logo好方法网

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺

技术摘要:
本发明公开了一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺,属于脱硫管道防腐的领域,解决了脱硫管道耐腐蚀性差、力学性能不佳的技术问题。衬里层包括底漆层、玄武岩鳞片胶泥层和面漆层,所述玄武岩鳞片胶泥包含以下重量份的原料:树脂16~18份,玄武岩鳞片4~6份,填料2~3份  全部
背景技术:
脱硫管道是冶炼厂硫酸车间的一段主工艺管道,位于净化工序的电陈雾器和干燥 工序的干燥塔之间。其作用是将经过净化工序净化的熔炼车间的铜冶炼烟气(主要含SO2) 输送到干燥工序,经浓硫酸脱水干燥,再送往转化器反应转化为SO3。 随着玻璃鳞片在管道内层作为防腐涂层的逐渐使用,腐蚀现象得到进一步改善。 授权公告号为CN  106479327  B的发明专利公开了一种乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥涂料,其 中鳞片胶泥配方为:乙烯基酯树脂98.0,气相二氧化硅1.0-3.0,触变稳定剂1.0-2.0,低收 缩剂1.0-10.0,偶联剂0.5-1.5,促进剂B为0.5-2.0,消泡剂0.5-1.0,色浆1.0-4.0,20目玻 璃鳞片50.0,80目玻璃鳞片5.0,120目玻璃鳞片5.0,800目云母粉10.0,90%的过氧化氢异 丙苯1.0-4.0,该发明将玻璃鳞片用于防腐涂料中,具有较好的防腐效果。 目前,玻璃鳞片作为脱硫管道主要的耐腐蚀层被化工生产行业广泛研究与应用, 但是,将上述的胶泥用于鳞片烟道中时,由于脱硫管道内含有较多的腐蚀性气体,使得其使 用环境恶劣,因此将玻璃鳞片用于脱硫管道中时,常发现有脱硫管道腐蚀后穿孔的现象,严 重时多达上百处修补点,严重影响生产效率。除此以外,将上述的玻璃鳞片作为脱硫管道主 要的耐腐蚀层用于化工生产行业时,大型工业生产中用到的脱硫管道,会由于大型机器机 械振动而传递振波,特别是与机器连接处的脱硫管道,当胶泥层的拉伸强度和弯曲强度不 高时,会因无数次循环振动后在胶泥层处出现裂纹或微裂纹,易使得胶泥层脱落,脱硫管道 的耐腐蚀性能下降。
技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种耐腐蚀性脱硫管道 衬里层,其具有耐腐蚀性能佳、拉伸强度和弯曲强度高的优点。 本发明的第二个目的在于提供一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,其具有 通过对底漆层、面漆层以及胶泥层的处理和依次涂覆的工艺方法,使得制备得到的衬里层 具有较好的耐腐蚀以及较佳的拉伸强度和弯曲强度的优点。 为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:所述脱硫管道衬里层包括 自脱硫管道内表面向管道内部依次涂覆的底漆层、玄武岩鳞片胶泥层和面漆层,所述玄武 岩鳞片胶泥包含以下重量份的原料: 树脂16~18份, 玄武岩鳞片4~6份, 填料2~3份, 添加剂3~4份; 4 CN 111574947 A 说 明 书 2/14 页 其中,其中,所述填料包括SiO2颗粒和炭黑,所述添加剂包括固化速度调节剂、硅烷表 面处理剂和粘度调节剂;所述底漆为乙烯基底漆,所述面漆为乙烯基面漆;所述玄武岩鳞片 在玄武岩鳞片胶泥中的排列方式为上下交错、平行排列。 通过采用上述技术方案,本发明以树脂为主要成膜剂,以玄武岩鳞片为骨料,再添 加填料(SiO2颗粒和炭黑)和添加剂(固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂)后形 成复合型树脂胶泥。将上述的玄武岩鳞片引入树脂之后,它能降低成膜剂的收缩率,消除胶 泥层与底材之间的内部应力,抑制龟裂、剥落、提高粘结力,具有良好的抗冲击性;同时,玄 武岩鳞片在玄武岩鳞片胶泥中上下交错、平行排列的排列方式产生“迷宫效应”,增长酸、碱 等小分子进入玄武岩鳞片胶泥内部并最终进入管道表面的距离,从而增强玄武岩鳞片胶泥 的耐腐蚀性能。因为玄武岩鳞片是无机材料,树脂为有机材料,为了使得玄武岩鳞片和树脂 的粘合性更好,硅烷表面处理剂的添加加强了玄武岩鳞片和树脂之间的相互作用力,而固 化速度调节剂的添加加快树脂的固化速度,粘度调节剂的添加使得胶泥粘度增加,粘度增 加后有两方面的优势,首先粘度调节剂的添加使得胶泥内的树脂分子间的粘合力更强、胶 泥内填料和有机原料间的粘合性更强;其次使得制备得到的胶泥和在用于管道防腐层的时 候和管道的粘性更强,不易脱落。填料中以SiO2颗粒作为增强剂,同时填补原料之间的空 隙,由于SiO2颗粒具有小尺寸效应和大的比表面积,同时其表面含有很多硅羟基,SiO2颗粒 间可以通过氢键和范德华力的作用形成网络结构,使得玄武岩鳞片的内部结构更加紧密, 耐腐蚀性能增强,拉伸强度和弯曲强度也相对较高。而炭黑的粒径较小(低至5nm),能够弥 补玄武岩鳞片胶泥内的大颗粒(SiO2颗粒以及玄武岩鳞片)间的间隙,是一种较好的补强材 料;同时在本发明中作为一种增稠剂,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥的稠度更佳。而上述 的乙烯基面漆和乙烯基底漆。采用上述的底漆和面漆,二者与玄武岩鳞片胶泥之间的粘合 性更好,同时与待涂覆的管道之间的粘合作用更好,涂覆得到的衬里层表面光滑、不易划 伤,使得制备得到的衬里层的耐腐蚀性能高;同时乙烯基面漆和底漆的固化收缩率低、耐热 解性能好,成本较低。 进一步地,所述SiO2颗粒和炭黑的质量比为1~2:1。 通过采用上述技术方案,SiO2颗粒的粒度和炭黑相比较大,粒度较小的炭黑会进 入SiO2颗粒的微观空隙中,进一步增强最终胶泥产品的力学性能。若是SiO2颗粒的用量过 多,首先是SiO2颗粒间的微观孔隙无法充分地被填补,降低最终产品的致密性,从而减弱了 胶泥产品对酸碱腐蚀物的阻隔作用,拉伸强度和弯曲强度也相对降低;同时炭黑的增稠效 果减弱,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥的较为松软,力学强度不够。SiO2颗粒的用量过少 也会导致树脂中的填料含量减少,要达到一定的产品防腐性能,树脂的用量要增加,使得玄 武岩鳞片胶泥的制备成本增加。因此在上述的原料配比下,彼此之间的性能相互促进,使得 最终的玄武岩鳞片胶泥的耐酸碱腐蚀和拉伸强度、弯曲强度更高。 进一步地,所述填料还包括云母粉,所述SiO2颗粒和云母粉的质量比为0.5~1.5: 2。 进一步地,所述云母粉的粒度不大于2μm,所述SiO2颗粒粒度为20~25μm;所述玄 武岩鳞片的厚度为2~4μm,粒径为170~300μm。 通过采用上述技术方案,云母粉作为一种非金属矿物,含有多种成分,其中主要有 SiO2,含量一般在49%左右,Al2O3含量在30%左右。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、 5 CN 111574947 A 说 明 书 3/14 页 耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性;云母粉的粒度相对于SiO2颗粒来说更小,而一般 是粒径越小,比表面积越大,补强效果越好,硬度越高,SiO2颗粒和云母粉共同作为增强材 料,粒度较小的云母粉进入粒度较大的SiO2颗粒之间的间隙,填补其空隙,在减少了制备得 到的玄武岩鳞片胶泥的微观孔隙的同时,增强了制备得到的玄武岩鳞片胶泥的力学性能和 耐磨耐腐蚀的性能。而玄武岩鳞片、SiO2颗粒、云母粉和炭黑的粒度范围依次减小(玄武岩 鳞片为170~300μm,SiO2颗粒为20~25μm,云母粉的粒度不大于2μm,炭黑的粒度低至5nm), 这四种无机原料将树脂中的空间逐级填满,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥结构密实,耐 酸碱腐蚀的能力增强,拉伸强度和弯曲强度也有所增加。 进一步地,所述固化速度调节剂为对羟基苯磺酸,所述硅烷表面处理剂为γ-缩水 甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述粘度调节剂为亚乙基双硬脂酸酰胺;所述对羟基苯磺酸、 γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1~2:1:1.5~3。 通过采用上述技术方案,通过固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂的 添加,首先,硅烷表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,其能够很好的将有机 的树脂和无机的填料(SiO2颗粒和云母粉)以及有机的树脂和无机的玄武岩鳞片偶联在一 起,使得彼此之间的粘合性更强,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥对酸碱腐蚀物质的隔离 阻碍作用力更强,耐酸碱性更强。而亚乙基双硬脂酸酰胺作为一种粘度调节剂,不仅对原料 粘度进行调节,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥和底漆、面漆之间的粘合性更好,胶泥层和 底漆层、胶泥层和面漆层之间不易出现分层的现象;同时对填料(SiO2颗粒、炭黑和云母粉) 来说具有一定的分散作用,使得填料在原料搅拌的过程中具有较好的分散均匀性,进一步 促使SiO2颗粒、炭黑和云母粉更好地将玄武岩鳞片胶泥的微观孔隙填充,使得玄武岩鳞片 胶泥的更加密实,因此对酸碱等腐蚀物的阻碍作用更强,拉伸强度和弯曲强度也更佳;也玄 武岩鳞片的分散稳定性也进一步提高,避免出现玄武岩鳞片的沉降现象。 进一步地,所述树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂或三官能团环氧树脂,所述双酚A 型不饱和聚酯树脂的粘度为0.4~0.6Pa·s,酸值为14~36mg  KOH/g,胶凝时间为12~ 25min;所述三官能团环氧树脂的环氧当量为0.96/100g,粘度为1700Pa·s。 通过采用上述技术方案,由于玄武岩鳞片是玄武岩纯天然产物,具有优异的耐腐 蚀性能,与上述的树脂形成胶泥,具有优异的耐腐蚀性能和良好的力学性能。 为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种耐腐蚀性脱硫管道衬 里层的施工工艺,所述工艺包括以下步骤: S1对脱硫管道内壁进行喷砂获抛丸处理,等级要求Sa2.5或手工除锈达St3级标准,表 面白色即可; S2底漆熟化:底漆熟化温度为24~26℃,熟化时间为28~31min; S3底漆喷涂:将底漆均匀喷涂在内壁上,自然干燥2h±3min; S4玄武岩鳞片胶泥熟化:熟化温度为42~44℃,熟化时间为19~21min; S5玄武岩鳞片胶泥喷涂:将玄武岩鳞片胶泥均匀喷涂在底漆层表面上,自然干燥4h± 3min; S6将玄武岩鳞片胶泥层机械打磨至光滑; S7面漆熟化:面漆熟化温度为24~26℃,熟化时间为28~31min; S8面漆喷涂:将面漆均匀喷涂在玄武岩鳞片胶泥层上,自然干燥2h±3min。 6 CN 111574947 A 说 明 书 4/14 页 通过采用上述技术方案,采用上述的涂覆工艺,使得最终得到的衬里层具有表面 光滑、和管道的黏附性好以及不易划伤的优势。 进一步地,所述玄武岩鳞片胶泥的制备方法包括以下步骤: (1)加入鳞片、填料及添加剂,机械搅拌均匀; (2)将树脂等分为三等份后,分三次添加至步骤(1)的混合物中,每次添加树脂后都搅 拌至均匀; (3)抽真空或机械振荡的方法,排出原料搅拌时引入的气泡; (4)密封状态下静置1.5~2.5h即可。 通过采用上述技术方案,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥致密,具有较高的耐腐 蚀性能和力学性能。 综上所述,本发明具有以下有益效果: 第一、本发明以树脂为主要成膜剂,以玄武岩鳞片为骨料,再添加填料和添加剂后形成 复合型树脂胶泥。由于玄武岩具有出色的抗压抗折条件性能、耐磨耐腐蚀性能、吸水率低等 特性,将玄武岩鳞片引入树脂之后,降低了成膜剂的收缩率,消除胶泥层与底材之间的内部 应力,抑制龟裂、剥落、提高粘结力,有良好的抗冲击性。而添加剂和调料的添加进一步促进 了二者之间的粘合性,提高了玄武岩鳞片胶泥的最终产品性能,使得最终的玄武岩鳞片胶 泥的力学性能和耐腐蚀性能更佳。 第二、本发明添加剂选择为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、亚乙基双硬脂酸 酰胺和对羟基苯磺酸,其有效调节固化过程的同时使得原料之间的粘合性更强;亚乙基双 硬脂酸酰胺的添加实现对胶泥粘度的调节,同时对填料的分散作用,使得填料在原料搅拌 的过程中具有较好的分散均匀性,并且防止玄武岩鳞片在胶泥中的沉降,进一步加强了最 终产品的耐腐蚀性能和力学性能。 第三、本发明制备得到的衬里层具有较好的耐腐蚀性能和力学性能。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏