第七章-典型裝置的腐蝕與防護表面處理

2008-3-3第一節(jié)表面清理一、機械清理手工除銹氣動除銹噴射除銹二、化學(xué)、電化學(xué)清理化學(xué)除油電化學(xué)除油酸洗除銹銹轉(zhuǎn)化劑清理2008-3-3第二節(jié)表面覆蓋層一、金屬蓋層（一）金屬鍍層陽極性覆蓋層陰極性覆蓋層2008-3-3熱噴涂熱噴涂定義原理分類材料方法應(yīng)用2008-3-3電鍍化學(xué)鍍熱浸鍍和滲鍍2008-3-3（二）金屬襯里雙金屬2008-3-3二、非金屬覆蓋層（一）涂料覆蓋層1、涂層的保護機理隔離作用緩蝕電化學(xué)作用2008-3-32.涂料覆蓋層的選擇對環(huán)境的適應(yīng)性被保護的基體材料與涂層的適應(yīng)性施工條件的可能性涂層的配套經(jīng)濟上的合理性2008-3-33.涂覆方法4.施工工藝表面清理涂底漆刮涂膩子中間涂層涂刷面漆養(yǎng)護2008-3-3（三）橡膠襯里橡膠板的選用襯膠層結(jié)構(gòu)選擇硫化方法的選擇施工工藝2008-3-3四、橡膠襯里橡膠具有良好的耐酸和耐堿性，作為金屬設(shè)備的防腐襯里，在化學(xué)工業(yè)、制藥工業(yè)、有色金屬和食品工業(yè)等生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。橡膠有天然橡膠和合成橡膠兩大類。目前襯里用的主要還是天然橡膠。襯里用的膠片是由橡膠、硫磺和其他添加劑配制而成，稱為生膠板。按施工要求襯貼于設(shè)備表面，經(jīng)硫化后使橡膠變成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的防腐層。經(jīng)過硫化的橡膠稱為熟橡膠或橡皮，但習(xí)慣上仍然統(tǒng)稱橡膠。2008-3-31、襯里用橡膠的性能與適用范圍天然橡膠是用橡膠樹的樹汁(即膠乳)經(jīng)煉制而成，襯里用的膠片在橡膠中還配入硫化劑、硫化促進(jìn)劑、增塑劑，防老劑、填料以及結(jié)合增強劑等添加物。未經(jīng)硫化的橡膠有很好的可塑性，在熱壓下可制成各種所需的形狀。硫化后不再發(fā)生塑性流動，具有一定的強度、硬度和彈性，耐溫性也提高了。膠片襯貼時用的膠粘劑(通常稱為膠漿)同樣配有硫磺等添加劑。由于橡膠中的硫極易與金屬反應(yīng)生成金屬的硫化物，因此襯里層與基體有很高的粘結(jié)強度。2008-3-31、襯里用橡膠的性能與適用范圍橡膠具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐一般非氧化性強酸、有機酸、堿溶液和鹽溶液，但在強氧化性酸和芳香族化合物中不穩(wěn)定。含有約1％～3％硫磺的橡膠，具有很好的彈性，稱為軟橡膠；硫磺含量大于40％的，稱為硬橡膠；硫磺含量在，30％左右的稱為半硬橡膠。2008-3-31、襯里用橡膠的性能與適用范圍硬橡膠的耐蝕性、抗老化性以及與金屬的粘結(jié)強度都比軟橡膠好，但耐磨、耐寒和抗沖擊性能不及后者。半硬橡膠的性能則介于兩者之間。硬橡膠的長期使用溫度為0～65℃；軟橡膠、半硬橡膠為-25～75℃。軟橡膠一般不能單獨作襯里層，常與硬橡膠或半硬橡膠組合使用。2008-3-31、襯里用橡膠的性能與適用范圍硬橡膠的化學(xué)穩(wěn)定性高，抗?jié)B性及抗老化性能亦較好，適用溫度變化較小，無磨損沖擊的強腐蝕性介質(zhì)中。它既可以單獨使用，亦可以作為軟橡膠聯(lián)合襯里的底層。硬橡膠可以進(jìn)行機械加工，故還能作旋塞、泵等的襯里。橡膠襯里既可用于靜設(shè)備的襯里，亦可用作運動零件(如攪拌槳、泵和鼓風(fēng)機的葉輪等)的耐蝕、抗磨的包覆材料。2008-3-31、襯里用橡膠的性能與適用范圍聚異丁烯橡膠襯里。這種橡膠屬于比較惰性的物質(zhì)，它的耐酸堿性能比天然橡膠和其他合成橡膠都更強，并且密度大，耐水性和抗老化性能良好。聚異丁烯橡膠是熱塑性高聚物，使用時不需要硫化，施工方便，這是與其他橡膠所不同的最大特點。因使用溫度較低，很少單獨使用，大多用作磚板聯(lián)合襯里的嚴(yán)密底層。橡膠種類襯層結(jié)構(gòu)適用范圍層數(shù)總厚度mm硬橡膠或半硬橡膠l～23～6計量槽、貯槽、塔器等靜止設(shè)備24～6泵、通風(fēng)機、離心機轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動機械13輸送氯氣、稀硫酸等氣體或液相介質(zhì)的管道3～49～12如過磷酸鈣生產(chǎn)中的攪拌等有嚴(yán)重磨損和腐蝕的場合3～69～12需經(jīng)機械加工的零件，如閥芯、旋塞、離心機機軸等底層硬膠面層軟膠24～6適用于受沖擊、磨損或溫差較大的場合2008-3-32、橡膠襯里技術(shù)要點橡膠襯里的工序如圖。其中以缺陷處理、襯貼和硫化等幾個步驟對襯里質(zhì)量的影響最大。2008-3-32008-3-3

設(shè)備的焊縫部位和轉(zhuǎn)角處，往往由于角度太小，膠板不易襯貼彌合而殘留空氣，受熱時會引起襯層的鼓泡。通?？捎靡韵路椒ㄏ?。

(1)用刷過膠漿的膠條填貼設(shè)備缺陷處，然后用烙鐵烙至要求的坡度或烙平，這一工序一般在刷完第一遍膠漿后進(jìn)行；

(2)在涂刷第三次膠漿后，用4～5根合股棉線(直徑約1～2mm)，沿設(shè)備缺陷處排列，線頭從附近法蘭處引出，然后襯貼膠板，殘存在缺陷處的氣體在硫化時便沿棉線排出。2008-3-3(3)用粗針頭穿過膠片插到缺陷部位，然后用真空泵將殘余空氣抽出，這種方法只局限于較小的部位和局部缺陷處理。硫化是整個襯里過程的關(guān)鍵工序，硫化程度是否完全取決于硫化溫度和時間。不同配方的膠片，不同厚度的襯層，需事先通過實驗確定硫化終點值。硫化的方式有間接硫化、直接硫化和敞口硫化等三種。2008-3-33、橡膠襯里結(jié)構(gòu)為了保證襯里質(zhì)量，設(shè)備與襯層結(jié)構(gòu)應(yīng)符合以下要求。

(1)因為橡膠襯里的膠粘層很薄，所以對設(shè)備表面的凹凸部位比磚板襯里要求更高。例如，所有焊縫處都應(yīng)打磨成一定坡度或圓角。設(shè)備原則上不應(yīng)采用鉚接結(jié)構(gòu)，如有特殊需要，則必須用埋頭螺釘。2008-3-33、橡膠襯里結(jié)構(gòu)

(2)法蘭口上不要車密封線，以免縫隙中殘留空氣造成襯層鼓泡現(xiàn)象。2008-3-33、橡膠襯里結(jié)構(gòu)

(3)設(shè)備接管口應(yīng)與設(shè)備表面齊平。所有管道、頂蓋、塔節(jié)的可拆連接都應(yīng)采用法蘭連接，不能設(shè)計成螺紋連接。

(4)平面或弧面上膠板的粘接結(jié)構(gòu)有對接和搭接兩種形式。除了轉(zhuǎn)動設(shè)備要求活圓周不能突出膠片而采用對接外，一般均用坡口搭接。2008-3-33、橡膠襯里結(jié)構(gòu)

(5)物料進(jìn)出口接管的襯層結(jié)構(gòu)，其膠縫應(yīng)順著介質(zhì)流動方向搭接。

(6)轉(zhuǎn)動設(shè)備的膠片搭接方向應(yīng)與轉(zhuǎn)動方向一致，避免接縫受沖擊或摩擦作用而產(chǎn)生脫膠現(xiàn)象。2008-3-3二、磚板襯里目前常用的磚板有：輝綠巖板、玄武巖板、耐酸瓷磚板、耐酸耐溫陶磚板和不透性石墨板等。磚板襯里的質(zhì)量主要取決于膠粘劑的合理選擇與施工，另外與襯里結(jié)構(gòu)的正確設(shè)計亦有密切關(guān)系。2008-3-31、襯里膠泥的選擇膠粘劑不僅要求與被粘物之間有良好的粘附性能，并且膠粘劑本身必須具有足夠的內(nèi)聚強度。作為防腐襯里用的膠粘劑除了要求有高的粘結(jié)強度外，還應(yīng)該有良好的耐蝕性；致密抗?jié)B透；熱穩(wěn)定性好；固化收縮率低；經(jīng)濟并便于施工等特性。2008-3-31、襯里膠泥的選擇常用于磚板襯里的主要有硅酸鹽和樹脂類膠粘劑。硅酸鹽膠泥用得最多的是鈉水玻璃(硅酸鈉溶液)膠泥，有時也采用鉀水玻璃(硅酸鉀溶液)膠泥，它們是以水玻璃為膠粘劑，氟硅酸鈉為固化劑，耐酸粉為填料，按一定比例調(diào)制而成。水玻璃膠泥在凝固和硬化過程中，水玻璃和氟硅酸鈉發(fā)生水解并生成凝膠Si(OH)4。2Na2O·nSiO2+Na2SiF6+2(2n+1)H2O→6NaF+(2n+1)Si(OH)42008-3-31、襯里膠泥的選擇凝膠Si(OH)4具有粘性，不僅與鋼鐵表面有較好的粘附力，同時它可以將填料粒子粘結(jié)起來，凝膠進(jìn)一步脫水后就成為堅固的粘結(jié)層。Si(OH)4→SiO2+H2O

水玻璃膠泥耐酸和耐熱性好，價格低，在氧化性介質(zhì)中比其他膠泥更優(yōu)越。但它不耐堿和含氟化合物。在硫酸、磷酸和醋酸等介質(zhì)中，鉀水玻璃膠泥比鈉水玻璃膠泥好。2008-3-31、襯里膠泥的選擇樹脂類膠泥大多使用熱固性樹脂(如酚醛、環(huán)氧、呋喃、環(huán)氧-酚醛、環(huán)氧-呋喃等)添加填料、固化劑等配制而成。無論是水玻璃膠泥或樹脂膠泥，固化以后總是存在一定孔隙，所以為了防止襯里磚縫的滲透，一般至少要襯二層或二層以上。各層磚縫相互錯開，并且可以選用不同膠泥組合使用。對于滲透性很強的比較苛刻的腐蝕環(huán)境，有時可以先襯一層橡膠或玻璃鋼、鉛作為介質(zhì)的隔離層，然后進(jìn)行磚板襯里。底層襯里膠泥／面層襯里膠泥使用場合水玻璃膠泥／水玻璃膠泥適用于濃硫酸、硝酸、鉻酸、次氯酸、過氧化物等強氧化性酸和氧化性介質(zhì)}濃鹽酸、醋酸等水玻璃膠泥／水玻璃膠泥(用酚醛膠泥溝縫)可改善抗?jié)B性、耐水性，但不耐堿，適用于稀酸介質(zhì)水玻璃膠泥／水玻璃膠泥(用環(huán)氧膠泥溝縫)可改善抗?jié)B性、提高耐稀酸及耐堿性酚醛膠泥／酚醛膠泥適用于滲透性強的稀酸設(shè)備襯里酚醛膠泥／呋喃膠泥適用于滲透性強的稀酸或酸堿交替的場合酚醛膠泥／環(huán)氧膠泥適用于滲透性強的稀酸或酸堿交替的場合酚醛膠泥／水玻璃膠泥適用于開始為濃酸)后來變成稀酸的場合環(huán)氧(或酚醛)玻璃布／酚醛膠泥適用于易滲透介質(zhì)環(huán)氧一呋喃玻璃鋼／環(huán)氧呋喃膠泥適用于酸、堿及易滲透的介質(zhì)隔離層十酚醛膠泥／酚醛膠泥適用于腐蝕性強及易滲透的介質(zhì)的反應(yīng)設(shè)備2008-3-32、襯里結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題2008-3-32008-3-32008-3-32008-3-3五、化工搪瓷化工搪瓷是在鋼鐵設(shè)備表面涂覆高含硅量的瓷釉，經(jīng)高溫煅燒而形成的致密玻璃質(zhì)耐蝕層。1、化工搪瓷的性能與應(yīng)用化工搪瓷的瓷釉原料是：石英砂+長石+助熔劑+密著劑→經(jīng)粉碎→混合→1130～1150℃溫度下熔融（玻璃態(tài)物質(zhì)）→+水+粘土+乳濁劑→磨細(xì)（瓷釉漿）→噴涂→800～900℃溫度下進(jìn)行燒結(jié)→得到緊密粘附在鋼鐵表面的玻璃質(zhì)搪瓷層。2008-3-31、化工搪瓷的性能與應(yīng)用為了獲得性能良好的搪瓷層，通常要在鋼鐵設(shè)備表面涂覆兩層不同組成的瓷釉。直接與鋼鐵表面接觸的稱為底釉，要求具有相近的熱膨脹系數(shù)；很好地潤濕鋼鐵表面。面釉則主要起防腐和抗的作用，面釉一般涂覆2～3次。無論是底釉或面釉，每涂覆一次都必須燒結(jié)一次。搪瓷層的總厚度通常約0.8～1.5mm。2008-3-31、化工搪瓷的性能與應(yīng)用化工搪瓷除了氫氟酸、含氟化物溶液、濃熱磷酸以及強堿外，對于各種濃度的無機酸、有機酸、有機溶劑和弱堿等都具有良好的耐蝕性。由于化工搪瓷設(shè)備密著于金屬表面的瓷釉層比較薄，其導(dǎo)熱性優(yōu)于不銹鋼襯里設(shè)備和大多數(shù)非金屬材料，所以可用于需要加熱或冷卻的場合。目前國內(nèi)的化工搪瓷制品有搪瓷反應(yīng)釜、搪瓷貯槽、套環(huán)式和套管式搪瓷熱交換器、塔器、管子及管件、閥門以及搪瓷泵等。2008-3-32、化工搪瓷設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

(1)搪瓷化工制品的金屬胎，一般都采用低碳鋼。

(2)為了避免應(yīng)力集中而發(fā)生爆瓷現(xiàn)象，設(shè)備的所有轉(zhuǎn)角部位，必須均勻圓滑地過渡，轉(zhuǎn)角半徑越大越好；至少不應(yīng)小于10mm。

(3)防止高溫搪燒時剛度不足而產(chǎn)生過大變形及燒失減薄等，通常簡體按強度計算的壁厚要再增加2～3mm，并且壁厚最薄不得小于6mm。2008-3-32、化工搪瓷設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

(4)搪瓷設(shè)備的法蘭如果采用螺栓連接，法蘭必須有較大寬度。2008-3-32、化工搪瓷設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

(5)為了搪燒時使設(shè)備各部分受熱均勻和減少熱應(yīng)力的影響，金屬設(shè)備外表面不允許有焊接接觸面很寬或很厚的附件，如支座、加強板等。必要時可采用過渡板連接。如果設(shè)備上開孔較多