用1～2個月后就泄漏，更換頻繁，造成生產不穩定，檢修費用大，采用球墨鑄鐵三通后，可使用2年多，效果顯著。

　　(4)灰乳緩沖罐進出口改造 灰乳緩沖罐Φ400×1550，材質原為A3鋼，灰乳從灰乳緩沖罐底部進，側面出。

　　進出口均為DN100無縫鋼管，由于灰乳含沙量大，其進出口處沖刷十分嚴重，導致泄漏頻繁，罐壁變薄，不僅檢修量大，還存在安全隱患，我們采用上、下兩個DN400×100球墨鑄鐵三通疊加在一起，中間加DN400×400球墨鑄鐵短節，上、下用盲板封死，灰乳從一側進，另一側出。2001年改造至今，未出現泄漏。

　　通過在實際生產中，針對制堿行業中堿液、中和水、灰乳、氨鹽水、粗、精鹽水及廢液等等含顆粒液體的輸送，也曾用過不銹鋼材質，因其韌性好，耐沖刷，但價格昂貴，是普通無縫鋼管的10倍，且不便于安裝和檢修。

　　所以我公司2000年以來逐步在一些沖刷大、易泄漏的部位，使用球墨鑄鐵管。

　　實踐證明，其使用效果優于普通無縫鋼管的5～8倍，節約材料費用30萬元/年，檢修費用約5～7萬元/年。

　　本文簡要介紹了DN300mm球墨鑄鐵管結構在改造中的一些問題，通過對球墨鑄鐵管件的性質及類型的了解，和球墨鑄鐵管件在實踐生產中的改造與應用，充分說明了在鹽水工序中球墨鑄鐵管件代替鑄鋼件可行性，完全可以達到連續、穩定、低耗、高產、高質量標準，今后我們還要繼續學習球墨鑄鐵件在化工行業中的應用，讓我在不斷學習中積累經驗，為以后的工作打下堅實的基礎。

　　參考文獻

　　王運炎 《金屬材料與熱處理【M】》.北京.機械工業出版社出版

　　《金屬材料與熱處理》(第四版).北京.中國勞動社會保障局出版

　　《氨堿法》.中國化工出版社出版

　　成大先 《機械設計手冊》(第四版).北京.化學工業出版社

　　汪鎮安 《化工工藝設計手冊》(第三版).北京.化學工業出版社

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