氯鹼行業中玻璃鋼裝置製造工藝說明

2022-09-24 12:27:03 字數 5184 閱讀 3743

氯鹼行業是腐蝕性很強的行業,製造其裝置所用材料要耐燒鹼、氨水、鹽酸、反洗鹽水、次氯酸鈉等腐蝕性介質的腐蝕。正確選擇耐其腐蝕材料上控制腐蝕、延長使用壽命先決條件,同時也是一項艱鉅任務,我們廠對歷年來為氯鹼行業所製作的裝置進行分析總結,了解生產工藝和介質對裝置的要求,通過對樹脂種類和牌號的選擇,加上適宜成型工藝,本著先進、適用、經濟的原則,為客戶生產出耐腐蝕的玻璃鋼製品。

一、 氯鹼行業生產裝置中的玻璃鋼的應用

1、 鹽水精製工段:

原鹽溶解後的粗鹽水中含有ca2+、mg2+、so42-、fe3+等雜質不能直接用於電解槽,並且控制精製玻璃鋼裝置ca2+、mg2+、fe3+離子的析出控制其含量。

所有玻璃鋼裝置的製造就針對其控制要求,在製造過程中內襯防腐層採用雙襯、聚酯纖維製作增強材料,低ca2+、mg2+樹脂作機體材料進行增強玻璃鋼製品,一般採用樹脂型別為乙烯基酯。

2、 電解工段

鹽水電解由於存在著氯化鈉的溶液,溼氯氣、氨水以及淡鹽水、次氯酸等腐蝕性介質,對生產裝置中的裝置、管路的材質選擇提出了教高要求。

在此工段所採用的玻璃鋼裝置有:氯氣水封槽、捕集器、氯水儲槽,氯氣洗滌塔、水霧分離器、高純鹽酸貯槽、鹽酸貯槽等,除分離器採用pvc/frp結構,其他可採用frp結構。

3、 氯氣處理工段

氯氣處理的工藝流程大致包括氯氣冷卻,乾燥脫水,淨化和壓縮輸送幾個部分,其主要的腐蝕性介質為溼氯氣、氨水和稀硫酸,在此工段中玻璃鋼裝置有:脫氯塔、填料乾燥塔、氯氣吸收塔(也稱泡罩乾燥塔)等,一般採用pvc/frp結構。

4、 氯氣及廢水處理工段:

電解工程開停車時產生的低純度氯氣以及事故處理氯氣及各工序產生的廢氯氣、鹽酸氣等均在此工段處理,採用低濃度鹼吸收,生成次氯酸鈉溶液,此溶液在不穩定時腐蝕性極強,原來一般採用pvc作內襯層,frp作加強層的結構型式,我廠最新採用國外進口乙烯基酯樹脂採用全frp結構。

5、 在以上各工段中與裝置配套並滿足工藝流程的管道可採用pvc/frp結構的產品。

針對以上玻璃鋼產品在氯鹼行業中的應用,我公司對每種裝置的選材、設計、製造、檢驗等各工序嚴格按照國家iso9001國際質量體系的質量控制標準,從原材料進廠檢驗、產品設計、生產製造、質量檢驗、售後服務等各控制程式嚴格要求,生產出符合使用者使用要求和質量要求的高質量產品。

二、 關於原材料的選擇:

在化學工業飛速發展的今天,又湧現出很多效能良好乙烯基樹脂,並且能夠代替很多pvc作為內襯的裝置。

玻璃鋼學名是玻璃纖維增強塑料,由基體材料—樹脂和增強材料—纖維復合而成。

基體材料—樹脂多為合成樹脂,在氯鹼行業應用最多的是乙烯基酯,國內生產企業有上海新華樹脂廠生產的3201、3302,華東理工大學研製生產的mfe型依稀基酯mfe-2,效能與美國dow化學公司derakane411,日本的ripoxy型牌號相近,是一種綜合性能優良的耐腐蝕樹脂,熱變型溫度達100℃,mfe-2(a)除保留mfe-2樹脂效能外,其耐鹼性更突出,w2-1酚醛環氧型乙烯基樹脂,其結構與效能相當於美國dow化學公司derakane-470樹脂。具有優良的耐蝕性,並能耐部分溶劑及氧化性介質,其熱變形溫度達120℃。

金陵帝斯曼樹脂****的atlac382樹脂,具有優良耐腐蝕性能,對鹽水、陰極電解液、溼氯氣能耐100℃。另外palatala410-901適用範圍較廣,具有高的機械強度,耐熱降解以及耐化學的效能,主要是用於聚氯乙烯(pvc)與玻璃鋼(frp)之間的粘接劑,經過我廠委託武漢工業大學所做的剪下強度試驗,試驗結果達到75kg/cm.

國外大型跨國公司大力開拓中國市場,採取合資或獨資、**商等經營方式,生產並提供了國際品牌的合成樹脂產品,例如:日本昭和在上海的昭和高分子****,其產品有ripoxyr及h系列,都屬乙烯基型,其中r-806ex熱變形為110-115℃。

上緯企業股份****在上海有:上緯(上海)精細化工****,其中sw901,在100℃以下,能抵抗大部分的酸,鹼及鹽溶液之侵蝕,sw907除具備高的熱變形溫度(146-150)外,更具備以下特性:對於氧化性酸或含氯(化物)溶液,展現出的優異之抗性,具有良好的耐溶劑性,還有其他sw系樹脂。

美國陶氏即dow化學公司derakane510c、411、470等樹脂,是有良好的耐蝕性能及耐高溫效能,熱變形溫度達120°c以上。

關於pvc及pvc/frp裝置的pvc部分,其板材應符合gb/t4454-96。管材符合gb/t4219-96。選用保碩集團的化工用硬聚氯乙烯產品。

三製造工藝及控制要點

玻璃鋼裝置其產品結構為層合結構,大致分三層:

即:內襯層、結構層(增強層)和防老化層。

1、 內襯層的耐腐蝕層主要起防腐蝕作用,是富樹脂層,樹脂含量在92%以上,基體材料的選擇應針對裝置及管道所處工況條件而定。其增強材料針對裝置及管道要求低ca2-、mg2- 等應選用聚酯類表面氈。並且做成雙襯層,起到雙保險作用,這樣可以有效防止增強材料及基體材料中ca2+、mg2+離子的析出。

2、 內襯層的防滲層(次內層),基體材料同上,增強材料選用浙江巨石集團的無鹼無捻噴射紗,此層的樹脂含量在75-80%。

3、 結構層:此層是主要的承載層,保證產品具有足夠的強度、剛度和穩定性。採用一高三多(高強力、多切點、多角度、多層次)交叉纏繞自動成型方式,嚴格按照設計檔案進行製作。

控制好纏繞角度。對於立式容器及臥式容器採用不同的纏繞角度。以保證裝置在環向及軸向上的強度得到合理分配。

採用的基體材料一般為間苯型樹脂例如:1629#樹脂,增強材料選用浙江巨石集團的無鹼無捻纏繞紗。該公司97年1月通過中國商檢質量認證中心的iso-9001質量認證。

間苯1629#樹脂與無鹼紗很好的復合,其強度更高。

4、 防老化層:此層是防止裝置老化的防護層,起到延長裝置使用壽命的作用。

其工藝過程:在膠衣樹脂中加入石蠟苯乙烯溶液及紫外線吸收劑,外防護樹脂固化後,石蠟析出有效隔絕氧與基體材料的氧化反反應,紫外線吸收劑可以將紫外光轉變成熱能或次輻射,這樣起到防護作用,延長裝置的使用壽命。另外還可以加入阻燃劑、或採用阻燃樹脂,其氧指數達36以上,完全達到使用者的防火要求。

管口的裝配:在容器進行管口裝配前,選擇基準點進行開孔,其選擇的原則對於立式容器及塔器,以底平面為基準點,這樣使用者在配接工藝管時不致錯位。

對於pvc/frp結構的裝置,其結構為pvc內襯,過渡層(粘接層)、加強層、外防護層,其加強層與外防護層與全frp的機構類似。主要是pvc內襯層及過渡層,其製造工藝過程如下:

pvc部分採用符合標準的化工用硬pvc板材及管材,其焊接採用熱風焊,焊縫結構應均勻密實,無燒焦現象,其製造及驗收執行《聚氯乙烯塑料制裝置技術條件》cd130a18-85。

筒體及封頭內外表面焊縫修平,對於塔器的塔節兩端法蘭與塔體焊好後對其密封而進行二次加工,在裝置焊接完畢,用100%電火花檢查焊縫,合格後進行粘接層的製作,先除去pvc裝置表面的油汙,然後用打磨機將表面打成糜面,均勻塗上表面處理劑及粘接劑(即採用a410-901樹脂),鋪復短切氈完全浸透,根據裝置規格型號可鋪設1-2層,其控制點也是此層的粘合。

關於塔器涉及的內件如柵板的平整性,安裝後的平面度保證公差為+2mm,噴淋管安裝時平面度公差為+3mm,其它配件應符合圖紙要求。

帶裙座的塔器裝置,在塔體製造完成(既纏繞加強層製造完畢)後,測其下部與裙座粘接位置的外徑再進行裙座、裙體與底墊的焊接,注意的一點裝置上與裙座相干涉的接管和法蘭,待裝置與裙座安裝完後再進行焊接加強。

結合氯鹼行業特點進行的工藝改進:

1、 貯槽類,氯鹼行業中電解槽及純鹽酸槽在以往製作時內襯防腐層樹脂採用雙酚a型3301樹脂,經過一段時間的使用,有的廠家發現所盛裝的鹽酸顏色變黃,便於我廠**此問題,經過我公司與樹脂**商研討,認為樹脂本身不存在質量問題,製造是符合要求的,可能是選材問題,為此,內襯防護樹脂改用乙烯基樹脂,因其具有良好的耐腐蝕性及化學穩定性,經過幾年的使用,證明採用乙烯基樹脂所製造的裝置盛裝介質未發生變化,並要求低ca2-、mg2+等離子的裝置,在裝置製作完畢後還要進行後處理,其處理辦法:先用洗滌劑清洗,然後用請水清洗。再用80℃的熱水沖洗兩遍,曬乾後測試應達到cod要求值。

立式貯罐在製作加強層時控制纏繞紗角度為60℃,這樣加強的環向強度比軸向強度大,並且筒體的壁厚隨所受壓力的(主要是靜液壓)的增大而增厚,呈現階梯狀分布。在裝配管口時公徑直徑小於dn50的要加4塊筋板,對於出料口採用變徑法蘭形式。這樣與槽體的粘接強度及其本身強度更高。

2、 現場纏繞大型貯罐,我公司在引進義大利現場纏繞裝置及技術的基礎上進行了改進,引進的現場工藝是微機控制環向纏繞,無交叉纏繞控制程式,因為當時國內原材料質量與國外原材料存在一定差距,致使其工藝製作的裝置加強層經過使用一段時間後出現環向裂紋,在化工行業中比較突出。為此在環向纏繞控制程式的基礎上進行了改進,設計並製造出具有環向及交叉纏繞程式的現場製造裝置。根據現場貯槽的使用工曠條件,進行產品設計及工藝設計,在現場施工過程中採用環向與交叉交替進行的自動纏繞成型方式。

為產品提供了環向強度及軸向強度,現場貯槽具有了較高的機械強度和穩定性。

3、 塔器類:

塔器類傳統的設計一般為 pvc/frp復合結構,因為pvc耐酸、氯氣等介質的腐蝕,尤其是乾燥塔,泡罩塔。隨著現代化學工業迅速發展,部分塔器pvc內襯可用乙烯基酯樹脂代替。目前生產的氯起洗滌塔及氯氣事故處理塔,內襯防腐層可選用上海理工大學的w2-1,或陶氏化學公司的d411、d470,這樣內襯層與結構層到外保護層使用同類材料,避免了由於不同類材料熱膨脹係數不同而造成介面剝離現象,並且w2-1或d411、d470比pvc耐熱性能好。

塔器的法蘭連線以前對法蘭面不進行加工,只是靠加後墊片來進行密封,但是經過一段時間的使用,由於墊片較厚,氣體的侵蝕速度較快,造成墊片的鬆軟,在結合面間隙較大處就容易洩漏,為此我公司對所有的塔器筒提法蘭進行結合面的機加工,保證兩法蘭結合面間隙最小,壓實墊片結合緊密。

對pvc/frp復合結構的乾燥塔,在焊接完畢除用電火花100檢查焊接縫處,在整體組裝完畢後還要進行氣密性負壓實驗。

所有塔器及受壓容器加強層的製作,在做完內襯後,進行噴射及環向纏繞工藝,然後在做交叉纏繞層,這樣避免了由於內襯外表面不平、旋轉環偏差、纏繞張力不均而直接交叉纏繞所帶來層間應力的不均衡。

4、 管道類:

內襯防腐層及法蘭連線表面都要做成雙層結構,並且選材與連線裝置一致,並且管體防護層外部還要用聚脂薄膜拋光,對與氯鹼行業氯氣的管體表面的侵蝕多了一層保護。

經過我公司對工藝的不斷改進,不斷完善使製造出的裝置更具完美,一些工藝技術得到意方的讚嘆,我們技術水平達到國際標準。

裝置製造完畢進行檢驗階段,參照《聚氯乙烯塑料制裝置技術條件》cd130a18-85及《纖維增強塑料貯罐》jc/t587-1995標準進行裝置及管道的質量檢驗。經過檢驗合格後進行包裝發運。塔器要用鞍式支托固定後裝車,這樣防止運輸途中塔器受顛簸造成損傷,出現質量問題。

綜上所述,我廠在氯鹼行業所生產的裝置使用的材料是全新的,質量是一流的,願我們的陳述能給貴公司以啟發。

我廠奉行「質量第一,誠信為本」的宗旨,完全有能力為貴公司提供優質高效的玻璃鋼裝置,並歡迎貴公司派員來我廠考察,並進行技術交流,願我們緊握友誼之手,合作成功。

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