防腐蚀非金属材料衬里防护技术

1防腐蚀非金属材料衬里防护技术（一）非金属防腐衬里分类砖板防腐蚀衬里橡胶防腐蚀衬里塑料防腐蚀衬里玻璃钢防腐蚀衬里砖板防腐蚀衬里砖板衬里用于化工设备的防腐蚀。砖板、胶泥：耐腐蚀砖板衬里能在高温、高压、真空、腐蚀严重的场合下，安全的使用瓷砖（板）、铸石板、不透性石磨板衬里砖板防腐蚀衬里用于化工设备重防腐条件下，砖板衬里与其他防腐蚀材料如涂料、玻璃钢相比，具有以下优点：选用不同材料和性能的砖板、胶泥，合理的衬里结构，可以有效的防止多种腐蚀介质的腐蚀（大部分的酸、碱、盐及有机介质）。可以作为容器、贮槽、塔器、反应罐等设备衬里。此外还可用来衬地面，作地沟的防腐层。广泛采用砖板可以代替和节约大量的铅、铜和不锈钢。可用于高温设备防腐，使用温度可达380～420度。能承受腐蚀性物料的冲刷磨损作用，效果比一般防腐方法强的多，如衬辉绿岩板。可在较高的压力下使用，最高使用压力为2MPa，也可适用于0.08MPa真空度。不透性石磨板衬里适用于防腐蚀传热设备。施工方法简单、成熟。砖板防腐蚀衬里缺点：整体性差，衬层缝多，易渗漏和腐蚀穿孔。抗冲击抗震动性差，耐温度急变性差，往往因温度剧变而龟裂。衬里后重量增大，不便运输吊装，大型设备需现场施工。手工操作，劳动强度大，在大面积施工中，往往因个别操作者违反操作规程而使质量难于保证，造成设备过早损坏。砖板防腐蚀衬里当前砖板衬里使用失败的原因多出于砖板、胶泥材料的物理性能方面，而很少出于化学方面。这是因为人们对砖板、胶泥材料的耐腐蚀性能给予足够的重视，选材得当的缘故。一般，砖板的强度、耐腐蚀性及对胶泥的粘结性较好，如有腐蚀，问题多出于胶泥材料。胶泥材料有空隙，介质易渗透腐蚀基体。此外还因使用时的温差变化，衬里层与基体产生热应力，使胶泥缝裂纹介质渗透腐蚀基体，因此要发挥砖板衬里的良好腐蚀作用，就要周密设计、严格选材、正确施工。砖板防腐蚀衬里选用：需要考虑介质组成、温度、压力、物料的磨损冲击、搅拌震动等。衬里用砖板的选择：具有良好的化学稳定性能和耐腐蚀性能；能承受操作过程中的温度变化、压力和真空等负荷；能承受操作过程中可能有的机械震动、搅拌、物料冲刷和磨损作用。砖板防腐蚀衬里按材料分类如下：衬里用砖板水玻璃浸渍石墨板呋喃浸渍石墨板酚醛浸渍石墨板石墨瓷制块材陶制块材陶瓷玄武岩铸石辉绿岩铸石铸石长石文石花岗岩天然岩石耐腐蚀砖板返回根据生产工艺条件如介质组成、温度、压力、搅拌、物料冲刷磨损等，来选择砖板和胶合剂。在强氧化和还原性酸中，选用耐酸陶瓷和辉绿岩较好；在稀碱中，选用辉绿岩板材较耐酸陶瓷板稳定；在含有悬浮颗粒，对器壁磨损较大时，应考虑选用辉绿岩板；设备机械震动较大时，选用耐酸瓷板（因辉绿岩板与胶泥粘结强度差）；要求导热的衬里层，只能选择不透性石磨板。衬里用砖板要求：具有良好的耐腐蚀性能；有良好的粘结性能；有一定的热稳定性能；有较好的物理机械强度和密实性；具有常温固化特点，施工方便；原料易得，成本低。衬里用胶泥的选择衬里用胶泥的选择根据腐蚀介质和温度选择胶泥：强氧化性酸只有水玻璃胶合剂适用，而合成类树脂类胶泥不适用。对还原性酸来说，水玻璃、酚醛、呋喃、环氧胶合剂均具有一定的稳定性，其中，酚醛、呋喃系胶合剂能耐沸点以下、浓度70%以下的硫酸，优于环氧胶合剂。在醋酸介质中，呋喃胶合剂很稳定。含氟介质中，水玻璃胶合剂很快遭到破坏。在碱性介质中，水玻璃及酚醛胶合剂不适用，宜用呋喃、环氧或改性酚醛胶合剂。砖板衬里设备的基体材料大多数是碳钢或钢筋混凝土。碳钢：设备要求具有足够的刚度，保证在吊装及负荷作业时不变形，因而在设计中应尽量选用圆筒形结构。不得已采用矩形结构时，应考虑补强。设备焊接应采用对焊接，焊缝应平整、无刺、无瘤，内表面焊缝凸起应小于3mm，所有深入设备内部的接管应与设备内表面齐平。采用铆接的设备，铆接缝应为平缝，采用埋头铆钉。衬里施工开始后，严禁再进行焊接。砖板衬里的结构要求砖板衬里的结构要求为了便于施工与检修，对直径大于800mm的不可拆卸设备，应开设两个人孔。对直径小于800mm但高度较大的设备，应分节组装，每节长度小于1.5m。对人体不能入内的设备，则必须考虑手工作业时能触及设备的各个部位眼都能看得到。设备内若有支座、花板等，应设计成可拆的。设备设计应考虑到衬里层的厚度，特别是考虑到接管、人孔，其尺寸在衬里后应满足工艺与维修的需要。砖板衬里的结构要求混凝土设备：设备的刚度必须满足负荷要求；设备置于地下时应设置防水层；要重视混凝土设备的进出口附近区域的防腐蚀，以免腐蚀混凝土设备的基础、外壳。工艺接管应预先留出。对密闭设备，应设两个以上人孔。长度大于800mm的有底混凝土设备，最小直径不得小于800mm。砖板衬里的结构要求衬里层结构的选择：根据设备使用的介质组成、温度、压力、砖板与胶泥材料的性能以及工作过程的特点，如温度变化、流体冲刷、磨损等，最后从经济方面加以综合考虑。可分为单层、双层、复合层衬里三种。砖板衬里的结构要求单层：用胶泥衬一层砖板，用于介质温度不高，腐蚀性不强的场合；双层：用胶泥衬两层砖板，目前采用较多。适用于腐蚀性强，渗透性强的介质；复合层：在设备内表面加1层底层（抗渗层），用胶泥衬两层砖板，适用于强腐蚀介质和高温、高压环境。（1）刷底漆：表面喷砂处理后，8小时内涂底漆，防止重新生锈。（2）配置胶泥：胶泥现用现配，在2～3小时内用完，防止自聚固化。（3）砖板衬里施工：立式设备先衬底部，后衬壁部，由下而上的施工。（4）衬里前先衬接管，接管直径大于200mm时，可衬板，人孔衬板。（5）施工温度不低于15～20度。（6）衬完的设备在常温下放置2～3天后，进行热处理。30～40、40~50、50～70、80～100度各进行24小时后自然降温至常温。返回砖板衬里施工程序橡胶因其具有良好的耐酸、耐碱和防渗性能，广泛的应用于金属设备衬里和其他衬里的防渗层。用于衬里的橡胶有两大类，天然橡胶、合成橡胶。以天然橡胶为主。近年来由于合成橡胶的发展，也有增多趋势。橡胶防腐蚀衬里天然橡胶：用于衬里施工的胶板大多是未经过硫化处理的生胶板，需在一定温度下硫化，使橡胶结构形成交联的网状结构，性能稳定，具有良好的防腐性能和机械性能。合成橡胶：近年来，国外已经有常温硫化橡胶板，胶板贴粘后自身硫化。硫化：硫化剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、增强剂、软化剂、填充剂、防老剂、增塑剂等。橡胶防腐蚀衬里硫化剂：天然橡胶用硫磺作硫化剂。硫磺含量3～4%，为软胶，弹性好，能承受较大的变形，自身永久变形小，适用于温度变化大和有冲击震动的场合。但耐腐蚀和抗渗性差，且与金属的粘结能力差，很少单独使用。耐盐酸腐蚀性能差。硫磺含量30%以上，为半硬胶；温度变化不剧烈、无严重磨损的情况下选用。硫磺含量40%以上，为硬胶，稳定性高、耐腐蚀性和硬度较好，弹性差。温度变化不大、无严重磨损、无冲击的情况下选用。与金属粘结力强，用作联合衬里的底层。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶天然橡胶板的规格：厚度：2±0.3mm；3±0.5mm；宽：≤500mm；长：≤5000mm。一般橡胶衬里长期使用温度为0～65度，软硬橡胶的复合衬里使用温度为-25～75度。使用压力小于0.6MPa，真空度小于80kPa。选用原则：根据介质的性质、浓度、温度和压力来选择橡胶种类的衬里层数。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶对衬橡胶设备的要求：钢板焊接或铸铁制造。设备表面不应有孔、砂眼、缩孔等缺陷。钢板焊接设备应接双面焊，焊缝均匀平整，高度不应超过3mm，呈圆弧形状，以免刺破橡胶板。设备表面不应有大于30mm的凹凸处。凡是有棱角的地方应呈圆弧过渡，半径不小于5mm。进行衬里的设备必须有足够的刚性和强度，以免承受载荷后变形和破坏衬里层。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶衬橡胶的设备不应采用铆钉结构，特殊需要铆接时，必须用埋头铆钉，并应紧密嵌入缝隙，不得高出设备表面。大型密闭衬里，从安全操作角度考虑，应设两个人孔，方位最好不在同一直线上，以保证良好的通风效果。设备的管道连接应采用法兰连接，不得选用丝扣或键销的连接方法。设备的焊接加工必须在衬橡胶之前完成，衬胶后严禁用动火切割和焊接。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶球阀、隔膜阀、旋塞、截止阀等衬橡胶时，其直径一般不小于40mm。管道衬橡胶时，管长和直径关系如下：直径小于25mm，允许长度不超过1m；直径在100mm以下，允许长度不超过3.5m;直径在100～150mm时，允许长度不超过2.5m；直径在200mm时，允许长度不超过2m。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶对橡胶板质量的要求：符合HG4-540-67中的有关规定不应有大于0.5mm的夹杂物表面允许有5mm2以下的气泡存在，但1m2的面积上不得超过5个。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶金属设备衬橡胶工艺过程：设备表面处理－清理－喷砂后8小时，一次刷胶浆，干燥时间20～30分钟－设备缺陷的处理－二次刷胶浆，干燥时间30～40分钟－三次刷胶浆，干燥时间管道3h，设备1.5h－贴衬－中间检查－硫化－成品检查－修理－成品。配置胶浆：胶片切割+溶剂分析－配置胶浆橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶衬里设备表面处理：喷砂、酸洗除锈喷砂后的设备表面要除去灰尘，并用麻布或棉纱蘸汽油擦净表面胶浆配置：分为硬橡胶板胶浆、半硬橡胶板胶浆、软橡胶板胶浆三种。根据不同类型的衬里选用胶浆用胶板和120号汽油作为溶剂配置而成。返回橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶刷完胶浆的设备和胶板，经室温干燥后即可贴衬，有三种方法：冷贴热烙法热贴法压轮滚压法橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶冷贴热烙法：最普遍的方法，它是衬胶操作的基础。方法如下：（1）贴衬胶板：将裁剪好，已涂胶浆、干燥后的胶板用清洁的垫布垫好，尺寸较大的胶板要先卷好，送入设备内。立式设备：先衬底部，后由上往下衬垂直面；卧式设备先衬上半部，后衬下半部，设备的连接关口，应使接缝顺着介质流动方向搭接。胶板边铺边取出垫布，铺放时应防止将胶板拉长。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶（2）用电砂浴加热烙铁，砂浴温度控制在350度左右，加热数分钟就可达到要求温度。烙铁温度应控制在150～180度，若烙铁温度过高，胶板会分解，发出白烟，应引起注意。（3）烙胶：用烙铁烙胶，有规则的沿一个方向移动，移动距离200～300mm，每次烙胶宽度要复合1/3左右，防止残存空气，逐渐将空气向四周赶。立面由上往下进行，平面由中部向四周进行烙胶。交接缝处要用力压实，法兰处要烙至法兰水线边缘。返回橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶中间检查：衬完胶板后，检查是否有漏烙、漏压部位。将该部位重新烙平。用功率不小于25瓦的电火花检验器检查是否有漏电部位。如有漏电部位立即将涂好胶浆的胶条修复。返回橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶胶板硫化：是橡胶衬里最后一道关键工序。即在一定蒸汽压力和温度下发生化学反应，是一种放热反应。硫化后的橡胶板呈不可塑状态，硬度、强度最高。硫化方法有三种：间接硫化、直接硫化、敞口硫化橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶间接硫化法：衬胶设备放入硫化罐内，加热加压进行硫化。硫化罐直径2～3m，长4～6m。厚度8mm以下的橡胶板分段硫化。间接硫化法还广泛采用压缩空气法，硫化过程压力恒定保持0.3MPa，以提高硫化速度，消除鼓泡，保证衬里质量。橡胶防腐蚀衬里－天然橡胶直接硫化法：适用于大型密闭容器、储罐、槽车、反应器、高压釜等不能在硫化罐内进行硫化的设备。可采用往设备内部直接通蒸汽的方法进行硫化。衬里设备能承受蒸汽压力，此外，还要装配蒸汽管、排凝管、压力表和盲板。返回橡胶防腐蚀衬里－合成橡胶天然橡胶耐温性较差、动态性能较差，常常因为设备热胀冷缩或受到碰撞变形而不能随其应力产生相应的变形，发生裂纹、裂缝、破碎和脱落。科学技术发展－国内外发展了合成橡胶衬里－室温自然硫化橡胶衬里，解决了现场大型