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1 前言
我廠(chǎng)氯堿生產(chǎn)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(guò)程中,裝置接觸到的幾乎都是高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氯氣等腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)。腐蝕是制約生產(chǎn)安全、高效運(yùn)行的一大因素。針對(duì)腐蝕的環(huán)境情況,采用相應(yīng)的防腐蝕措施,對(duì)生產(chǎn)裝置進(jìn)行保護(hù),對(duì)于安全生產(chǎn)顯得尤為重要。作為氯堿電解的主要設(shè)備電解槽,我廠(chǎng)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(zhì)下,往往在較短時(shí)間內(nèi)就因腐蝕原因而遭到破壞,必須進(jìn)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(zhǎng)使用周期,我廠(chǎng)也曾對(duì)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(dāng)然采用鈦電解槽效果較好,但是成本高,一旦發(fā)生腐蝕穿孔,維修難度大,對(duì)焊接技術(shù)要求高。為此我廠(chǎng)不斷應(yīng)用防腐蝕新技術(shù),積極推廣耐腐蝕非金屬材料。
從技術(shù)角度考慮,對(duì)于電解槽的腐蝕與防護(hù),電解槽內(nèi)防腐蝕層應(yīng)采用耐腐蝕性能*佳的材料,但從經(jīng)濟(jì)上來(lái)考慮,材質(zhì)的選擇*終應(yīng)兼顧材料的耐腐蝕性能、機(jī)械性能以及經(jīng)濟(jì)因素。眾所周知,玻璃鋼因其本身的優(yōu)良性能,已成為現(xiàn)代氯堿工業(yè)防腐蝕材料中使用*多、*廣泛的防腐蝕材料。它被廣泛應(yīng)用于與氯氣、鹽水、堿液、鹽酸以及廢酸、廢水等介質(zhì)接觸的設(shè)備和管道上。本研究在進(jìn)行新型防腐蝕設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采用乙烯基酯樹(shù)脂和玻璃磷片制作耐腐蝕玻璃鋼,實(shí)現(xiàn)對(duì)電解槽的防腐蝕處理,取得了良好的應(yīng)用效果。
2 電解槽腐蝕破壞原因分析
電解槽在氯堿工業(yè)隔膜電解系統(tǒng)中與許多腐蝕介質(zhì)接觸,常見(jiàn)的腐蝕性介質(zhì)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(guò)程中雜散電流的腐蝕。電解槽陽(yáng)極室產(chǎn)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(qiáng)的鹽酸和氧化性很強(qiáng)的次氯酸。生成的次氯酸又可分解,釋放出新生態(tài)氧。這些介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)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(huán)境下都將遭受?chē)?yán)重的腐蝕。我廠(chǎng)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(huán)境溫度,而且天然硬橡膠不耐次氯酸腐蝕,襯里層在汽 液環(huán)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(shè)計(jì)與制作
3.1 選材
針對(duì)電解槽腐蝕環(huán)境的特點(diǎn),電解槽采用整體玻璃鋼(ＦＲＰ)。其中,樹(shù)脂采用ＭＦＥ 3型乙烯基酯不飽和聚酯樹(shù)脂(華昌聚合物有限公司產(chǎn)品),增強(qiáng)材料采用中堿玻璃纖維布、短切氈、表面氈、玻璃鱗片及適當(dāng)?shù)妮o料,采用優(yōu)良的施工工藝將它們復(fù)合制作成整體玻璃鋼(ＦＲＰ)防腐蝕構(gòu)造。
乙烯基酯不飽和聚酯樹(shù)脂又稱(chēng)為乙烯基酯樹(shù)脂、丙烯酸類(lèi)聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧丙烯酸聚酯樹(shù)脂,是上世紀(jì)六十年代末開(kāi)發(fā)的一種超耐腐蝕樹(shù)脂,八十年代已在許多領(lǐng)域中逐步取代了雙酚Ａ型不飽和聚酯樹(shù)脂。目前,國(guó)內(nèi)外玻璃鋼制作采用的多為乙烯基酯樹(shù)脂。乙烯基酯樹(shù)脂除具有酯密度低而耐腐蝕性好以及具有環(huán)氧樹(shù)脂的粘結(jié)和不飽和樹(shù)脂的加工工藝性能外,由于乙烯基酯樹(shù)脂分子中羥基的存在,提高了樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維的浸潤(rùn)性,具有更優(yōu)良的施工工藝性。乙烯基酯樹(shù)脂種類(lèi)較多,根據(jù)乙烯基樹(shù)脂類(lèi)型以及生產(chǎn)工藝條件,我們選擇對(duì)氯氣耐腐蝕性好、耐溫性高的ＭＦＥ 3型乙烯基不飽和聚酯樹(shù)脂。ＭＦＥ 3型乙烯基不飽和聚酯樹(shù)脂的質(zhì)量及性能指標(biāo)分別見(jiàn)表1和表2。
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