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污水处理脱水机腐蚀原因分析及防护措施

文档作者：温炳清，孙永杰，刘凤文档来源：大庆石化公司水气厂		点击数：	更新时间： 2022年01月23日
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2013年第3期
炼油与化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 19
污水处理脱水机腐蚀原因分析及防护措施
温炳清，孙永杰，刘凤
(大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆163714)
摘要：对生活污水处理场的2台脱水机及其配套设施的腐蚀情况进行了分析。阐述了硫化氢对设
备产生的腐蚀现象、腐蚀机理，以及由腐蚀引发的设备故障。根据腐蚀破坏形式和机理，采取了相
应的防护措施，减缓了硫化氢对设备的腐蚀作用，降低了设备的故障率。
关键词：脱水机；腐蚀；硫化氢；防护
中图分类号：X703．3 文献标识码：B 文章编号：1671—4962(2013)03—0019—03
大庆石化公司生活污水处理场主要处理生活
污水。生活污水进入装置后，经过2道格栅、原水
池沉淀、预处理池、气浮池、生物滤池处理后外
排。而预处理池、气浮池从水中分离出来的污泥
需经过2台脱水机脱水后外运。整套装置2008年
1O月投产，近期脱水系统的2台脱水机设备故障频
繁发生，影响系统的平稳运行。
1脱水机存在的问题
1．1故障现象
影响脱水机平稳运行的故障主要有4种。
(1)滤布跑偏而发生意外跳车。造成该故障
的主要原因是铜质纠偏阀失灵、气缸拉杆断裂造
成漏气、供气管道漏气等。
(2)纠偏辊、托辊坠落。造成该故障的原因是
尼龙材质的轴衬损坏，导致辊坠落。
(3)纠偏辊断裂。主要发生在轴肩处。
(4)纠偏气缸支架以及托辊、纠偏辊支撑架开
焊。主要发生在支架与设备主体焊接连接部位。
1．2故障原因分析
设备的故障具有2个特征，即故障都不是单独
的个体现象，而是具有多发性、群发性；随着设备
使用时间的延长，故障发生的频次更高。首先认
定与环境因素有关、与运行时间有关，可以断定是
腐蚀问题⋯。
2设备材料和现场环境
2．1设备情况
2台脱水机框架结构和主要结构件均采用304
不锈钢。托辊上的辊筒焊在滚轴上，各辊支架也
是焊在框架上。各辊轴两端采用聚氨酯衬套作滑
动轴承，轴衬和轴用尼龙座支撑。纠偏阀表面为
不锈钢，内部为黄铜。供气管部分为普通塑料软
管，部分为铜管。滤布为聚氨酯 。
脱水机工作压力在0．4～0．7 MPa之间，压力由
安装在脱水间的空压机提供。空压机直接在脱水
间室内采气，压缩空气提供给张紧气缸、纠偏气缸
和纠偏阀，实现脱水机滤布张紧、滤布跑偏后自动
进行纠偏的功能。张紧后在各纠偏辊、托辊和主
动辊上传动，经常左右偏移。滤布跑偏后如果不
能及时纠偏，就会碰到最外缘的限位开关而停车。
2．2现场环境
生活污水产生硫化氢有2个来源。
(1)生活污水中原有的硫化物(包括H S、HS一、
S ，以及存在于悬浮物中可溶性硫化物、酸可溶性
金属硫化物以及未电离的有机、无机类硫化物)在
厌氧(如原水池沉淀、污泥储池沉淀)条件下由于
细菌的作用，使硫酸盐还原或含硫有机物的分解
而产生硫化氢 J。
(2)某些细菌(如硫细菌)作用于含蛋白质类
的物质，促使其腐烂也能产生硫化氢 。
脱水问内安装有硫化氢气体控制系统，该系
2002(4)：28—31．
[4]夏清，陈常贵．化工原理EM]．天津：天津大学出版社，2005：37—39
[5]夏玉宇．化验员实用手册[M]．北京：化学工业出版社，
2005：89—90．
收稿日期：2013—02—27
作者简介：张明松，男，工程师，1990年毕业于兰州化工学校，现从事
化肥合成氨生产工艺管理工作。
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2013年第3期 温炳清，等．污水处理脱水机腐蚀原因分析及防护措施 21
钢，只有拉杆为普通碳钢，腐蚀很严重，几乎完全
脆化。
3．4不锈钢焊件的应力腐蚀
脱水机主体使用304不锈钢，属于奥氏体不锈
钢，在硫化氢存在的环境下发生均匀腐蚀的可能
性不大。但奥氏体不锈钢在硫化氢介质中可能发
生应力腐蚀。
湿硫化氢环境发生应力腐蚀有4种机理，即氢
脆、氢致开裂、由应力引起的氢致开裂和硫化物应
力开裂。脱水机的张紧辊、纠偏辊断裂处以及支
架坠落等故障的发生，都是在焊接部位。脱水间
虽然含有一定量的硫化氢，但浓度不是很大，pH值
也不是很低，压力为大气压，可以排除发生氢脆、
氢致开裂和硫化物应力开裂的可能性，因此可判
定导致辊断裂和支架开焊的就是由应力引起的氢
致开裂。
2台脱水机工作载荷为0．4～0．6 MPa，载荷不
大。因此，焊接残余应力是导致发生硫化氢应力
开裂的主要因素。2台脱水机4O多处焊接部位已
发生断裂或者裂纹达2l处之多，可见该设备在制
造时焊接工艺存在很大问题。由于存在原始的焊
接热应力或者焊接缺陷，加上硫化氢的腐蚀作用，
设备运行中产生的交变载荷多重作用下，产生裂
纹，裂纹逐渐生长，最终导致轴断裂或支架开焊坠
落，见图4。
图4 应力腐蚀完全断裂的轴头
4 防护措施
由于2台脱水机很多故障都是硫化氢而引起
的，因此，防止设备因腐蚀过快而无法运行，针对
硫化氢腐蚀，采取的措施有6项。
(1)生活污水和污泥长时间淤积，会分解出更
多的硫化氢。因此，从工艺上考虑尽量缩短生活
污水和污泥在装置的停留时间。
(2)脱水问增加墙壁通风机、增建l套硫化氢
吸收装置，采取强制通风的方式，降低空气中硫化
氢气体浓度。
(3)设备停运即刻冲洗干净，避免污泥在脱水
间淤积，进而发酵分解出硫化氢。
(4)脱水机上所有不锈钢构件焊接部位进行
适当的热处理，消除焊接应力的存在。
(5)普通碳钢件未发生腐蚀的，涂抹润滑脂，
使金属材料与硫化氢、水气隔离，防止发生电化学
反应。已腐蚀零部件，将腐蚀产物清除干净，并涂
抹润滑脂，防止电化学腐蚀的发生。
(6)为避免纠偏阀内部仪表元件芯和供气管
铜接头腐蚀，将供气的空压机移出脱水间，保证空
压机向脱水机提供的压缩空气干燥、无硫化氢。
5结束语
生活污水中含有硫化氢，其它硫化物分解也可
产生硫化氢。硫化氢的存在不仅对人员生命安全
构成巨大威胁，而且对装置设备也造成了极大的
破坏性。针对腐蚀原因，采取了相应的防护措施，
延长了设备检修周期，收到良好效果。
参考文献：
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[7]魏宝民．金属腐蚀理论及应用[M]．北京：化学工业出版社，
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收稿日期：2013—03—26
作者简介：温炳清，男，工程师，1996年毕业于大庆石油学院化工机械
专业，现从事化工生产安全管理工作。

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