新型防腐材料在混合離子交換床中應(yīng)用

黃啟明 王巖

【摘要】 一套除鹽水裝置2003年開始建設(shè)，2004年投入運(yùn)行，該裝置混床已投入使用10年以上，按照混床內(nèi)部防腐使用的常規(guī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，10-15年橡膠防腐內(nèi)襯出現(xiàn)失效情況。2017年11月4#混床在運(yùn)行過程中，罐體出現(xiàn)泄漏，打開發(fā)現(xiàn)部分橡膠內(nèi)襯防腐已出現(xiàn)龜裂，起皮現(xiàn)象，經(jīng)與相關(guān)單位協(xié)商，一種新型材料可以對此情況修復(fù)。

【關(guān)鍵詞】混床 ?橡膠防腐內(nèi)襯 ?新型防腐材料

一、離子交換床

（一）離子交換床的作用

在除鹽水生產(chǎn)工藝中，混合離子交換床是水與離子交換樹脂反應(yīng)的容器，也是酸、堿再生離子交換樹脂的容器。其中離子方程式如下：

R-H+Na+ ? ?R-Na+H+ ? ? ? ? ? ? ?（1）

R-H+Na+ ? ?R-Na+H+ ? ? ? ? ? ? ?（2）

通過以上反應(yīng)式可以看出，在離子交換床再生過程中需要用到強(qiáng)堿、強(qiáng)酸處理離子交換樹脂，因此離子交換床的內(nèi)襯防腐對于設(shè)備的長期運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。

（二）離子交換床常用襯里

（1）橡膠襯里。橡膠襯里是指在由金屬或其它基體構(gòu)成的管道或設(shè)備內(nèi)表面以及接觸介質(zhì)的外表面粘貼一層或多層具有耐摩擦、耐高溫、耐腐蝕等功能的橡膠材料作為保護(hù)層， 形成連續(xù)、封閉性隔離層， 利用自身的化學(xué)惰性或物理隔絕以保護(hù)管道或設(shè)備的本體不受外界惡劣化學(xué)或物理環(huán)境的影響而產(chǎn)生材料疲勞、變形、腐蝕等缺陷， 并以此延長管道或設(shè)備的使用壽命， 起到保護(hù)的作用。

（2）玻璃鋼襯里。使用玻璃鋼粘貼在金屬設(shè)備表面上，利用玻璃鋼的化學(xué)惰性保護(hù)設(shè)備本體，延長設(shè)備使用壽命，達(dá)到保護(hù)設(shè)備本體的目的。

（3）新型納米涂層。使用新型的XH-NM納米涂層材料，是以耐腐蝕納米材料為主要物質(zhì).鱗片狀的納米材料為骨料和助劑組成的涂料。鱗片很薄，能在涂層中重疊、平鋪、定向排列，成型后使涂層結(jié)構(gòu)恰似魚鱗一樣，層層覆蓋，又如層層盔甲，形成致密防護(hù)層。納米材料防腐機(jī)理和普通涂料防腐機(jī)理見圖1。

二、 XH-NM納米材料的特點(diǎn)

XH-NM耐磨高分子復(fù)合材料，具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性及抗腐蝕介質(zhì)滲透性、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度及性能、優(yōu)異的基材附著力、高耐溫性、耐熱沖擊性、低熱膨脹系數(shù)、高電熱絕緣性、高抗老化性、高使用壽命及優(yōu)異的施工及維修便捷性等特點(diǎn)，可代替襯膠、襯塑、襯聚脲、鱗片膠泥、花崗巖、耐酸瓷磚、耐酸水泥、呋喃、乙烯基及環(huán)氧樹脂手糊玻璃鋼等傳統(tǒng)工藝，并適用于高低溫環(huán)境場所。

（一）機(jī)械性能

三、XH-NM納米材料的應(yīng)用

（一） XH-NM納米材料防腐涂層制作

（1）基材處理：全面打磨，清除基面焊渣、焊瘤及飛濺物;設(shè)備陰陽角、焊縫、尖角銳邊、管件接口等打磨平整或圓弧平滑過渡;噴砂除銹Sa2.5級或打磨至St3級;清掃及吸塵，建議采用稀釋劑或清潔劑整體擦拭一遍，清除殘留油污及砂粒;處理后表面應(yīng)清潔干燥，無灰塵、油污及其它化學(xué)介質(zhì);噴砂除銹、清掃除塵及第一道底涂施工應(yīng)在1-8小時(shí)內(nèi)完成，以免基材返銹及重復(fù)污染。

（2）底涂施工：涂抹XH-NM耐磨高分子復(fù)合材料底涂兩道;標(biāo)準(zhǔn)用量2.2kg/m2×2道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復(fù)涂間隔：3小時(shí);本底涂可以與金屬基材形成化學(xué)鍵聯(lián)，對金屬基材粘附能力極強(qiáng);基材若有凹坑、裂痕、孔洞等缺陷，可于底涂施工后，使用本底涂及石英粉按1：2調(diào)配成膩?zhàn)舆M(jìn)行修補(bǔ)，膩?zhàn)幽糖绊氂孟♂寗┑哪ㄆ交虼袒蟊砻娲蚰テ秸?/p>

（3）面涂施工：涂抹XH-NM耐磨高分子材料面涂三道;標(biāo)準(zhǔn)用量2.2kg/m2×3道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復(fù)涂間隔：3小時(shí);本面涂具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性及納米級抗腐蝕介質(zhì)滲透性，絕大程度上解決因返銹而導(dǎo)致襯層剝離、脫落、溶脹及開裂等問題。

（4）密封涂層施工：涂抹新型XH-NM耐磨高分子材料密封涂層兩道;標(biāo)準(zhǔn)用量2.5kg/m2×2道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復(fù)涂間隔：由于密封涂層優(yōu)異的密封特性，不建議多道施工。

（5）施工條件。①溫度5℃-40℃，且基材表面溫度高于露點(diǎn)3℃以上，相對濕度85%以下;②潮濕表面、返潮天氣、大風(fēng)天、現(xiàn)場灰塵過大時(shí)禁止涂裝作業(yè);③良好的通風(fēng)、照明、配電及安全防護(hù)條件，嚴(yán)禁煙火。

四、 XH-NM納米材料應(yīng)用

動力車間一套除鹽水4#混床內(nèi)部防腐橡膠失效，一處損壞導(dǎo)致整個罐體內(nèi)的橡膠防腐損壞，現(xiàn)場重新制作橡膠內(nèi)襯施工難度大，車間利用有XH-NM納米材料對罐內(nèi)防腐重新制作，整個修復(fù)成本6.5萬元，與相同設(shè)備再次使用橡膠防腐節(jié)省4萬多元，而且此納米材料在設(shè)備管接接縫處可以完整的與設(shè)備粘合，不存在橡膠襯里與設(shè)備內(nèi)部管件粘合不緊密的情況。

五、結(jié)論

XH-NM納米材料具有抗?jié)B性、抗腐蝕性、耐磨性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，殘余應(yīng)力小.施工特性好，易修補(bǔ)，造價(jià)低等特點(diǎn)，對離子交換床防腐效果較好，適合裝置現(xiàn)場施工。