滚塑防腐技术及其在氯碱工业的应用

1、氯碱工业第11期No.111999年11月Nov.,1999Chlor-AlkaliIndustry滚塑防腐技术及其在氯碱工业的应用戴洪斌周宗祥(沈阳化工股份有限公司,沈阳110026)(浙江衢州化工防腐设备厂,衢州324002)摘要介绍了滚塑发展史、原理、成型特点及在氯碱工业的应用。关键词滚塑防腐氯碱工业Rollingmouldinganticorrosiveitsapplicationin(,110026)Zongxiang(ZhejiangChemicalIndustryAnticorrosiveEquipmentPlant,Quzhou,324002)AbstractThedevelo

2、pmenthistory,principle,characterandapplicationinthechlor-alkaliindustryofrollingmouldingtechniqueareintroduced.Keywordsrollingmoulding,anticorrosion,chlor-alkaliindustry滚塑(又称旋转成型、浇铸成型),是一种热塑性塑料成型方式,它是在制糖工业中加工动物型巧克力糖块的基础上发展起来的。它利用粉状或糊状物料注入模内,通过对模具的加热和纵横向的滚动旋转,使物料借助自身的重力和离心力作用均匀地布置在模具内腔并且熔融,待冷却脱模而得到塑料

3、制品。最初,用聚氯乙烯凝胶生产玩具、皮球、瓶罐等小型制品,近年在大型制品上也有较多的应用。现在,塑料工业主要用各种粉末树脂生产各种中空容器。滚塑防腐技术是利用滚塑成型设备和工艺技术,将处理过的金属设备作为模具,在设备的内表面或外表面搪衬一层整体无缝的塑料层,以达到防腐目的。塑料工业中,滚塑成型是取代以往注射,吹塑成型所无法制造的大型、超大型半封闭或全封闭的空心无缝容器(罐、槽)的最理想、最经济、最有效的方法。此技术起源于本世纪40年代,前期由于适合这种加工方法的树脂相对较少,因此发展速度缓慢,50年代末,随着粉末聚乙烯的发展,情况有了很大的变化,尤1、2其是近10年,国外更是以惊人的速度发展。

4、在用于化工、石化、冶金、制药、造纸、印染、环保、电力、食品等行业,并且取得显著的经济效益和社会效益。滚塑防腐正受到防腐行业的重视,正受到越来越多用户的青睐。1滚塑防腐技术的特点111滚塑防腐技术的原理滚塑防腐技术的基本原理:把需滚衬的设备作为模具放到滚台上,然后边加热边旋转,到一定温度时,把冷塑料粉放到设备上,塑料粉开始熔融呈半流动态,开始涂覆在设备上,当粉末全部熔融之后,继续旋转,直到产品冷却。旋转过程中,物料借助自身重力和离心力均匀地粘附在设备上。由于滚塑的转速不高,设备比较简单,产品几乎无内应力,不易发生变形、凹陷等缺点。112滚塑防腐产品所用的原料滚塑成型所用的原料应具有两种性能:一是

5、流动性好,以便使熔体能平稳地流入模腔的各个角落,获得壁厚均匀的制品;二是热稳定性好,以防原料受热分解。塑料工业中,滚塑制品中采用的原料有二类:一类是常用的热塑性树脂,如PE树脂、PVC凝胶、聚脂、聚碳酸脂、PA6、PA11、PA12等。另一类为工程塑料如ABS、PU、缩醛、交联聚脂、PPS等。但目前所用的原料90%仍为聚乙烯。国内滚塑防腐所用的原料均为线性低密度聚乙烯(LLDPE),且多为从国外国内滚塑成型技术及其制品仅处于开发和研制阶段。4而把滚塑成型技术运用到防腐只是这几年的事3、,国内滚塑防腐是从90年代发展起来的,并且取得了6一些专利5、。它和传统的防腐技术如衬胶,塑料衬里和玻璃钢衬里

6、等相比具有许多优点,因而现已广泛第11期戴洪斌等:滚塑防腐技术及其在氯碱工业的应用1999年11月41进口的。把LLDPE、少量的添加剂等配比混合,经粉碎机粉碎过80100目筛备用。113滚塑防腐产品的工艺过程图1是防腐产品的工艺过程方框图用于负压,点焊金属网格(或>800的设备)基体制做热(反复多次)却品(化学工业在具体应用时,可参考耐腐蚀数据手册出版社,1988年)。116LLPDE滚塑防腐衬里主要技术特性LLPDE滚塑防腐衬里主要技术特性见表1。表1LLPDE滚塑防腐衬里主要技术特性项目密度/(g/cm3)使用温度/厚度/mm结合力/Nm-1拉伸强度/测试方法ASTMD1505指标

7、0.920.96-60100484.68×105>9.50>13.201.93×1043×105ASTMG1277(GB121485)ASTMB57179(GB527085)(G(GB1843)ASTMD267(用火花器或针孔仪)图1防腐产品工艺过程方框图/114滚塑防腐产品的种类,所需投资的设备多,出、注射的塑料制品如管材、板材进行二次加工。而滚塑防腐产品则直接把粉末放到基体上加热旋转成型,因而产品无接缝,钢塑结合力强。它克服了传统衬塑产品的基体与塑层结合不好,存在水分和空气,法兰翻边处易破裂等缺陷。滚塑防腐产品主要分防腐管道(含直管和管配件)和防腐

8、设备,最近还研制成功滚塑防腐隔膜阀7117滚塑防腐与其它塑料涂层成型法比较表2是滚塑防腐与其它塑料涂层成型法比较表。表2滚塑防腐与其它塑料涂层成型法比较项目设备投资原料品种厚度涂层均匀性滚塑25万沸腾床10万(含静电、干、湿法)火焰喷型20万4万喷涂说明少8mm好较多2mm不好小工件不行多0.5mm好受加热炉限制不行。防腐管道:规格为DN10-DN350,推荐长度L30DN。对DN25以下的小规格防腐管道,用滚塑成型相当容易,但用衬胶等方法却很难做出合格的产品。防腐设备:含塔节、容器、贮罐、槽车、搅拌桨、电解槽盖、泵壳、叶轮等。衬里设备滚塑前应吹干、除锈、除污,焊缝处的焊瘤和焊渣等也应清除干净

9、,拐角处打磨成圆弧过渡。根据滚合的能力,可对大型设备一次整体成型。如浙江衢州化工防腐设备厂为用户加工过8台100150m3的大型滚塑防腐设备,沈阳化工集团防腐设备厂具有对20t以下的设备滚塑防腐加工能力。115滚塑防腐产品的耐蚀性能适用范围大小设备现场施工不行根据生产能力投资可多可少目前滚塑防腐较多仅限于LLDPE,涂层厚度1.5mm原料不同不一定局限于此滚塑涂层不好最均匀大面积火焰喷大小塑有待实践检验滚塑应与火焰可喷塑结合滚塑防腐在工业生产中成功用于强腐蚀性介质,其它3种方法,尤其是喷涂法和火焰喷塑法近年发展也很快,如静电喷涂PPS、F46和环氧粉末等,火焰喷涂PE、环氧粉末等。2滚塑防腐技

10、术在氯碱工业的应用氯碱工业中所用的原料、中间产品和成品如原盐、碱液、氯气、盐酸、硫酸等都是腐蚀性很强的介质,这是其它化工生产无法相比的。纵观我国氯碱工业70多年的发展历史,可以看出,防腐技术的进步推动了它的发展。例如,橡胶衬里、石墨设备,玻璃钢技术、PVC塑料加工以及钛材的应用等防腐技术都是首先在氯碱工业中应用的,这些技术解决了设备、管道因腐蚀造成的泄漏,使得氯碱工业规模化生产成为可能。但这些技术远远满足不了氯碱工业生产的需要,随着离子膜等先进生产工艺的应用,对设备的防腐提出更高的要求。现把近年滚塑防腐技术在氯碱工业应用的实例叙述如下。211电解槽盖由于目前滚塑防腐产品所用的原料主要是以LLD

11、PE为主,因而其产品的耐蚀性具有PE塑料的耐蚀性。它在室温下除浓硝酸外,对各种无机酸、碱、盐、有机介质等均较稳定。在80对40%的硝酸、36%浓盐酸、60%硫酸及40%的碱液均稳定。尤其是对氢氟酸的作用特别稳定。但超过50时,一些脂肪酸,芳香烃和卤代烃,苯等有机介质能使它溶胀。氯42碱工业1999年第11期电解槽盖使用介质为食盐水(315g/L)、湿氯气、次氯酸、15%碱液,使用温度为90105。电解槽盖防腐过去曾用铸石、PVC和PP衬里。现主要是橡胶衬里、整体玻璃钢等方法,有的企业正在试用钛衬里,如沈阳化工股份有限公司等利用电解槽的旧垫板钛材做为衬里。衬2层橡胶衬里的槽盖平均使用寿命23年,

12、国内多数氯碱企业以此法为主,整体玻璃钢、钛衬里等防腐方法使用的并不多。沈阳化工股份有限公司在1992年试用2台滚塑LLDPE衬里槽盖,使用寿命达4年。国内大规模应用滚塑电解槽盖的主要是巨化集团的电化厂,使用寿命达45年,目前该厂使用这种槽盖已有200多台,212,10-9级。过去沈化输送纯盐酸的管道为钢衬玻璃管道,盐水管道为衬低Ca、Mg橡胶,淡盐水管道为进口的CPVC+FRP管道。现已用滚塑管道更换了DN80的钢衬玻璃管道300多米,淡盐水管道改为钢衬四氟管道,使用效果很好。但钢衬四氟管道造价太高,浙江善高化学工业公司已把滚塑设备应用于装纯盐酸2200mm×8000mm,4台的容器

13、。213跑氯塔的除雾器、贮碱槽、次氯酸钠贮槽和计量槽及电石法制备氯乙烯的净化系统中应用。从上可以看出滚塑防腐技术在盐酸,次氯酸和湿氯气等介质中应用效果很好,可取代衬胶,R-PVC和部分搪玻璃等防腐设备,是衬胶、衬塑(PVC、PE、PP)等传统防腐技术的换代产品。随着滚塑防腐产品的扩大应用,可以预见它会取代现衬胶的氯气大管、酸性淡盐水管道等,并且可能用于离子膜生产中须进口的CPVC+FRP的阳极分配台,阳极液分离罐以及精制盐水衬低Ca、Mg橡胶螯合树脂塔等关键设备。3结语、方便、成本低、,因而它。但滚塑防腐所用的LLDPE,此原料还依赖进口,并且高温时它耐有机介质和强氧化性介质性能差,因而限制了

14、它的应用。也有人尝试过滚塑其它原料,但未见有成功的报道和应用实例。对滚塑防腐理论研究开展的似乎不多,如旋转方式和快慢,加热温度、原料颗粒的大小等对产品的影响,还没有理论测定的数据。笔者认为如果能研制成功适合于滚塑防腐加工的其它耐蚀工程塑料如氯化聚醚(P.O.),过氯化聚氯乙烯(CPVC),聚苯硫醚(PPS)等,必将给防腐工程带来一次重大的革命。参考文献1唐丽明,徐定宇1塑料加工应用,1997(1):352RJCrawford,IntroductiontoRotationalMoulding,RotationalMouldingofPlastic,1993跑氯塔主要是用于防止氯气意外事故发生,过

15、去曾用过碳钢刷防腐涂料和软聚氯乙烯、橡胶衬里等方法,但效果不太理想。现一般采用R-PVC+FRP。武汉葛化工业集团公司已把滚塑成功地应用于跑氯8塔。214在其它方面的应用前景9据报道,滚塑防腐设备已在氯气干燥系统中3王塘,徐爱阳1腐蚀与防护,1996,17(2):684吴边成1塑料,1994(12):155CN922397306CN861051307CN9521074148刘明高1化工防腐,1996(1):539翁子懋1化工设备与防腐,1998(3):2创新是PVC工业持续发展的关键据欧洲化学新闻报道,目前所有PVC生产公司都认识到,为了下一世纪的生存发展,PVC工业需要进行改革整顿。目前,欧洲PVC市场已饱和,只有创新才能使工业发达国家未来的PVC工业有所发展。据预测,在本世纪末,世界PVC年平均增长率为410%,但增长势头转向亚太、拉美和东欧等发展中地区。在此情况下,主要PVC生产厂进行技术创新和整顿是使该工业部门顺利渡过目前阶段所必须做的。为改进PVC生产的经济性,已开发出多项新技术,在催化剂和添加剂领域的进展尤其令人鼓舞。新的乙烷制氯乙烯单体技术有希望降低VCM的生产成本。由于PVC工业正处在过渡阶段,PVC生