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1 前言
我廠氯堿生產裝置能力為隔膜堿200ｋｔ/ａ、離子膜堿20ｋｔ/ａ。電解食鹽水制堿工藝的過程中,裝置接觸到的幾乎都是高溫、強酸、強堿、氯氣等腐蝕性很強的介質。腐蝕是制約生產安全、高效運行的一大因素。針對腐蝕的環境情況,采用相應的防腐蝕措施,對生產裝置進行保護,對于安全生產顯得尤為重要。作為氯堿電解的主要設備電解槽,我廠曾采用鋼襯天然耐腐蝕硬橡膠的防腐蝕措施,可是襯里層在80—100℃干濕氯氣以及堿液、氫氣等腐蝕介質下,往往在較短時間內就因腐蝕原因而遭到破壞,必須進行維修更換,使用周期一般為1—2年。為了提高電解槽的耐腐蝕能力,增長使用周期,我廠也曾對電解槽采用襯自硫化丁基橡膠、噴塑等防腐蝕措施,但效果不是太明顯。當然采用鈦電解槽效果較好,但是成本高,一旦發生腐蝕穿孔,維修難度大,對焊接技術要求高。為此我廠不斷應用防腐蝕新技術,積極推廣耐腐蝕非金屬材料。
從技術角度考慮,對于電解槽的腐蝕與防護,電解槽內防腐蝕層應采用耐腐蝕性能*佳的材料,但從經濟上來考慮,材質的選擇*終應兼顧材料的耐腐蝕性能、機械性能以及經濟因素。眾所周知,玻璃鋼因其本身的優良性能,已成為現代氯堿工業防腐蝕材料中使用*多、*廣泛的防腐蝕材料。它被廣泛應用于與氯氣、鹽水、堿液、鹽酸以及廢酸、廢水等介質接觸的設備和管道上。本研究在進行新型防腐蝕設計的基礎上,采用乙烯基酯樹脂和玻璃磷片制作耐腐蝕玻璃鋼,實現對電解槽的防腐蝕處理,取得了良好的應用效果。
2 電解槽腐蝕破壞原因分析
電解槽在氯堿工業隔膜電解系統中與許多腐蝕介質接觸,常見的腐蝕性介質有:高溫氯化鈉溶液、高溫(100℃左右)濕氯氣、含氯堿液和高溫飽和氯的水蒸汽等,它還受到電解過程中雜散電流的腐蝕。電解槽陽極室產生的高溫濕氯氣帶有大量的水蒸汽,氯氣水解將生成腐蝕性很強的鹽酸和氧化性很強的次氯酸。生成的次氯酸又可分解,釋放出新生態氧。這些介質的化學性質非常活潑,除金屬鈦材外,大部分金屬和非金屬材料在這種環境下都將遭受嚴重的腐蝕。我廠原防腐蝕措施為鋼襯天然硬橡膠,其耐溫范圍為0—80℃,低于腐蝕環境溫度,而且天然硬橡膠不耐次氯酸腐蝕,襯里層在汽 液環境中很易遭受腐蝕破壞,造成金屬殼體腐蝕穿孔而失效。
3 電解槽防腐蝕玻璃鋼的設計與制作
3.1 選材
針對電解槽腐蝕環境的特點,電解槽采用整體玻璃鋼(ＦＲＰ)。其中,樹脂采用ＭＦＥ 3型乙烯基酯不飽和聚酯樹脂(華昌聚合物有限公司產品),增強材料采用中堿玻璃纖維布、短切氈、表面氈、玻璃鱗片及適當的輔料,采用優良的施工工藝將它們復合制作成整體玻璃鋼(ＦＲＰ)防腐蝕構造。
乙烯基酯不飽和聚酯樹脂又稱為乙烯基酯樹脂、丙烯酸類聚酯樹脂或環氧丙烯酸聚酯樹脂,是上世紀六十年代末開發的一種超耐腐蝕樹脂,八十年代已在許多領域中逐步取代了雙酚Ａ型不飽和聚酯樹脂。目前,國內外玻璃鋼制作采用的多為乙烯基酯樹脂。乙烯基酯樹脂除具有酯密度低而耐腐蝕性好以及具有環氧樹脂的粘結和不飽和樹脂的加工工藝性能外,由于乙烯基酯樹脂分子中羥基的存在,提高了樹脂對玻璃纖維的浸潤性,具有更優良的施工工藝性。乙烯基酯樹脂種類較多,根據乙烯基樹脂類型以及生產工藝條件,我們選擇對氯氣耐腐蝕性好、耐溫性高的ＭＦＥ 3型乙烯基不飽和聚酯樹脂。ＭＦＥ 3型乙烯基不飽和聚酯樹脂的質量及性能指標分別見表1和表2。
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