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普通钢管碳化水箱涂塑PVF防腐新视觉

来源:http://www.81929.net/article/2020326274.html

    碳化水箱的腐蚀,是纯碱行业普遍重视的问题,国内外纯碱生产厂家及防腐科技工作者为此做了大量研究,在材质选择、防腐技术改进等方面进行了长期的努力。近年来,国内一些大型碱厂,如大化公司碱厂、天津碱厂等相继采用钦合金",316,316L等较昂贵的合金钢,虽然防腐效果较好,但一次性投资大,特别对众多的中小型碱厂来说,尚难于承受。1985年后部分厂采用离心铸铁管,70年代前后国外有该材料可使用8年以上的报导,国内使用的实际效果尚有待考察,而且为防止因腐蚀污染产品,通常情况下仍需进行热固防腐涂层,成本仍较高。

    普通碳钢管(PVF)涂塑防腐在碳化水箱的成功应用为碳化塔的防腐提供了一个既经济又有效的新的技术途径。
一、涂塑钢管的性能及其生产
    聚氟乙烯不仅具有含氟塑料优良的化学稳定性,耐热性等共同特性.其综合机械物理性能为所有含氟塑料之冠二,〕。(PVF)涂料即是以聚氟乙烯树脂为主要成膜物质配制而成的二甲醋悬乳分散液,经喷涂塑化成膜,涂层具有突出的耐磨、耐冲击性能,附着力达一级标准(划圈法),同时具有优异的化学稳定性及“三防”性能〔2' o  <PVF)主要的耐化学药品性及机械物理性能分别见表1、表2〔3〕。

    涂塑钢管的生产过程如下。。
    (1)碳钢管经表面处理(除油一酸洗一磷化,或经喷砂除锈)。
    (2)低压法喷涂聚氟乙烯(根据不同环境温度下的不同粘度,调整喷射压力)。
    (3)每喷一道后进远红外电热炉等为热源的加热炉烘烤塑化,如此重复进行直至所需厚度。
    保证喷涂均匀的前提下,要求每次喷涂达到足够的湿膜厚度;控制好加热、塑化条件.是保证高质量涂塑管的两个主要方面。环境温度与涂料粘度的关系如图1;塑化温度与时问关系如图20

PVF涂层的厚度应根据不’同的使用要求,掌握适宜的指标、才能获得防腐性能良好而有经济的效果。根据现场使用经验、制碱塔水箱管最低的塑膜厚度是100}eni,一;般控制在110一130}em。太薄则降低防腐性能,过厚则加工困难,而且成木提高,也无必要。

二、(YVF)涂塑管的使用情况
    1983年,经大量的室内及现场挂片试验后,批量用于国内4座大型帕. 2m碳化塔书1,结果一年内即发现有涂层起泡、泛锈等损坏现象,经现场检测,部分膜层厚度仅ZU^-30ym.但涂层的延展性及强度仍正常,经分析材料本身性能稳定,造成起泡等损坏的原因明显属施工质量问题(表面处理未达要求,厚度不够、热处理不当等)。

    1985年,在对首次试用情况.深入分析研究的基础上,我们对涂装工艺及设备(特别是远红外加热炉进行重新设计改造)进行了全面改进,并在浙江化工研究所的配合下,对涂料性能、底面漆配套方面均做了大量工作后,又涂装了近40t怀7mm的(PVF)涂塑管.用于嘉兴市化肥厂联碱3座们. 98m塔,自1986年1l月投入使用,经连续几年大修检查均良好,累计时间已超过5年半,现仍在使用中,3座塔至今尚未发生一起“漏塔”事故,创国内制碱塔水箱使用普通碳钢管的最高历史记录,笔者所知,国外亦尚无类似的报导。该项技术已获显著的技术经济效益。

    图3,图y分别为使用2年及3年后.大修检查时现场实拍照片,图中可见涂层仍光洁完好如初,表面无任何结垢现象。图5照片为锻烧洗涤塔现场拍摄.该塔的同一层水箱中一半的环氧改性去毒大漆,一半为(PVF)钢管.以作比较:经2年使用后上半部之环氧大漆管已发生严重的表层脱落.下半部涂塑管尚完好.该塔的其它几节水箱也完全一致,说明涂塑管的性能明显优于环氧改性大漆。

    三、(PVF)涂塑钢管的经济效益
    与我国目前使用情况较好的离心铸铁管,加环氧酚醛热固涂层防护的成本比较,按一座似. 98m塔,10节水箱计,如使用涂塑钢管,每座塔可节约投资约6万元,以一个年产40kt/a联碱厂计,采用该项技术,仅一次性设备投资可节约20万元左右。上述两种措施的各项费用比较详见表3。

    目前,如大化公司碱厂、天津碱厂等一些大型企业中使用部分钦合金等特殊材质,虽然有的防护效果良好,但如按净现值投资比较〔5]C6]s涂塑管最低,经济效益最好(详见表4)。

    除上述直接的经济效益外,涂塑钢管用于水箱,同时具有下述优良特性:
    (1)PVF)徐层具有一定的防粘性,用于水箱管有明显防疤效果,不仅能提高水箱的传热系数,并可缩短碳化塔的清洗作业时间,提高了塔的生产能力。从图3可看到,经清洗后,涂塑管表面十分光洁,天津碱厂曾在出碱槽挂片3个多月,与热固环氧酚醛试片对比,前者只有一层薄的油性污垢,用手触摸即可除去,而后者则有不均匀的局部碱垢,且较坚硬,防疤性能有明显区别“。

    (2)与铸铁管比,水管总重降低46. 8000,单塔(按似. 98m)总重降低7. 86,大大降低了基础荷重。
    (3)因传统的环氧酚醛涂层的脆性,经长期使用后易发生大片脱壳,污染产品,影响纯碱的质量,而涂塑钢管(<PVF)之涂塑层韧性很好,不易出现片状剥落,避免了对产品的污染,有利于生产高品质纯碱,在出碱槽的挂片试验中人为破口的((PVF)涂塑管与环氧酚醛热固比较,经几个月后涂塑管破口周围涂层结合良好,破口处无任何发展,而后者则在原破口处边缘之涂层与基体脱离,碱液渗入,说明(PVF)涂层良好的结合力及耐磨蚀性能。
    (4)(PVF)是含氟聚乙烯的二甲醋悬浮分散液,因此粘度长期稳定,而且二甲醋沸点较高,防腐施工属无毒作业,并避免了环境污染等问题。



    自1982年以来,我们对(PVF)涂塑钢管经长期的试验、加工和生产应用考验,取得了良好的技术、经济效益,使纯碱行业碳化水箱采用价廉、易得的普通碳钢管成为现实。该项技术在其它行业,如石油化工行业的换热设备、输油管道等方面均有广阔的开发使用前景。
    从离心铸铁管的表面状态看,也适应涂塑,这样扣除材质本身因重量减轻等部分节资外防护费用仍比传统的措施低得多,因此也是可行的。根据我国国情及发展中的纯碱行业的需求。