أسباب تكوّن التآكل في مصانع الأسمنت:

1) التآكل الحمضي القلوي

غالبًا ما يكون الرقم الهيدروجيني للغبار الأسمنت حوالي 10-12، مما يجعله قلويًا بدرجة قوية. لذلك، في أجهزة جمع الغبار، يوجد بيئة تآكل قلوية. نظرًا لارتفاع الرطوبة في غازات العادم، يكون أيضًا درجة حرارة نقطة الندى عالية. إذا كانت أجهزة جمع الغبار تحتوي على تسرب هواء أو عيوب أخرى، فبعد انخفاض درجة حرارة غازات العادم، قد يتسبب التكثف في العديد من المشاكل. بالإضافة إلى التأثير الميكانيكي مثل "انسداد الأكياس"، يمكن أن يتسبب التكثف في تآكل القلوي للأجزاء المعدنية في أجهزة جمع الغبار.

2) تآكل غازات العادم ذات درجة الحرارة العالية

تتراوح درجة حرارة غازات العادم في مصانع الأسمنت عادة بين 220°C و350°C (قد تصل إلى أكثر من 400°C في ظروف العمل المتطرفة). إذا لم يتم حماية الهياكل الفولاذية لجهاز جمع الغبار ضد التآكل والأكسدة، فإن أكسدة وتآكل المعدن الفولاذي سيكون شديدًا. كما أن الصدأ المتساقط سيؤدي إلى تلوث المنتج النهائي. علاوة على ذلك، فإن الأجزاء المتأكسدة وغير المتساوية ستؤثر على تدفق غازات العادم، وقد تسبب تجمع كميات كبيرة من الغبار بشكل محلي، مما يؤثر بشكل كبير على الإنتاج الطبيعي في المصنع.

إذا أردنا ضمان أن يعمل المحول لفترة طويلة ضمن عمره التشغيلي الطبيعي، يجب أن يتوفر نظام حماية الطلاء الخارجي للمحول الذي لا يقتصر فقط على التماسك الجيد، والمقاومة لعوامل الطقس، والماء، والزيت والحرارة، بل يجب أيضًا أن يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل.

3) تآكل الأمونيا

في عملية إزالة أكاسيد النيتروجين في مصانع الأسمنت، يُستخدم محلول الأمونيا كمادة مختزلة. في حال تم رش محلول الأمونيا بشكل مفرط، سيؤدي ذلك إلى تلوث المعدات بشكل مباشر. الأمونيا تتمتع بقدرة امتصاص وتآكل قوية، مما يجعلها تعلق في القنوات وأجهزة جمع الغبار، مما يجعل من الصعب التخلص منها. هذا التراكم سيتسبب تدريجيًا في تآكل المعدات. علاوة على ذلك، يمكن لمحلول الأمونيا أن يتحلل إلى غاز الأمونيا، ومع زيادة درجة الحرارة، يتسارع التحلل. في البيئة الرطبة، يمكن أن ينفصل غاز الأمونيا إلى أيونات الأمونيوم وأيونات الهيدروكسيد، مكونًا محلولًا إلكتروليتيًا يعزز التفاعل الكهربائي للمعادن ويسرع تآكلها. يمكن لجزيئات غاز الأمونيا التفاعل مع العديد من أيونات المعادن الانتقالية لتشكيل معقدات قابلة للذوبان في الماء، مما يؤدي إلى إزالة طبقة الأوكسيد الواقية عن سطح المعدن. في عملية إزالة أكاسيد النيتروجين، يؤدي وجود كمية مفرطة من محلول الأمونيا إلى تكوين غاز الأمونيا، مما يتسبب في تآكل الأجهزة المعدنية مثل أجهزة جمع الغبار والقنوات، مما يستدعي إجراءات عاجلة لحمايتها من التآكل.

4) التآكل الناتج عن التآكل الميكانيكي

تبلغ سرعة تدفق غازات العادم في مصانع الأسمنت حوالي 1.5 متر/ثانية، مع تركيز غبار مرتفع. يعد التآكل الميكانيكي الذي تسببه غازات العادم على الهياكل المعدنية شديدًا جدًا، خاصةً عندما تحتوي غازات العادم عند رأس الفرن على جزيئات غبار كبيرة الحجم. رغم أن التركيز النسبي أقل، إلا أن التآكل الميكانيكي يكون أشد.

I. المعايير المرجعية

المعايير الوطنية الحالية، الأنظمة ذات الصلة، والأحكام الإلزامية للمعايير؛

"قواعد تنفيذ وقبول أعمال مكافحة التآكل للبناء" (GB50212-2002)

"معيار درجة تآكل سطح الفولاذ قبل الطلاء ومعيار إزالة الصدأ" (GB8923-1988)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء وقواعد إدارة السلامة" (GB6514-1995)

"متطلبات الجودة للطلاء المقاوم للتآكل" (GB6514-1991)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء، سلامة عملية الطلاء وتنقية التهوية" (DJ/T6931-1999)

"قواعد تنفيذ وقبول أعمال مكافحة التآكل للمعدات الصناعية والأنابيب" (HGJ229-91)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء وسلامة عملية التحضير السطحي" (GB7692-87)

"حدود الضوضاء في مواقع البناء" (GB12523-90)

مستندات نظام إدارة الجودة ISO9001

مستندات نظام إدارة البيئة ISO14001

مستندات نظام إدارة الصحة والسلامة المهنية GB/T28001

I. أساسيات التصميم

الظروف البيئية: يمكن تحديد مستوى التآكل الناجم عن البيئة الجوية على الهياكل الفولاذية في المباني وفقًا للجدول 1.

I. المروحة الصناعية

المراوح هي واحدة من الأجهزة الأكثر استخدامًا في المنشآت الصناعية. إنها ضرورية لتوفير الهواء للأفران، وإزالة الدخان والغبار، وكذلك التهوية والتبريد. تعد المراوح أمرًا لا غنى عنه في صناعات مثل مصانع الأسمنت، المناجم، الصناعة الكيميائية وحماية البيئة. تعتبر شفرات المراوح من الأجزاء الأساسية، وعمرها الافتراضي يعتمد بشكل مباشر على العمر الافتراضي للمروحة بشكل عام. ظروف العمل لشفرات المراوح قاسية وعرضة للتلف بسبب الاحتكاك. لذلك، من الضروري استخدام طلاءات حماية عالية الجودة. يجب أن توفر الطلاءات مقاومة للتآكل، وزيادة عمر الشفرات، وكذلك التحمل العالي للصدمات والمقاومة للاحتكاك. يجب أن توفر الطلاءات سطحًا انسيابيًا هوائيًا، مما يعزز كفاءة المروحة. يجب أن تكون الطلاءات ذات التصاق جيد، ومقاومة عالية للاحتكاك، ومقاومة للعوامل الجوية والتآكل.

في خطوط الأسمنت الجافة الجديدة، تُستخدم المراوح عالية الضغط في ستة مواقع رئيسية: مروحة الدورة لطحن المواد الخام، مروحة الدورة لطاحونة الفحم، مروحة السحب عند فوهة الفرن، مروحة الحرارة العالية في الجزء الخلفي من الفرن، مروحة السحب في الجزء الخلفي من الفرن ومروحة الدورة لطاحونة الأسمنت. عندما تعمل هذه المراوح بسرعات عالية، يمكن أن تدخل الغبار والرمل إلى المروحة مع تدفق الهواء، مما يتسبب في تآكل كبير للدوارات الداخلية. مع مرور الوقت، تتراكم الغبار والرمل داخل المروحة، ويؤدي الاحتكاك المستمر بين الدوار وغطاء المروحة تحت تأثير الضغط والقوة إلى التآكل العام، مما يسبب أضرارًا كبيرة للدوار وغطاء المروحة.

المروحة هي جهاز يحول الطاقة الميكانيكية من المحرك إلى طاقة تدفق الهواء. تعد المراوح من الأجهزة الأساسية في مصانع الأسمنت، بما في ذلك مراوح التهوية، مراوح السحب، المراوح الأولية، المراوح المعزولة وغيرها. في أثناء التشغيل، وخاصة عندما تعمل مراوح السحب في ظروف قاسية، يزداد معدل الفشل بشكل ملحوظ. إن تشخيص الأسباب بسرعة واتخاذ تدابير لتصحيحها يعد أمرًا حاسمًا لاستمرار العمل بشكل آمن ودون توقف. يمكن أن تكون أسباب أعطال المراوح متنوعة، ولكن المشاكل الأكثر شيوعًا تشمل اهتزاز المحامل، وارتفاع درجة حرارة المحامل، وتوقف الشفرات المتحركة، وتنبيهات النظام الخاطئة. تعتبر مشكلة التآكل في المراوح من القضايا المهمة في صناعة الأسمنت. على سبيل المثال، تعمل المراوح الخاصة بالغازات الساخنة لفترات طويلة في بيئات قاسية بسرعات عالية، مما يؤدي إلى تآكل لا مفر منه. يحدث التآكل بشكل رئيسي على الألواح الأمامية والخلفية وكذلك على الشفرات. تظهر العديد من الفجوات والمطبات والصدأ على السطح. يمكن أن يؤدي التوازن السيء للدوار إلى تعطله.

الجدول 1: خطة الحماية من التآكل للسطح الداخلي للمروحة الصناعية باستخدام الجرافين

الجدول 2: خطة الحماية من التآكل للسطح الخارجي للمروحة الصناعية باستخدام الجرافين

I. مدخنة مصنع الأسمنت

في عملية إنتاج الأسمنت، تحتوي الغازات التي تدخل المدخنة على جزيئات غبار، والأمونيا المتسربة، والكبريتات الناتجة عن احتراق الفحم، والكلوريدات الناتجة عن حرق النفايات المنزلية، وغيرها من الغازات المسببة للتآكل والمواد السائلة الرطبة، مما يؤدي إلى تآكل شديد للمعدن وتلف المدخنة.

تحليل التآكل: يكون درجة حرارة الغازات العلوية منخفضة، وسرعة تدفق الغازات بطيئة، مما يتسبب في تدفق الهواء البارد والعودة إلى الأعلى، مما يؤدي إلى تكثف بخار الماء بالقرب من القمة. يتسبب تفاعل الماء والأوكسجين في تآكل الكيماويات بواسطة التأثير الكهروكيميائي على الفولاذ. كما أن العناصر مثل القلويات، والكلور، والكبريت في الغازات تذوب في الماء لتشكيل محلول كهرلي، مما يسرع التآكل الكهروكيميائي؛ كما أن الأمطار وذوبان الثلج تساهم في تسريع عملية التآكل. ينتج عن تفاعل الغازات الصاعدة مع الهواء البارد في الجزء العلوي من المدخنة اضطراب وتدفق دوامي، مما يزيد من تأثير قوى القص ويعمل على إزالة المنتجات التآكلية باستمرار من سطح المعدن، مما يسمح بتطايرها مع تيار الهواء أو سقوطها إلى الأسفل.

الجدول 1: خطة الحماية من التآكل للمدخنة <120℃

1. جهاز التسخين في مصنع الأسمنت

جهاز التسخين يتكون أساسًا من أسطوانة دوامة وأنابيب الانزلاق لتسخين المواد الخام. يتميز الهيكل الداخلي للجهاز مثل أسطوانة دوامة وأنابيب الانزلاق وأنابيب الهواء الثالث بتغطية مواد مقاومة للحريق والعزل الحراري. سواء في عملية بناء هيكل الحديد أو في تصنيع الجهاز نفسه، لا ينبغي إغفال إجراءات مكافحة التآكل. يتمثل ذلك في أن المعالجة المبدئية لهيكل الجهاز ومعالجة سطحه عادةً ما تكون سيئة. اللحام والشوائب الناتجة عن الطلاء أو القطع يجب إزالتها بشكل جيد، ويجب تلميع الحواف الخشنة التي تؤثر على المظهر الخارجي. علاوة على ذلك، فإن المواد المقاومة للحريق والعزل الحراري في الأسطح الداخلية للجهاز ليست موضوعة بشكل متساوٍ، مما يؤدي إلى تآكل حراري واضح بسبب التفاوت الحراري. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي عدم توازن تدفق المواد الخام في الأنابيب والأسطوانات إلى اختلافات في درجات الحرارة في نفس الموقع في أوقات مختلفة. تم اكتشاف تفاوت كبير في درجات الحرارة في المناطق الملحومة وحول اللحامات في أسطوانة الدوامة، على الرغم من أن المسافة بين هذه النقاط أقل من 10 سم.

I. فرن التسخين في مصنع الأسمنت

هيكل فرن التسخين الدوار: يتكون الفرن بشكل رئيسي من الإعصار، والأنابيب الهوائية، وأنابيب التفريغ، وفرن التحلل، وصمام قفل الهواء، وقرص توزيع المواد، وموصلات الأنابيب الداخلية، وفرن التحلل، وغرفة التغذية. يتم إدخال المواد إلى الفرن من خلال رافعة الجرافات ويتم رفعها إلى صندوق المواد في الجزء العلوي من الفرن. يقوم جهاز التفريغ الدوار بتغذية المواد إلى فرن التسخين في طرف الفرن من خلال فتحة التغذية في أنبوب الهواء. مع تدفق الهواء الصاعد، يتم حمل المواد في أنبوب الهواء إلى الإعصار. داخل الإعصار، يتم جمع المواد بواسطة الإعصار وتدفقها إلى أنبوب التفريغ. يتم تركيب جهاز توزيع المواد عند فتحة الأنابيب لضمان توزيع المواد بشكل متساوٍ في تدفق الهواء الصاعد، مما يتيح تبادل الحرارة الكامل بين المواد والغازات الساخنة. العمليات التي تقع فوق الإعصار مشابهة لما تم وصفه أعلاه. فرن التحلل هو المعدات الأساسية في نظام التسخين، ويحتوي على أربع مجموعات من أنابيب رش الفحم، التي تدور لليسار واليمين لتوزيع الوقود داخل فرن التحلل. يتم حرق حوالي 55-65% من الوقود الإجمالي في الفرن لتوفير درجة الحرارة اللازمة لتحلل المواد. بعد التسخين والتحلل الكامل، تدخل المواد مع الغازات إلى الإعصار، وأخيراً تدخل المواد إلى الفرن الدوار من خلال غرفة التغذية. بشكل عام، يتضمن العملية أن المواد تتحرك من الأعلى إلى الأسفل، بينما تتحرك الغازات الساخنة من الأسفل إلى الأعلى، مما يؤدي إلى تسخين وتحلل المواد.

أولاً، ما هو مصعد المواد في مصنع الأسمنت

مصعد المواد هو جهاز نقل ميكانيكي مثبت، ويستخدم بشكل رئيسي لرفع المواد المسحوقة والمواد الحبيبية والصغيرة بشكل عمودي مستمر. تم تجهيز المصعد بجهاز حماية ضد انقطاع الحبل، وجهاز توقف، وجهاز امتصاص الصدمات، وأجهزة تحديد الارتفاع العلوي والسفلي، وجهاز منع فك الحبل وغيرها من أجهزة الحماية الأمنية. يتكون المصعد بشكل رئيسي من جهاز القيادة (المحرك، جهاز تقليل السرعة، إلخ)، رأس المصعد، ذيله، سلسلة الألواح (أو الحزام السلكي المطاطي)، القادوس، جهاز التحكم الكهربائي ونظام الحماية. يعد مصعد المواد أداة نقل مهمة للغاية في خط إنتاج الأسمنت. يعد مصعد الجرافات من الأجهزة الشائعة في مصانع الأسمنت. يتم تثبيت مصعد الجرافات بشكل ثابت في أماكن نقل المواد في مصنع الأسمنت، ويتولى المسؤولية الخاصة بنقل المواد في المصنع. يمكن لمصعد الجرافات العمل عموديًا، ويتميز بقوة تشغيل منخفضة أثناء العمل، وله مزايا واضحة، ويمكنه تلبية احتياجات نقل المواد في مصنع الأسمنت.

يحتوي مصعد الجرافات على غلاف محكم، ولكن في نقطة تحميل المصعد أسفل الجرافات قد يتم إنتاج الكثير من الغبار. نظرًا لارتفاع المصعد، يتم سحب الهواء في الأسفل للحفاظ على الضغط السلبي داخل الغلاف. بسبب استخدام جهاز إزالة الغبار ذو أكياس النفخ العكسي، فإن تأثيرات الطقس الممطر والرطوبة العالية للمواد تؤدي في كثير من الأحيان إلى تراكم الغبار داخل أكياس الفلتر. على الرغم من ذلك، فإن ظاهرة تراكم الغبار في المصعد ليست واضحة جدًا.

خطة الطلاء المقاوم للتآكل بالزيت

حل طلاء مقاوم للتآكل بالماء

أولاً، ما هو رافع المواد في مصنع الأسمنت

رافعة المواد هي جهاز نقل ميكانيكي مثبت، ويستخدم بشكل رئيسي لرفع المواد بشكل مستمر وبشكل عمودي، مثل المواد البودرة، الحبيبية، والمواد الصغيرة، ويشتمل على أجهزة حماية مثل جهاز حماية الحبل المقطوع، جهاز أمان الإيقاف، جهاز التخميد، محددات الارتفاع العلوي والسفلي، وجهاز منع انزلاق الحبل. يتكون الرافعة بشكل رئيسي من جهاز القيادة (يشمل المحرك وعلبة التروس)، الرأس، الذيل، السلسلة المسننة (أو الشريط الفولاذي المطاطي)، القادوس، نظام التحكم الكهربائي وأجهزة الحماية. الرافعة هي أداة نقل المواد الهامة في خط إنتاج الأسمنت، ورافعة الدلو هي نوع شائع من الأجهزة في مصانع الأسمنت. يتم تثبيت رافعة الدلو في موقع نقل المواد بمصنع الأسمنت، وهي مسؤولة بشكل خاص عن نقل المواد في مصنع الأسمنت. يمكن لرافعة الدلو أن تعمل بشكل عمودي، وعند العمل تستهلك طاقة منخفضة، مما يوفر مزايا واضحة، وتلبي الاحتياجات الأساسية لنقل المواد في مصنع الأسمنت.

تحتوي رافعة الدلو على هيكل محكم، ولكن في نقطة استلام المواد في أسفل الرافعة، يمكن أن ينتج عنها غبار كثير. نظرًا لأن الرافعة عالية، فإنه يتم سحب الهواء من الجزء السفلي للحفاظ على ضغط منخفض داخل الهيكل. نظرًا لاستخدام جهاز جمع الغبار النمط العكسي، وفي ظل التأثيرات الجوية الممطرة وزيادة الرطوبة في المواد، غالبًا ما تظهر مشكلة تراكم الغبار على أكياس فلتر جهاز جمع الغبار. رغم ذلك، فإن مشكلة الغبار الناتج عن الرافعة ليست ملحوظة بشكل كبير.

خطة الطلاء المقاوم للتآكل بالزيت

خطة الطلاء المقاوم للتآكل المائي

I. شدة التآكل في الفرن الدوار

يُعرف الفرن الدوار أيضًا بهيكل الفرن المجوف، ويتكون أساسًا من الأسطوانة، الحافة، الأسطوانات الداعمة، الأسطوانات المانعة، جهاز القيادة، جهاز الختم، وجهاز التبريد. الأسطوانة هي الجزء الرئيسي للفرن الدوار. إنها أسطوانة فولاذية، عادةً ما يكون سمك اللوحة الفولاذية من 18 إلى 50 مم. كلما زاد قطر الأسطوانة، يجب أن يكون سمك اللوحة الفولاذية أكبر، ويتم تثبيت مواد حرارية بسماكة تتراوح من 100 إلى 200 مم داخل الأسطوانة. نظرًا لأن أسطوانة الفرن يجب أن تتحمل وزنها الخاص، ووزن المواد الحرارية والمواد، يحدث انحناء محوري للأسطوانة بين الأسطوانات الداعمة، وأثبتت التجارب أن التشوه في واجهة الأسطوانة هو أيضًا السبب الرئيسي الذي يؤثر على عمر بطانة الفرن. بالإضافة إلى ذلك، هناك منطقة الاحتراق ومنطقة الحرق داخل الفرن الدوار. نطلق على المنطقة التي يغطيها اللهب منطقة الاحتراق. المنطقة المركزية من اللهب هي الأكثر حرارة، حيث يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 1600-1800 درجة مئوية. في هذه المرحلة، يتم تسخين الكلينكر إلى 1300-1450 درجة مئوية، حيث يتم تحويل 25%-30% من المواد إلى المرحلة السائلة. المادة الملتصقة داخل الفرن على المواد الحرارية تُسمى "جلد الفرن الرئيسي". تُسمى هذه المنطقة داخل الفرن بمنطقة الحرق. يُساعد تكوين الجلد على حماية المواد الحرارية داخل الفرن، مما يطيل فترة التشغيل للفرن الدوار.

في عملية إنتاج الأسمنت، من غير الممكن تجنب إدخال بعض المواد المحتوية على الكلور والكبريت والصوديوم والبوتاسيوم وغيرها من المواد المحتوية على الكلور مع المواد الخام والوقود (خصوصًا من النفايات). عندما يتجاوز تركيزها حدًا معينًا وفي بيئة حرارة مناسبة، تحدث تفاعلات تآكل مباشرة مع الفيلم المؤكسد على سطح المعدن. يتم التخلص من بعض الغازات المسببة للتآكل من خلال المواد، بينما تتلامس بعض الغازات المسببة للتآكل مع الأسطوانة من خلال الفجوات في المواد الحرارية، مما يؤدي إلى تآكل الأسطوانة. وهذا يتسبب في تقليل سمك الأسطوانة، التآكل الموضعي، والهشاشة الناتجة عن الهيدروجين، مما يؤدي إلى أضرار كبيرة للأسطوانة. تحدث حوادث كسر الأسطوانات في أفران دوارة في مصانع الأسمنت بشكل متكرر، وفي الحالات الشديدة قد تتجاوز الخسائر عشرات الملايين من اليوان. وفقًا للتحقيقات، يشكل تآكل الجدار الداخلي للأسطوانة أكثر من 30% من حالات الكسر.

1. Bag Dust Collector Corrosion Protection

Corrosion Issues of Bag Dust Collectors

In dry cement production lines, the kiln exhaust gas is used for raw material drying, raw material preheating, and waste heat power generation. The exhaust gas passes through the bag dust collector to collect dust. The bag dust collector is a dry dust filtration device. It is suitable for capturing fine, dry, non-fibrous dust. When dust-containing gas enters the bag dust collector, it passes through the filter bags, where dust particles are filtered out. Larger and heavier dust particles settle due to gravity and fall into the ash hopper. Gas containing finer dust is filtered as it passes through the filter material, thus purifying the gas. With increasing environmental and safety requirements, most cement kilns in China are equipped with the SNCR de-NOx system. However, due to the impact of the production process and desulfurization liquid, the bag dust collector usually experiences severe corrosion problems after 2-3 years of use, significantly shortening the service life of the equipment and severely affecting the normal production of the enterprise.