铸铁管在制碱行业的应用
铸铁管在制碱行业的应用
摘要：简要探讨制碱行业中碱液、中和水、灰乳、氨盐水、粗、精盐水及废液等等输送对管材的要求，介绍铸铁管件的性质及在制碱行业中应用。
关键词：铸铁管件，碱液、中和水、灰乳、氨盐水、粗、精盐水及废液，冲刷，腐蚀
作为制碱行业，要求连续、稳定、高产，在复杂的生产过程中，需要碱液、中和水、灰乳、氨盐水、粗、精盐水及废液等等，这样就离不开泵和管道来输送。
过去由于泵连接处大小头及管线冲刷大腐蚀严重，管子穿孔等原因，普遍集中在焊缝、法兰连接处。普通无缝管连接使用1―3个月后出现泄漏，导致化工生产不稳定，备件消耗增大，检修费用高，造成浪费。因而，我们逐步从管线的选材方面开始考虑。
1.铸铁管件的性质
铸铁是含碳量>2.11�(一般为2.5�～4�)的铁碳合金，以铁、碳、硅为主要组成部分，与碳钢比含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。现我国采用的传统铸铁管材主要有：
(1)连续灰铸铁管
(2)铸态球墨铁管和球墨铸铁管。
1.1连续灰铸铁管
其工艺简单、生产速度快、产量高。可惜的是该工艺先天不足。生产出来的管道，常在新排管试压和投产运行后爆管、爆裂，经同行多次的事故分析，认为与该管的生产工艺有关。
该管在生产过程中，不可避免地在管外壁产生过冷区，使这个部位的材质变脆，强度较别处低，又由于工艺的性质，整个管体组织比较疏松，而产生气孔，这就是该工艺的固有缺点。
1.2球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管
球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管都是将铸铁球化处理后离心浇铸而成。由于球墨铸铁是钢的基体上分布着球状石墨，使石墨对基体的割裂作用减到最小，大大提高了铸铁的机械性能和加工性能，只是在工艺制造上前者经过退火处理，而后者不经过退火处理。
这样铸态球墨铸铁管的性能比一般灰铸铁管高一些，但质量与球墨铸铁管相比还是相差不少，随着人们对质量意识的提高，铸态球墨铸铁管已被逐渐淘汰，球墨铸铁管的优点尤以显著：
抗拉强度高，是一般灰铸铁的3倍
韧性好，延伸率高，为5�―15�，而一般灰铸铁管延伸率为0
工作压力可达2.45MPa，而一般灰铸铁管为0.74MPa
耐冲击、耐震动、耐腐蚀，比钢管好
2.铸铁管材的.选用
来自石灰、煅烧工序的灰乳、碱液及废液的温度在80～110℃，管道压力在0.2～0.5MPa。根据介质特点，耐磨、耐冲刷是选材的主要因素。因此我们选用铸铁管，并要求所使用的铸铁管抗拉强度、延伸率高，通过对比分析，我们选用离心浇铸工艺生产的球墨铸铁管。
3.球墨铸铁管件在制碱行业中的应用
(1)对腐蚀、冲刷严重的管线，主要集中在泵进出口大小头及弯头附近，所以要求在泵进出口大小头及弯头与弯头前后2m采用球墨铸铁管件。大于20m的直管段，由于冲刷较小，一般仍采用无缝钢管，便于安装。自从2000年 大修时改造管线以来，其直管处仅在2006年7月出现泄漏。
(2)如中和水泵、废液泵等和管道联接进出口大小头，一般使用1～2个月后就泄漏，更换频繁，影响生产，造成生产不稳定，检修费用高，采用球墨铸铁大小头后，可以使用3年多，效果显著。
(3)三通改造 2根灰乳管线在进灰乳缓冲罐前连接处的三通，原来用钢制焊接三通，一般使用1～2个月后就泄漏，更换频繁，造成生产不稳定，检修费用大，采用球墨铸铁三通后，可使用2年多，效果显著。
(4)灰乳缓冲罐进出口改造 灰乳缓冲罐Φ400×1550，材质原为A3钢，灰乳从灰乳缓冲罐底部进，侧面出。
进出口均为DN100无缝钢管，由于灰乳含沙量大，其进出口处冲刷十分严重，导致泄漏频繁，罐壁变薄，不仅检修量大，还存在安全隐患，我们采用上、下两个DN400×100球墨铸铁三通叠加在一起，中间加DN400×400球墨铸铁短节，上、下用盲板封死，灰乳从一侧进，另一侧出。2001年改造至今，未出现泄漏。
通过在实际生产中，针对制碱行业中碱液、中和水、灰乳、氨盐水、粗、精盐水及废液等等含颗粒液体的输送，也曾用过不锈钢材质，因其韧性好，耐冲刷，但价格昂贵，是普通无缝钢管的10倍，且不便于安装和检修。
所以我公司2000年以来逐步在一些冲刷大、易泄漏的部位，使用球墨铸铁管。
实践证明，其使用效果优于普通无缝钢管的5～8倍，节约材料费用30万元/年，检修费用约5～7万元/年。
本文简要介绍了DN300mm球墨铸铁管结构在改造中的一些问题，通过对球墨铸铁管件的性质及类型的了解，和球墨铸铁管件在实践生产中的改造与应用，充分说明了在盐水工序中球墨铸铁管件代替铸钢件可行性，完全可以达到连续、稳定、低耗、高产、高质量标准，今后我们还要继续学习球墨铸铁件在化工行业中的应用，让我在不断学习中积累经验，为以后的工作打下坚实的基础。
参考文献
王运炎 《金属材料与热处理【M】》.北京.机械工业出版社出版
《金属材料与热处理》(第四版).北京.中国劳动社会保障局出版
《氨碱法》.中国化工出版社出版
成大先 《机械设计手册》(第四版).北京.化学工业出版社
汪镇安 《化工工艺设计手册》(第三版).北京.化学工业出版社
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