堿行業(yè)中玻璃鋼設備制造工藝說明

1、堿行業(yè)中玻璃鋼設備制造工藝說明氯堿行業(yè)是腐蝕性很強的行業(yè)，制造其設備所用材料要耐燒堿、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，同時也是一項艱巨任務，我們廠對歷年來為氯堿行業(yè)所制作的設備進行分析總結，了解生產(chǎn)工藝和介質對設備的要求，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(jīng)濟的原則，為客戶生產(chǎn)出耐腐蝕的玻璃鋼制品。一、氯堿行業(yè)生產(chǎn)裝置中的玻璃鋼的應用鹽水精制工段：原鹽溶解后的粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+SO42-Fe3+等雜質不能直接用于電解槽，并且控制精制玻璃鋼設備Ca2+、Mg2+Fe3+離子的析出控制其

2、含量。所有玻璃鋼設備的制造就針對其控制要求，在制造過程中內(nèi)襯防腐層采用雙襯、聚酯纖維制作增強材料，低Ca2+、Mg2+樹脂作機體材料進行增強玻璃鋼制品，一般采用樹脂類型為乙烯基酯。電解工段鹽水電解由于存在著氯化鈉的溶液，濕氯氣、氨水以及淡鹽水、次氯酸等腐蝕性介質，對生產(chǎn)裝置中的設備、管路的材質選擇提出了教高要求。在此工段所采用的玻璃鋼設備有：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，除分離器采用PVC/FRP吉構，其他可采用FRP結構。氯氣處理工段氯氣處理的工藝流程大致包括氯氣冷卻，干燥脫水，凈化和壓縮輸送幾個部分，其主要的腐蝕性介質為濕氯氣、氨水和稀硫酸

3、，在此工段中玻璃鋼設備有：脫氯塔、填料干燥塔、氯氣吸收塔（也稱泡罩干燥塔）等，一般采用PVC/FRP結構。氯氣及廢水處理工段：電解工程開停車時產(chǎn)生的低純度氯氣以及事故處理氯氣及各工序產(chǎn)生的廢氯氣、鹽酸氣等均在此工段處理，采用低濃度堿吸收，生成次氯酸鈉溶液，此溶液在不穩(wěn)定時腐蝕性極強，原來一般采用PVC作內(nèi)襯層，F(xiàn)RP作加強層的結構型式，我廠最新采用國外進口乙烯基酯樹脂采用全FRP結構。PVC/FRP結構的產(chǎn)在以上各工段中與設備配套并滿足工藝流程的管道可采用品。針對以上玻璃鋼產(chǎn)品在氯堿行業(yè)中的應用，我公司對每種設備的選材、設計、制造、檢驗等各工序嚴格按照國家IS09001國際質量體系的質量控制標

4、準，從原材料進廠檢驗、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造、質量檢驗、售后服務等各控制程序嚴格要求，生產(chǎn)出符合用戶使用要求和質量要求的高質量產(chǎn)品。二、關于原材料的選擇：在化學工業(yè)飛速發(fā)展的今天，又涌現(xiàn)出很多性能良好乙烯基樹脂，并且能夠代替很多PVC作為內(nèi)襯的設備。玻璃鋼學名是玻璃纖維增強塑料，由基體材料一樹脂和增強材料一纖維復合而成?；w材料一樹脂多為合成樹脂，在氯堿行業(yè)應用最多的是乙烯基酯，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)有上海新華樹脂廠生產(chǎn)的3201、3302，華東理工大學研制生產(chǎn)的MFE型依稀基酯MFE-2,性能與美國DOW化學公司Derakane411,日本的Ripoxy型牌號相近，是一種綜合性能優(yōu)良的耐腐蝕樹脂，熱變型溫

5、度達100C,MFE-2（A）除保留MFE-2樹脂性能外，其耐堿性更突出，W2-1酚醛環(huán)氧型乙烯基樹脂，其結構與性能相當于美國DOW化學公司Derakane-470樹脂。具有優(yōu)良的耐蝕性，并能耐部分溶劑及氧化性介質，其熱變形溫度達120C。金陵帝斯曼樹脂有限公司的Atlac382樹脂，具有優(yōu)良耐腐蝕性能，對鹽水、陰極電解液、濕氯氣能耐100C。另外PalatalA410-901適用范圍較廣，具有高的機械強度，耐熱降解以及耐化學的性能，主要是用于聚氯乙烯（PVC與玻璃鋼（FRP之間的粘接劑，經(jīng)過我廠委托武漢工業(yè)大學所做的剪切強度試驗，試驗結果達到75Kg/cm.國外大型跨國公司大力開拓中國市場，

6、采取合資或獨資、代理商等經(jīng)營方式，生產(chǎn)并提供了國際品牌的合成樹脂產(chǎn)品，例如：日本昭和在上海的昭和高分子有限公司，其產(chǎn)品有RipoxyR及H系列，都屬乙烯基型，其中R-806EX熱變形為110-115C。上緯企業(yè)股份有限公司在上海有：上緯（上海）精細化工有限公司，其中SW901在100C以下，能抵抗大部分的酸，堿及鹽溶液之侵蝕，SW907除具備高的熱變形溫度（146-150）外，更具備以下特性：對于氧化性酸或含氯（化物）溶液，展現(xiàn)出的優(yōu)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，是有良好的耐蝕性關于PVC及PVC/FR

7、P設備的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(chǎn)品。三、制造工藝及控制要點玻璃鋼設備其產(chǎn)品結構為層合結構，大致分三層：即：內(nèi)襯層、結構層（增強層）和防老化層。內(nèi)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%上，基體材料的選擇應針對設備及管道所處工況條件而定。其增強材料針對設備及管道要求低Ca2-、Mg2-等應選用聚酯類表面氈。并且做成雙襯層，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。內(nèi)襯層的防滲層（次內(nèi)層），基體材料同上，增強材料選用浙江巨石集團的無堿無捻噴射紗，此層的

8、樹脂含量在75-80%。結構層：此層是主要的承載層，保證產(chǎn)品具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。采用一高三多（高強力、多切點、多角度、多層次）交叉纏繞自動成型方式，嚴格按照設計文件進行制作?？刂坪美p繞角度。對于立式容器及臥式容器采用不同的纏繞角度。以保證設備在環(huán)向及軸向上的強度得到合理分配。采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堿無捻纏繞紗。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#樹脂與無堿紗很好的復合，其強度更高。防老化層：此層是防止設備老化的防護層，起到延長設備使用壽命的作用。其工藝過程：在膠衣樹脂中加入石蠟苯乙

9、烯溶液及紫外線吸收劑，外防護樹脂固化后，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，延長設備的使用壽命。另外還可以加入阻燃劑、或采用阻燃樹脂，其氧指數(shù)達36以上，完全達到用戶的防火要求。管口的裝配：在容器進行管口裝配前，選擇基準點進行開孔，其選擇的原則對于立式容器及塔器，以底平面為基準點，這樣用戶在配接工藝管時不致錯位。對于PVC/FRP結構的設備，其結構為PVC內(nèi)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(nèi)襯層及過渡層，其制造工藝過程如下：PVC部分采用符合標準的化工用硬PVC板材及

10、管材，其焊接采用熱風焊，焊縫結構應均勻密實，無燒焦現(xiàn)象，其制造及驗收執(zhí)行聚氯乙烯塑料制設備技術條件CD130A18-85筒體及封頭內(nèi)外表面焊縫修平，對于塔器的塔節(jié)兩端法蘭與塔體焊好后對其密封而進行二次加工，在設備焊接完畢，用100%電火花檢查焊縫，合格后進行粘接層的制作，先除去PVC設備表面的油污，然后用打磨機將表面打成糜面，均勻涂上表面處理劑及粘接劑（即采用A410-901樹脂），鋪復短切氈完全浸透，根據(jù)設備規(guī)格型號可鋪設1-2層，其控制點也是此層的粘合。關于塔器涉及的內(nèi)件如柵板的平整性，安裝后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。帶裙座的塔器設備

11、，在塔體制造完成（既纏繞加強層制造完畢）后，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，注意的一點設備上與裙座相干涉的接管和法蘭，待設備與裙座安裝完后再進行焊接加強。結合氯堿行業(yè)特點進行的工藝改進：貯槽類氯堿行業(yè)中電解槽及純鹽酸槽在以往制作時內(nèi)襯防腐層樹脂采用雙酚A型3301樹脂，經(jīng)過一段時間的使用，有的廠家發(fā)現(xiàn)所盛裝的鹽酸顏色變黃，便于我廠探討此問題，經(jīng)過我公司與樹脂供應商研討，認為樹脂本身不存在質量問題，制造是符合要求的，可能是選材問題，為此，內(nèi)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(wěn)定性，經(jīng)過幾年的使用，證明采用乙烯基樹脂所制造的設備盛裝介質未發(fā)生變化，并要

12、求低Ca2-、Mg2+等離子的設備，在設備制作完畢后還要進行后處理，其處理辦法：先用洗滌劑清洗，然后用請水清洗。再用80C的熱水沖洗兩遍，曬干后測試應達到COD要求值。立式貯罐在制作加強層時控制纏繞紗角度為60C，這樣加強的環(huán)向強度比軸向強度大，并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(xiàn)階梯狀分布。在裝配管口時公徑直徑小于DN50的要加4塊筋板，對于出料口采用變徑法蘭形式。這樣與槽體的粘接強度及其本身強度更高。現(xiàn)場纏繞大型貯罐我公司在引進意大利現(xiàn)場纏繞設備及技術的基礎上進行了改進，引進的現(xiàn)場工藝是微機控制環(huán)向纏繞，無交叉纏繞控制程序，因為當時國內(nèi)原材料質量與國外原材料存在一定

13、差距，致使其工藝制作的設備加強層經(jīng)過使用一段時間后出現(xiàn)環(huán)向裂紋，在化工行業(yè)中比較突出。為此在環(huán)向纏繞控制程序的基礎上進行了改進，設計并制造出具有環(huán)向及交叉纏繞程序的現(xiàn)場制造設備。根據(jù)現(xiàn)場貯槽的使用工曠條件，進行產(chǎn)品設計及工藝設計，在現(xiàn)場施工過程中采用環(huán)向與交叉交替進行的自動纏繞成型方式。為產(chǎn)品提供了環(huán)向強度及軸向強度，現(xiàn)場貯槽具有了較高的機械強度和穩(wěn)定性。塔器類塔器類傳統(tǒng)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，尤其是干燥塔，泡罩塔。隨著現(xiàn)代化學工業(yè)迅速發(fā)展，部分塔器PVC內(nèi)襯可用乙烯基酯樹脂代替。目前生產(chǎn)的氯起洗滌塔及氯氣事故處理塔，內(nèi)襯防腐層可選用上海理工大學的

14、W2-1，或陶氏化學公司的D411、D470,這樣內(nèi)襯層與結構層到外保護層使用同類材料，避免了由于不同類材料熱膨脹系數(shù)不同而造成界面剝離現(xiàn)象，并且W2-1或D411、D470比PVC耐熱性能好。塔器的法蘭連接以前對法蘭面不進行加工，只是靠加后墊片來進行密封，但是經(jīng)過一段時間的使用，由于墊片較厚，氣體的侵蝕速度較快，造成墊片的松軟，在結合面間隙較大處就容易泄漏，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復合結構的干燥塔，在焊接完畢除用電火花100檢查焊接縫處，在整體組裝完畢后還要進行氣密性負壓實驗。所有塔器及受壓容器加強層的制作，在做完內(nèi)襯后，進行噴射及環(huán)向纏繞工藝，然后在做交叉纏繞層，這樣避免了由于內(nèi)襯外表面不平、旋轉環(huán)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。管道類內(nèi)襯防腐層及法蘭連接表面都要做成雙層結構，并且選材與連接裝置一致，并且管體防護層外部還要用聚脂薄膜拋光，對與氯堿行業(yè)氯氣的管體表面的侵蝕多了一層保護。經(jīng)過我公司對