純石墨閥門用密封填料環在正常情況下壓縮機的石墨填料環一般可以連續運行1.5^-3年,而茂名乙烯超高壓壓縮機的石墨填料環,卻在運行半年后就發生泄漏。經對缸體解體檢查發現,石墨填料環磨損嚴重,而且部分石墨填料環已經發生斷裂。在解體檢修中,發現石墨填料環的表面有一些小坑,如圖2可見,小坑深淺不一,越靠近內圈越多,小坑中存在黑色的沉積物。使用時間較長的石墨填料環,其小坑的深度和直徑越大(個別達5一6mm)。石墨填料環的磨損主要與石墨填料環的材質、工作條件和潤滑情況等有關。
1、石墨填料環黑色沉積物分析。
對黑色沉積物的樣品中做溶解物質的1H核磁共振光譜。經IR光譜檢測,黑色沉積物主要成分為一些脂肪烴和某種PAG(聚乙二醇類)基物質及少量的芳烴。核磁共振結果顯示,該脂肪烴物質系已氧化的預聚合乙烯。PAG潤滑油已經在氧化的聚合物中溶解,但本身尚未氧化,而少量的芳烴物質基本上可以肯定是PAG中的阻聚劑。沉積物沖洗后干燥,并采用FTIR和微電子掃描儀進行分析得出元素組成。其IR光譜見圖3。譜帶表示氧化物質,從圖3上看沒有未氧化的聚乙烯,因為完整的聚乙烯譜帶大致為720cm,而在譜圖中沒有這種譜帶。
2、純石墨閥門用密封填料環的腐蝕原因分析。
沉積物的主要成分為氧化烴,說明乙烯已經聚合,并且沉積在石墨填料環上的聚乙烯已經在壓縮的條件下(高溫、高壓)氧化。PAG已經在沉積物中溶解,但至少有些PAG尚未象預聚合那樣被氧化。同時,沉積物含金屬成分,尤其是銅(來自石墨填料環),預聚合物的氧化過程會形成酸性物質,引起石墨填料環的腐蝕,因而導致沉積物中有金屬成分。氧則來源于工藝上需要注人的引發劑—空氣,空氣在壓縮機前面注人,隨乙烯氣體一起進人壓縮機而參與反應。由黑色沉積物的成分分析可以肯定:石墨填料環(銅合金)在壓縮機工作條件下,被PAG潤滑油和工作介質(乙烯等)反應的產物腐蝕,表面形成小坑并逐步擴大。超高壓壓縮機的填料由于承受的壓力較高,通常采用銅合金制造,其主要成分是銅、錫等元素,其含量分別為6.64%和9300,為錫青銅。關于銅合金的腐蝕機理,許多文獻都有論述Ci,z7。由于銅的電位比氫高,在酸性溶液中不發生析氫腐蝕,故在非氧化性酸,如稀HZSO;和HCl中銅及其銅合金是穩定的。銅在大氣、水、海水或中性溶液中,由于銅的表面會生成溶解度極小的腐蝕物而具有保護性,但若在含氧化性鹽類如Fe3+或鉻酸鹽中則會加速銅的腐蝕。在氨、錢鹽的水溶液中,如有氧及氧化劑存在,由于溶解的Cue+會形成絡和離子[Cu(NH3)4]z+和[Cu(CN)4},一,因而銅會發生強烈腐蝕。文獻也認為銅在某些淡水中易產生“結瘤狀”點蝕,而且錫青銅在某些環境下會發生一種選擇性腐蝕—脫錫腐蝕。










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