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石墨板防腐技術(shù)(轉(zhuǎn)發(fā))

2023-08-22 01:35:30 hualin

石墨和碳是非常好的惰性材料,在許多的腐蝕環(huán)境下都有優(yōu)良的耐腐蝕性能。用石墨制成的磚板產(chǎn)品是重防腐襯里的重要材料,其能夠耐沸點(diǎn)的鹽酸、稀硫酸、氫氟酸、磷酸、堿液及有機(jī)溶劑等腐蝕介質(zhì)。石墨板襯里已經(jīng)成為化工行業(yè)磷酸反應(yīng)槽、洗滌塔、冶金行業(yè)酸洗槽、酸溝酸坑、磷酸鹽酸氫氟酸儲罐、發(fā)電廠脫硫塔煙囪、地坪等設(shè)施設(shè)備經(jīng)典的防腐工藝方法。



石墨板用于重防腐襯里為不透性石墨,最初的石墨板都具有孔隙(孔隙率達(dá)到20%-30%),使用合成樹脂浸漬后,樹脂固化閉塞孔隙,形成比較致密的不透性石墨。不透性石墨品種因所含樹脂不同,耐腐蝕性能也不一樣,比如酚醛樹脂浸漬石墨板耐酸不耐堿,呋喃樹脂(糠醇)浸漬石墨板耐酸耐堿。不透性石墨板具有高熱導(dǎo)性能,廣泛應(yīng)用于各種換熱器、管道、反應(yīng)釜、填料塔、造粒塔等高溫反應(yīng)設(shè)備、傳熱設(shè)備、冷凝設(shè)備的防腐內(nèi)襯;而用酚醛樹脂及呋喃(糠醇)樹脂浸漬的石墨板耐熱在200℃以下,如果添加適量的有機(jī)硅樹脂,則可以耐溫至350℃。另外,當(dāng)磷酸沉積在石墨上時,可以提高石墨的抗氧化性能,石墨與大多數(shù)介質(zhì)的“親和力”很小,所以一般的污垢不容易附著在其表面,清潔性能優(yōu)良,在冷凝設(shè)備和結(jié)晶設(shè)備使用非常理想。



重防腐石墨板雖然耐腐蝕性能優(yōu)良,但是依據(jù)浸漬樹脂不同,耐蝕性能也有所差異,實際應(yīng)用時可以根據(jù)腐蝕介質(zhì)具體情況確定石墨板種類。通常情況下,浸漬石墨板(無論是酚醛浸漬石墨板還是呋喃浸漬石墨板)都不耐濃硫酸(96%),耐稀硫酸,都不耐硝酸,耐氫氟酸,耐鹽酸,耐磷酸,耐蟻酸,耐氨水,耐氫溴酸,還耐甲醇,苯,丙酮,氯仿等一些化學(xué)品溶劑,其中酚醛浸漬石墨板不耐液堿而呋喃浸漬石墨板耐液堿。酚醛浸漬石墨板耐熱溫度<170℃,呋喃浸漬石墨板耐熱溫度<190℃,因此重防腐襯里首先必須要弄清楚介質(zhì)條件,再選擇確定何種樹脂浸漬石墨板主材,即使粘結(jié)石墨板的膠泥也要相應(yīng)的選擇,配套使用。例如,堿性介質(zhì)中,硅酸鹽膠泥和酚醛膠泥是不耐腐蝕的,應(yīng)選擇呋喃和環(huán)氧膠泥為主并且以石墨粉及硫酸鋇粉做膠泥填料;在強(qiáng)氧化性酸,如濃硫酸,硝酸,鉻酸和其他氧化性介質(zhì)如氯氣,次氯酸,雙氧水中不宜采用合成樹脂膠泥,而必須采用硅酸鹽膠泥;在含氟化合物如氟化氫,氟硅酸,氟硅酸鈉等介質(zhì)中不宜采用硅酸鹽膠泥,而是采用以石墨粉,硫酸鋇粉為填料的合成樹脂膠泥;在非氧化性介質(zhì)如鹽酸,醋酸,稀硫酸,酸性鹽介質(zhì)中,各種樹脂膠泥可以使用,也可以使用乙烯基樹脂膠泥,但是中性介質(zhì)如水則不宜使用硅酸鹽膠泥;兩種或者兩種以上混合介質(zhì)時,使用的膠泥必須對各種介質(zhì)均耐蝕,如酸堿交替時,要求既耐堿又耐酸就可以選擇呋喃膠泥或者環(huán)氧膠泥;對于化學(xué)品溶劑如醇類,酮類,苯,甲苯等,可以選擇呋喃膠泥或者充分固化的酚醛膠泥,而不選擇耐溶劑差的環(huán)氧膠泥和耐溶劑好容易滲透的硅酸鹽膠泥。石墨板重防腐施工時除了選擇合適的浸漬樹脂板和粘結(jié)膠泥外,還對有隔離層的增強(qiáng)纖維材料有限制,當(dāng)介質(zhì)中含氟時,不得使用含硅的材料,如石英粉,硅酸鹽,玻璃等。實際應(yīng)用中,可以在膠泥中加入桐油鈣松香(加入量為酚醛樹脂量的10%和石棉絨2-3%,增加膠泥的韌性和抗拉強(qiáng)度)。酸堿交替介質(zhì)環(huán)境,可以對膠泥進(jìn)行改性,用酚醛呋喃改性(8:2)或者酚醛環(huán)氧(7:3)作為膠泥襯里,可以同時耐40%NaOH和40%H2SO4。



石墨板防腐襯里分為單層襯里、多層襯里、復(fù)合襯里三種結(jié)構(gòu)。當(dāng)介質(zhì)為氣相設(shè)備,腐蝕性滲透性不大,需要隔熱或者防磨損的設(shè)備可以選擇單層石墨板防腐襯里;當(dāng)介質(zhì)腐蝕性滲透性強(qiáng),有壓力或者溫度較高的或者使用條件比較苛刻的設(shè)備可以選擇多層石墨板防腐襯里(二層,三層襯里);當(dāng)采用水玻璃膠泥,介質(zhì)腐蝕性滲透性強(qiáng),有壓力和溫度較高,有操作溫差和振動,其他使用條件比較苛刻的設(shè)備可以選擇復(fù)合襯里,這種襯里就是增加了隔離層。隔離層的作用就是相對于重防腐綜合結(jié)構(gòu)層的第二道防腐線,具有很好的防腐抗?jié)B,能夠滿足高溫高壓及振動要求。隔離層有鉛隔離層(硫酸介質(zhì),溫度<140℃),橡膠隔離層(天然橡膠,堿,非氧化性酸,<85℃;丁基橡膠,堿,非氧化性酸,<120℃;聚異丁烯橡膠,酸堿鹽,<60℃)玻璃鋼隔離層(環(huán)氧樹脂玻璃鋼,稀酸稀堿鹽類,<90℃;酚醛樹脂玻璃鋼,70%硫酸鹽酸醋酸,<130℃;呋喃樹脂玻璃鋼,70%硫酸鹽酸醋酸堿,<170℃,乙烯基玻璃鋼等)。需要強(qiáng)調(diào)的依然是含氟介質(zhì)不得使用含硅增強(qiáng)纖維材料,可以選擇有機(jī)纖維材料,如滌綸纖維布。



石墨板重防腐襯里施工應(yīng)用比較廣泛,性價比好的大部分采用有隔離層的復(fù)合襯里結(jié)構(gòu),根據(jù)筆者施工經(jīng)驗,通常為基層表面處理+樹脂底漆+樹脂膠泥膩?zhàn)?樹脂粘貼增強(qiáng)纖維布+耐蝕細(xì)骨料+樹脂膠泥襯貼石墨板+膠泥勾縫工藝方法。金屬和混凝土基層表面處理直至樹脂粘貼增強(qiáng)纖維布施工方法與普通的玻璃鋼做法一樣,當(dāng)最后一層纖維布鋪貼結(jié)束后用滾刷涂刷同種樹脂料后,隨即拋撒耐蝕細(xì)骨料,固化干燥后掃除粘結(jié)性不良的顆粒,如此操作可以增強(qiáng)石墨板與隔離層的粘結(jié)強(qiáng)度。石墨板襯里時,根據(jù)板材各種規(guī)格,選擇厚度為15-20㎜的板材(長寬規(guī)格有50*100,70*150,90*200)。設(shè)備襯里周向縫為連續(xù)縫,軸向縫應(yīng)錯開,板縫錯開距離不應(yīng)小于板尺寸的1/3,且>15㎜,同時襯相鄰兩排的縱錯向距離最小為15㎜。襯板時先下后上,從左至右進(jìn)行施工,同層石墨板不得出現(xiàn)十字縫,雙層石墨板不得出現(xiàn)疊縫。膠合縫形式為擠縫,寬度2-3毫米,結(jié)合層厚度3-4毫米,各層襯層間膠泥厚度<3㎜,石墨板排列尺寸不足時,應(yīng)采用異形板填塞,不允許填塞膠泥或者碎板,膠縫膠泥應(yīng)該飽滿不允許有氣泡和洼陷和孔隙。砌襯石墨板要及時修縫,每砌襯一定數(shù)量時,在膠泥初凝前應(yīng)將灰縫填平壓實,使得膠泥面出現(xiàn)光澤。打灰時,應(yīng)讓膠泥潤濕基層和石墨板砌襯面,確保粘結(jié)牢固。砌襯立面時,應(yīng)控制適當(dāng)?shù)囊r砌高度,防止砌塊滑移和砌體受壓變形。筆者建議灰縫面使用同種樹脂液涂刷一遍,硅酸鹽膠泥需要進(jìn)行酸處理,有條件的可以進(jìn)行加熱固化處理(具體加熱要求為:常溫下72-100h,40-60℃24h,80-160℃24h,160-常溫自然降溫),提高耐蝕性能,降低線膨脹系數(shù),防止使用過程中溫度差變化造成脫板或者膠泥開裂。沒有加熱固化條件的,可以放置室溫下自然固化干燥15天,待完全固化后才能投入使用,相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求按照HG/T20676-1990《磚板襯里化工設(shè)備》執(zhí)行。

石墨板襯里應(yīng)用在我們國家已經(jīng)是很成熟的重防腐工藝方法,腐蝕控制工程技術(shù)人員在長期的施工實踐中,總結(jié)了非常豐富的經(jīng)驗,其廣泛的應(yīng)用為降低設(shè)備投資和維護(hù)成本,提高生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)效益做出了重要貢獻(xiàn)。當(dāng)氯堿工業(yè)、磷酸與氟化工及其他化工行業(yè)中高溫反應(yīng)設(shè)備及傳熱設(shè)備在大多數(shù)防腐材料不能使用的情況下,石墨板是不可多得的重防腐襯里材料,也是最佳的選擇,是非金屬材料中唯一能夠?qū)崮透g的襯里材料,在我們國家重防腐領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。隨著我們國家工業(yè)化進(jìn)程及磚板重防腐材料技術(shù)的不斷發(fā)展,石墨板應(yīng)用已經(jīng)不限于重防腐范圍,研發(fā)工程師根據(jù)其耐腐蝕性,導(dǎo)熱性,線性系數(shù)小,耐溫度急變性好,機(jī)械加工性能優(yōu)良,耐磨損,質(zhì)量輕等諸多優(yōu)良特性,已經(jīng)將其應(yīng)用范圍外延到其他新的領(lǐng)域,發(fā)揮著其獨(dú)特的性能優(yōu)點(diǎn)。