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不锈钢过滤器清洗

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-28  浏览次数:16 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网据新闻报道:气体氮化是一种较为先进的表面硬化方法111,它应用的主要理论基础是把氮原子渗入钢中,强化了铁素体

  中华不锈钢网据新闻报道:气体氮化是一种较为先进的表面硬化方法111,它应用的主要理论基础是把氮原子渗入钢中,强化了铁素体更重要的是与钢中合金元素形成氮化物硬质点,从而提高钢的表面硬度、良好的耐磨性和高的疲劳强度。零件除具有上述特点外,还具有较小变形的特点,这是其它热处理方法无法比拟的。因此气体氮化工艺在近20年发展十分活跃,特别在石油工业、化工工业和航天工业都有广泛应用。
  
  五二研究所根据宁夏吴忠仪表厂提出的技术要求,对9Cr18MoV和1Ci.18Ni9Ti两种不锈钢套进行氮化处理,以保证零件表面硬度大于900HV1,渗层深度达到0.10~0.20mm,零件变形量小于0.02mm.不锈钢有较好的耐蚀性,能抵抗各种酸类腐蚀,而且还有良好的塑性和韧性。但硬度低、耐磨性差,对性能要求较高的零件,为既耐蚀又耐磨是无法满足要求的。1Cr18Ni9Ti钢是奥氏体钢,在加热和冷却过程中不存在a巧同素异型转变,因此不能用普通的热处理淬火方法达到要求。据有关资料介绍,可用气体氮化提高上述性能。因此我所也于97年对厂方提出的两种不锈钢进行了多次试验和研究。
  
  涤纶生产工艺及过滤器的作用涤纶生产以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料,以三氧化二锑(sb23)为催化剂,采用间隙浆料调制,连续直接酯化与连续缩聚反应生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体(供直接纺丝)与PET切片(供生产纤维与薄膜)。在缩聚反应中还应加入醋酸钴作色调改良剂,磷酸三甲酯作热稳定剂,二氧化钛(Ti2)作消光剂。在酯化工序中要经齐聚物(PET低聚体)过滤器送往切片工序或直接纺丝。纺丝工序中也要定量定压地通过熔体过滤器后进入纺丝箱体。
  
  过滤器的作用是提高PET纯度,去除齐聚物与熔体中粗颗粒、碳化物、劣化物及交联状凝胶物,避免堵塞,提高熔体的流量与切片的质量;对纺丝可保证高纺速,延长喷丝板组件的使用周期,减少纺丝断头率,确保纺丝生产与纤维质量的稳定。
  
  一般过滤器前后各装有一只压力表,其压力差可反映过滤器杂质沉淀的程度。从而作为过滤器切换的依据,换下的过滤器需进行清洗,去除污垢,恢复生产能力,可重复使用。
  
  2过滤器结垢原因及污垢组分分析过滤器内装有滤芯,滤芯采用非编织的细径304不锈钢纤维,即有多层金属纤维毡叠结而成,或者采用304不锈钢丝编织网、纤维丝或金属丝,直径约为0.1mm,过滤精度从20ym至100ym.这样在275 285°C齐聚物或熔体通过滤芯时必有杂质沉淀于滤芯死角与间隙表面上。
  
  从生产工艺与操作因素来看,由于酯化与缩聚反应不完全造成物料异常,如缩聚时间过长,物料流动不畅,产生死角与生成黄黑色“锅垢”,或因系统漏气,温度控制较高,引起热氧化而使凝胶物增多,又如操作不慎,生产工艺不稳定,会造成物料黏度高低波动,以及TiOjp入不均,造成沉淀与粒子增多。当然滤芯使用时间较长,以及经扩容改造,纺丝量增大,但过滤器数量与容量并未相应增加,也使碳粒、结焦物及其它杂质增多等均是造成过滤结垢的因素。
  
  合物,根据生产中所加入的催化剂与助剂来看,为含有锑、钴、钛的氧化物、碳氢化合物与磷化物,以及所加的物料中含有微量铁离子、氯离子等。由于在高温下长期运行,系统中氧存在,会造成热氧化、碳化脱氢和交联凝胶,在滤芯中必定沉积与粘附一层碳化物、氧化物、胶状物及含有锑钴钛铁等金属离子的混合污垢。曾对清洗下来的残渣用磁铁吸引,发现有较多的浅黑色粉末被吸附,说明残渣中含有较多的Fe与Co等成分。
  
  过滤器清洗方法分析过滤器清洗方法主要有化学清洗与物理清洗以及化学与物理两种方法联合清洗。首先要对积聚的PET物料垢降解,同时清洗剥离其它混杂的碳化物、氧化物等杂质。
  
  根据我国20世纪80年代从美国杜邦、德国吉玛、法国隆波利与日本钟纺、帝人、东丽等引进及国内设计的涤纶生产的聚酯、短丝、长丝与高速纺装置资料中有关过滤器与纺丝板的清洗工艺来看,经使用后均需用270280C三甘醇清洗。清洗目的主要是降解PET. PET作为高分子聚合物,无论是晶态还是非晶态,均可通过加热到一定温度,首先是破坏晶格,进行解缠,最后使大分子充分伸展而黏滞流,如温度再升高,则大分子链间与链端被破坏,产生热氧降解或热降解等变化,与此同时再根据极性相似原则采用高沸点醇类来进行降解,大多采用三甘醇。二甘醇与乙二醇也可采用,但因其沸点较低,而不被采用。PET熔点与各醇类沸点的比较见表1.上海石化涤纶二厂曾用差示扫描量热法(DSC)测得PET在240C开始熔融,265C为熔点,280C熔融结束。因此选择270 280C范围用三甘醇清洗是适宜的。
  
  表1聚酯熔点与各醇类沸点的比较类另1J熔点或沸点/C乙二醇(EG)二甘醇(DEG)三甘醇(TEG)PET除上述热降解与热氧降解外,还有酸解醇解与光降解等,但在常温下普通酸碱实际上无法降解PET,据称四氯化碳等有机溶剂在常温下能降解PET,但对大批量的过滤器经常清洗,由于价格太高,不值得米用。
  
  另一个实用降解方法是高温碱盐浴清洗。根据20世纪70年代上海合纤所《合成纤维工厂设计资料汇编》介绍引进的上海石化、天津石化、辽阳化纤的涤纶聚酯纺丝系统有纺丝组件清洗工艺为盐浴清洗的。
  
  先采用NaN345%+NaN245%+NaOH10%,390410C,3060min浸洗,再碱洗与酸洗。目前国内各涤纶厂实际上并不采用该种清洗工艺。估计是能耗大,盐浴炉较三甘醇清洗槽复杂,而且对不锈钢工件易造成碱脆。
  
  现行过滤器清洗工1国内涤纶厂聚酯与纺丝生产中过滤器清洗工艺是针对不锈钢制作的滤芯或滤网,是建立在多年实践经验基础上,并且证明较为有效。
  
  聚酯或纺丝工段切换下来的过滤器,拆卸滤芯或滤网送往清洗工场待清洗。
  
  过滤器清洗工艺步骤如所示。
  
  与改进过滤器清洗质量的对策根据涤纶生产要求,一般过滤器使用期有一定要求,约为1020天,但由于各种原因,达不到上述要求。这样增加了切换及清洗次数,这不仅需要人工拆装,而且还要排放掉不少聚酯与纺丝熔体。另外为清洗要消耗掉TEG、碱、酸、蒸汽、电力与水等,增加了生产成本。这里暂不考虑由于技术改造扩容,生产能力提高或者操作工艺与设备不稳定等因素,而主要考虑从清洗工艺上如何改进,使清洗质量进一步提高。过滤器清洗质量除主要表现使用周期短外,还表现为过滤器切上压力高,滤芯测试压力高及测试气泡不均匀、滤芯上附有杂质、熔体未降解等。
  
  5.1现有提高清洗质量的改进措施校正控温仪表,确保降解温度为275延长碱洗时间,提高碱洗温度;提高硝酸浓度,延长酸洗时间;强化高压水冲洗,提高冲洗压力;但上述各项措施中不能完全消除嵌附在多层不锈钢丝与纤维毡叠成的滤芯上的碳垢与催化剂垢,因为强化TEG清洗,仅能降解TEG,强化碱洗与酸洗,对紧密粘附的碳垢与催化剂垢作用不大,强化高压水冲洗,由于技术原因也难以去除这些残垢,采用热水沸水清洗只能清除残碱残酸。为进一步提高清洗质量作以下建议。
  
  5.2建议措施在三甘醇清洗后,再加一道精三甘醇清洗工序,以彻底去除滤芯上未降解的TEG残余物。
  
  中华不锈钢网据新闻报道:采用碱性EDTA溶液清洗代替碱洗,以去除催化剂与助剂而带入的锑钴钛铁离子及碳化物混合产生的难溶垢。这些紧密牢固地粘附在金属纤维毡或丝网上的金属离子与碳微粒,通过一般碱洗与酸洗是难于清除掉的,根据氨羧类有机酸的螯合作用,利用羧氧与氨氧的配位原子与Sb、Co、Fe、Ti等离子络合,生成稳定的螯合物,能将丝网与纤维毡上污物与杂质分离与溶解至洗液中,达到清洗的目的。由于经TEG清洗后附着的污垢已经较少,所以采用的EDTA浓度可取3%5%,用NaOH调pH至1012,再加少量促进剂与缓蚀剂,温度100C以上,时间46h.采用适当提高硝酸浓度与延长清洗时间进行钝化,根据ASTMA380―1999及国内有关酸洗钝化要求对304钢用硝酸进行钝化应采用20%HN3,常温,时间30min.高压水冲洗后最好再采用纯水清洗。在滤芯清洗过程中为了尽量少用价贵的纯水,可用质量较低的干净水进行初步冲洗。高压水冲洗可用消防水,因而最终要用纯水冲洗,以尽可能减少滤芯中残存Cl-,避免不锈钢产生应力腐蚀破裂的危险。
  
  清洗结束后的不锈钢滤芯,应采取措施保护光洁的表面,在随后装运、检查,贮存与安装时应避免碰撞,严禁手直接接触,可戴上干净的手套。
  
  通过超声波的振动对洗液产生交变的冲击,形成空化气泡对滤芯中污垢具有极强的清除作用。这对喷丝板小型零件是合适的,但对批量大、体积较大的过滤器,需用功率大、容积大的超声波清洗机,目前还不太现实,但是发展方向。
  
  6过滤器清洗质量验收及使用状况的判定6.1过滤器清洗质量验收根据使用经验按过滤器起始压力或起始压差作为清洗质量验收标准。过滤器起始压差高,说明滤芯纤维毡或丝网上嵌附有较多杂质与污垢,即清洗不完善,如果使用一段时间后,过滤器落后压差超标准(一般要求为2.5MPa左右),则必须对其进行切换,拆下需进行清洗。
  
  6.2对清洗好的过滤器进行气泡测试检查5249―85《可渗透性烧结金属材料一一气泡试验孔径的测定》,对过滤器用气泡试验进行清洗质量测试。由于过滤器孔径与其表面逸出气泡的压力有对应关系,通过测定表面逸出气泡的压力而计算出孔径大小。但气泡试验仅作为一种控制质量的手段,既可以作为新制的过滤器质量检验方法,也可以作切换下来的过滤器清洗质量的验收方法。
  
  现今采用的清洗好的过滤器气泡试验采用压缩空气,通过调节阀控制试验压力为4903.56865Pa(500700mmH20柱),试验液体为纯水,常温,通过目测气泡来评定清洗质量,一般认为根据经验,在确定试验压力下,如气泡分布与大小均匀,说明清洗质量较好;如气泡较大,说明滤芯有破裂或局部有缺陷,如气泡较小,说明滤芯上压差较大,即表明其孔径较小,网眼上被碳分与杂质粒子堵住,可认为清洗质量较差。
  
  6.3使用情况的判定对清洗好并安装好的过滤器应结合涤纶丝的可纺性情况,过滤器使用(或清洗)次数与使用寿命、以及外表破损与变形情况、判定滤芯是否可继续使用或报废。
  
  7不锈钢滤芯清洗工艺腐蚀与防护分析维毡或编织网,纤维或金属丝直径很细小,从材质与结构上考虑,清洗工艺应保证滤芯不腐蚀、不脆裂。从现行清洗工艺分析:三甘醇是一种醇类有机物,无论常温与高温对不锈钢不起腐蚀作用。
  
  氢氧化钠是一种苛性碱,无论常温与高温对不锈钢均匀腐蚀影响不大,但高温浓碱对不锈钢会造成碱脆危险,但由于滤芯为纤维毡或丝网制成,含有缝隙与死角,易浓缩与残存碱,而且纤维与丝网很细,如经多次高温碱洗,滤芯有脆裂老化倾向。此外采用NaOH肯定带来微量Cl-,以及高压水冲洗采用含Cl-的消防水,对不锈钢滤芯耐蚀性是不利的,而且滤芯制作时存在加工应力,容易引起不锈钢氯脆与点蚀。
  
  中华不锈钢网据新闻报道:硝酸是一种强氧化性的无机酸,能使不锈钢滤芯变成钝态而受到保护。
  
  过滤器清洗过程中安全与环保分析8.1清洗中的安全由于滤芯清洗工艺使用高温三甘醇,碱与硝酸,不仅会挥发出有毒气体,而且操作不慎会溅出,对操作人员安全与健康不利,因此必须提供良好的劳动保护,包括耐酸碱的面罩、防护服与手套,在清洗现场必须保持良好的通风,在TEG、碱与酸清洗槽上方应装设排风机,此外现场还必须装防爆阀、防爆灯与采用防爆电机,并配备灭火器具。

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