橡胶防腐衬里在设备上的应用进展

GuangzhouChemicalIndustry

Vol郾46No郾3Feb郾2018

橡胶防腐衬里在设备上的应用进展

程广来1,彭高桥1,杨正龙1,2,刘馨元1,孙摇迪1

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(1上海双浦橡胶防腐衬里有限公司,上海摇201704;2同济大学材料科学与工程学院,上海摇201804)摘摇要:橡胶防腐衬里是一种切实有效的防腐蚀技术,它具有弹性较高、质地柔软、密度较小等特点,能够延长金属设备

的使用年限,因此被广泛应用于各类工业设备领域。本文简要介绍了各种橡胶衬里在管道、脱硫设备和化工容器等设备中的应用进展,还介绍了热水硫化衬里硬橡胶技术和设计饮用水、食品和电气安全方面橡胶衬里等应用实例,为防腐橡胶衬里的应用提供了参考依据。

关键词:橡胶;衬里;防腐蚀摇

中图分类号:TQ336郾4+1摇

摇文献标志码:A摇摇摇摇

文章编号:1001-9677(2018)03-0023-03

ApplicationsofAnti-corrosionRubberLininginEquipment*

CHENGGuang-lai1,PENGGao-qiao1,YANGZheng-long1,2,LIUXin-yuan1,SUNDi1

(1ShanghaiShuangpuAnticorrosionRubberLiningCo郾,Ltd郾,Shanghai201704;2SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)

Abstract:Rubberliningtechnologyisaneffectivetechnologytopreventthemetalfrombeingcorroded郾Theyhavebeenwidelyusedinvariousindustrialequipmentsduetotheirexcellentperformance,i郾e郾highelasticity,softtexture,lowdensity,andsoon郾Theresearchprogressondifferenttypesofrubberliningsinpipelines,desulfurizationequipment,chemicalcontainersandotherequipmentwassummarized郾Examplesofthehardrubberliningstechnologyinhotwatervulcanizationandrubberliningforthedesignofdrinkingwater,foodandelectricalsafetywerealsodescribed郾Thereviewofferedameaningfulreferenceforthepracticalapplicationofanti-corrosionrubberlinings郾

Keywords:rubber;lining;anti-corrosion

每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%,腐蚀的发生不仅会使受腐蚀构件的使用寿命大大缩短,严重时需要维修或更换,而且会影响生产进度,造成更大的经济损失。更严重的是,腐蚀是诱发安全事故的重要原因之一,因此,在工业生产中防止腐蚀带来的危害刻不容缓。

为了避免腐蚀的发生,人们开始使用衬里技术,由于衬里层的覆盖,设备的金属本体不与腐蚀性介质发生直接接触,并且可综合考虑设备的材料、形状、大小、受力面积和腐蚀情况等多项因素,衬里工艺具有可设计性,因此该技术得到了迅速的发展。橡胶衬里作为一种防止金属被腐蚀的切实有效的技术,具有弹性较高,地质柔软,密度较小等特点,被广泛应用于各类工业设备领域。

工、飞机轮胎、医用弹性体等领域。而合成橡胶是指由人工合成的性能与天然橡胶类似的高弹性聚合物,其原料一般来源于煤、石油、天然气等化石燃料,目前我国国内常见品种为丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶和丁基橡胶等七种,并且还可根据实际使用需求合成性能各异的橡胶。

1郾2摇橡胶衬里

橡胶衬里是指在由金属或其它基体构成的管道或设备内部敷设具有耐摩擦、耐高温、耐腐蚀等功能的橡胶材料作为保护层,形成连续、封闭性隔离层,利用自身的化学惰性或物理隔绝以保护管道或设备的本体不受外界恶劣化学或物理环境的影响而产生材料疲劳、变形、腐蚀等缺陷,并以此延长管道或设备的使用寿命,起到保护的作用。橡胶衬里相对于其它的防腐处理方法具有很多优点,比如高度的化学稳定性和较低的渗透性,噪音小,经济性好,设备结构简单,产品品类多等。橡胶衬里技术已应用在管道、脱硫设备和化工容器等领域。

1摇橡胶衬里

1郾1摇橡摇胶

橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两类。天然橡胶是以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的高分子化合物,具有高弹性、高强度、高伸长率和耐磨性等特点,被广泛应用于航天、国防军

*

2摇橡胶衬里在管道中的应用

摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

基金项目:上海市青浦区产学研合作发展资金项目(项目编号:青产学研2017-32)。作者简介:程广来(1958-),男,工程师,主要从事橡胶防腐衬里材料的研究。

彭高桥(19-),男,高级工程师,主要从事橡胶防腐衬里材料的研究。

摇24广摇州摇化摇工2018年2月

管道的用途是输送固液混合物、液体或气体,具有运行成本低的突出优点,是目前应用最为广泛的流体传送方式。但是金属材料制成的管道在输送酸、碱、盐及其溶液,富含各类腐蚀性化学物质的工业废水,含有硫化氢,二氧化碳,溶解盐的石油时,这些流体均会对管道造成腐蚀作用,导致管壁变薄甚至穿孔,或形成金属氧化物使该处的力学强度显著下降[1],因此管道运输系统中多使用橡胶衬里进行防腐蚀保护和耐磨保护。

表2摇橡胶及其他材料对水蒸汽的渗透性

Table2摇Thewatervaporpermeabilityofrubberandothermaterials

材料

矿物薄片填充乙烯基酯(VE)

乙烯基酯树脂聚酯(UP)溴化丁基橡胶(BIIR)渗透系数/(ng·cm-1·h-1·Torr-1)38益(100埘)71益(160埘)

2郾17郾014郾04郾04郾615郾032郾09郾0表Table1摇衬胶直通管道的直径和最大长度之间的关系the1摇maximumTherelationshiplengthofbetweenlinerthediameterand

最大长度straight/mpipes

直径/mmHG/T25

14879-1:EN

2005

20677-2013

322郾0郾0298-2007

NACESP403郾5-5-504郾01郾-5郾01郾0-

80

65

5郾02郾51郾-02郾0-8125

100-2郾00-3006郾-03郾3郾0

6郾-0

500

--012

-衬胶直通管道的直径和最大长度之间的关系如表1所示。我国的管道衬胶技术标准水平还有待提高,不过值得称赞的是2005,上海双浦橡胶防腐衬里有限公司已能够满足求标准和NACESP0298-2007EN14879-1:2007,施工过程质量控制和产品质量已达到或超过标准对管道直径和长度的要工、电力和NACE0298-2007、水处理和食品等行业标注的要求(如图,1并广泛应用于矿山EN14879-4:所示)。

、化Fig郾1摇图Examples1摇管道衬胶在实际中的应用

ofliningrubberappliedinpipe

3摇橡胶衬里在脱硫设备中的应用

目前国内脱硫工艺主要是石灰石-石膏湿法工艺,该工艺的核心是吸收塔,吸收塔的运行状态对整个装置的运行状态和脱硫效率起了决定性作用[2]和耐磨耐温性的橡胶衬里材料,在吸收塔内部必须配置耐腐蚀性。

如表2所示,丁基类橡胶对水蒸汽的渗透系数比聚酯和乙烯基酯树脂等材料低[3]腐蚀介质、腐蚀特性和腐蚀环境的不同。根据烟气脱硫装置中不同部位所接触,特定部位所需的橡胶衬里品种也不同,综合多种因素考虑,烟气脱硫装置可使用两类材料,一是乙烯基鳞片胶泥,二是丁基橡胶(主要为包括丁基橡胶、氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶)。

氯化丁基橡胶(CIIR)5郾012郾0氯丁二烯橡胶(CR)

44郾0

94

氯丁橡胶衬里在烟气脱硫装置中的应用最早可追溯到20

世纪80年代,该技术曾在日本使用,但目前已全部改用乙烯基鳞片技术。国内大多引自德国技术,倾向于在吸收塔和出口烟道内表面使用橡胶衬里,早期曾使用氯丁橡胶作为衬里材料,但效果欠佳,目前广泛使用丁基橡胶衬里、氯化丁基橡胶衬里和溴化丁基橡胶衬里。

4摇橡胶衬里在化工容器中的应用

张庆虎[4]发明了一种室温自硫化丁基橡胶衬里,他以丁基橡胶为主要原料,添加炭黑作为补强剂,再添加适量硫酸钡,树脂,硫黄,硫化促进剂和硬脂酸。该方法解决了丁基橡胶衬里的室温硫化技术和与基材的粘合技术,并且所制备的丁基橡胶衬里表面光洁[5]、均匀致密。

沈青等发明了一种低温硫化丁基橡胶板,适用于现场施工的大型钢制或砼制容器的内衬防腐施工。他以丁基橡胶为主要原料,添加适量半补强炭黑、热烈法炭黑、润滑剂、石蜡油、树脂、硫磺和硫化促进剂。其特点是采用低温长时间硫化的方式,制成橡胶板后将其施用于容器内,在常压条件下通入饱和蒸汽,并升温至50~65益,保温20~28h,然后再通入更多蒸汽升温至90~100益,并保温45~55h完成硫化反应。

5摇其它方面的进展和应用

Fig郾2摇图2摇The某核电项目冷凝器衬胶低压低温本体硫化实例

lininglow-temperatureofcondenserandinalow-pressurenuclearpowervulcanizedplant

rubber

彭高桥等[6]发明了热水硫化衬里硬橡胶技术,解决了大型非罐体设备衬硬质橡胶后硫化难题,可在90~99(下转第益的热水中

71页)

第46卷第3期

谢磊,等:针对室内PM2郾5净化的光触媒喷雾剂研究

摇71

3摇结摇论

可见光响应光触媒喷雾剂,在最优条件下,对室内环境中PM2郾5的去除率在180min时可以超过70%。本光触媒喷雾剂中的主要成分是由喷涂溶液和光触媒I-TiO2粉末两者组成的。具有可见光活性的光触媒I-TiO2粉末和纳米级电气石粉可以起到直接的净化作用;喷涂溶液中的聚乙二醇能够起到均一分散作用,丙三醇可以增加喷涂剂的渗透性并提高耐水性作用;而丙二醇丁醚则可以起到促进连续均匀薄膜形成的作用。

参考文献

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蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥

(上接第24页)

硫化,天然橡胶的粘结强度达12MPa,同时该粘合剂还可在低温低压下实现本体硫化,粘合强度达13MPa,该技术尤其适用于超大型设备,并且硫化程度充分,避免了衬里表面水泡的出现。图2为某核电项目冷凝器衬胶低压低温本体硫化实例,冷凝器水室宽度6m,衬天然硬橡胶,硫化压力0郾03~0郾07MPa,硫化温度105~115益。

6摇结摇语

橡胶衬里技术已经被广泛应用于防腐蚀领域,但是该技术也面临着诸多不足,比如衬里的脱落与老化问题;此外,目前防腐橡胶衬里大多数只能在100益以下使用;一些耐高温的橡胶,例如氟橡胶、硅橡胶等因为胶片和粘结等工艺技术问题,在防腐衬里行业几乎还没有得到应用。因此橡胶衬里技术还有很大的进步空间,值得我们不断去探索。

参考文献

图3摇涉及饮用水、食品及电气安全方面橡胶衬里的应用实例Fig郾3摇Examplesofliningrubberappliedindrinkingwater,

foodandelectricalsafetymanufacturingindustry

如图3所示,上海双浦橡胶防腐衬里有限公司的一些橡胶衬里产品通过了美国NSF涉水产品检测和美国FDA涉食品检测,并通过与一些公司合作,在上海生产制造了涉及饮用水、食品及电气安全方面橡胶衬里,最后成功销售到世界各地。

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