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當(dāng)前世界化工行業(yè)防腐材料發(fā)展動向

2011-04-12 閱讀:1962
  

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對化工產(chǎn)品的需求不斷增加,越來越多生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行超出設(shè)計(jì)能力,因而目前對全球的化工企業(yè)而言,防止工藝設(shè)備因受到腐蝕發(fā)生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認(rèn)為,材料保護(hù)和防腐措施是降低維護(hù)費(fèi)用和使工廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。

  近年來化工領(lǐng)域工程建設(shè)的競爭日益激烈,為了降低投標(biāo)價格,中標(biāo)單位對于防腐措施,如使用優(yōu)質(zhì)合金、表面處理技術(shù)、防腐劑(包括涂層)、陰極保護(hù)和在線腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)等的重視程度明顯不夠,這在發(fā)展中國家表現(xiàn)得尤為突出。

  目前化工行業(yè)對新的和現(xiàn)有的工業(yè)構(gòu)件進(jìn)行防護(hù)和保護(hù)的要求越來越高,人們對涂料和防腐技術(shù)的需求增長迅速。但防腐行業(yè)分工很細(xì),從事這個行業(yè)生產(chǎn)的公司眾多,產(chǎn)品的銷售也千差萬別。目前,全球生產(chǎn)防護(hù)涂料的主要公司有杜邦、巴斯夫、阿克蘇.諾貝爾和ICI等。

  有機(jī)聚合物是防腐涂料家族中的主要產(chǎn)品之一,為了滿足日益嚴(yán)格的要求,這種涂料的性能不斷得到改善。如殼牌集團(tuán)的Carilon系列的酯族聚酮 聚合物,可以作為金屬管道和容器的防腐底漆;美國的Ausimont公司開發(fā)出一種新型全氟化材料,可在醫(yī)藥工業(yè)上作為大型儲罐和高壓容器的底漆,既可防 止儲罐和容器的內(nèi)部發(fā)生腐蝕,而且不與礦物酸、堿、氧化劑和容器發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不會與關(guān)鍵的醫(yī)藥成分發(fā)生反應(yīng)。

  另外,由英國Aocit集團(tuán)開發(fā)的一種新型熱塑性涂料可用于保護(hù)鋼鐵設(shè)備在腐蝕性環(huán)境中不被腐蝕,其涂層可以保護(hù)運(yùn)行中的設(shè)備,也可以保護(hù)仃產(chǎn) 封存的設(shè)備,尤其適合用于保護(hù)法蘭內(nèi)部和其它一些形狀較為特殊的裝置。據(jù)生產(chǎn)廠家稱,此種涂料比其他涂料更容易去除銹斑,比塑料的法蘭保護(hù)罩用途更為廣 泛,并可以大幅度地降低海洋石油平臺的防腐成本。

  與此同時,美國Eurotech公司計(jì)劃商業(yè)化推出一種新型的聚氨酯,可用在抗開裂的復(fù)合材料、化學(xué)防腐劑和密封劑上。據(jù)說,這種新材料比常規(guī) 的聚氨酯具有更好的耐化學(xué)腐蝕性能,而且生產(chǎn)也更加安全,因?yàn)樗皇怯糜卸镜漠惽杷狨ツ阁w生產(chǎn)的。而是采用環(huán)狀碳酸酯等制成的,且這種新型聚氨酯的成本完 全可以和常規(guī)的聚氨酯競爭。

  在根據(jù)化學(xué)流程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為“低溫”狀態(tài)下(例如400度以下)的各種防腐應(yīng)用場合,耐高溫塑料起著越來越重要的作用。各種含氟聚合物,特別是 聚四氟乙烯(PTFE),實(shí)際上可以抵抗任何化學(xué)品的腐蝕。當(dāng)用玻璃纖維和石墨纖維增強(qiáng)后,聚四氟乙烯甚至可以耐500度以上的高溫。但是,當(dāng)用作抗壓密 封墊、閥門密封圈和閥座時,聚四氟乙烯和其他含氟聚合物有著致命的弱點(diǎn),即低溫流動等問題。能防止低溫流動的一種熱塑性塑料是PEEK,它雖然不如含氟聚 合物那樣耐化學(xué)腐蝕,但它是與之性能最為接近的一種材料。另外,環(huán)氧樹脂也可以提供廣泛的抗腐性能,特別是在海洋和有氯的環(huán)境中。

具有更佳的抗腐性能和強(qiáng)度的新材料近年來不斷涌入市場。如用于管道和熱交換器的不銹鋼,用釩增強(qiáng)的制造反應(yīng)器的材料,高溫下使用的高強(qiáng)度鋼等。生產(chǎn)這些材料時可能會有特殊要求,以確保它們的不同使用場合的耐腐蝕性能,而這些特殊要求往往是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上所沒有的。
在 過去幾十年里,含鉻量高的合金被證明無論是在還原還是氧化環(huán)境中性能都很好,加進(jìn)了能耐腐蝕的元素后,使其更適合在苛刻的大氣和溶液中使用。含鉻量高的耐 熱鐵合金,可用于制造大口徑的厚壁電站鍋爐管道。與此同時,研究人員正在集中精力開發(fā)新材料和在化工流程工業(yè)方面的應(yīng)用。日本研究和開發(fā)中心與日本多家企 業(yè)正在合作開發(fā)一種性能超過現(xiàn)有材料的超級金屬?,F(xiàn)有的適用鐵合金的晶粒直徑在10-100微米之間,科研人員正在努力將晶粒直徑縮小到1微米以下,并提 高其強(qiáng)度、韌性,使其具有更好的耐腐性能。

  應(yīng)用于高腐蝕介質(zhì),如濃鹽酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氯化有機(jī)化合物和酸性金屬氯化物水溶液的化工設(shè)備,只有少數(shù)材料可以制造,而在金屬材料中,因制造成本原因排除了貴金屬后,只有高熔點(diǎn)金屬鈦能勝任這一工作。

  由于表面能形成極為穩(wěn)定的五氧化鈦層,鈦對許多氧化物質(zhì)和還原物質(zhì)具有極好的耐腐蝕性,只有氫氟酸和氟離子才能侵蝕鈦材料。因此,幾乎所有類型 的化工設(shè)備和部件,如容器、管道、閥門、攪拌器等都可以用鈦材料制造。不過由于相同環(huán)境下的傳熱不同,熱交換器更易受到腐蝕因此用鈦材料制成熱交換器,更 能體現(xiàn)其性能的優(yōu)越。一般由于重量和成本的原因,用鈦材料制造的部件壁厚都非常薄,這也使得鈦材料設(shè)備的傳熱性能良好,換熱表面積大大減小,裝置結(jié)構(gòu)可更 加緊湊。另外,鈦材料的延展性好,易于冷卻成型制成各種部件,同時,鈦材料制件的強(qiáng)度高,比塑料制件可以承受更高的操作壓力。鈦的熔點(diǎn)為3000度,在此 條件下,會與其他金屬形成易脆化的化合物。因而鈦材料設(shè)備的質(zhì)量還與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和制造技術(shù)有很大關(guān)系。

  另外,表面處理是金屬材料提高抗腐蝕性能的另一種有效辦法。在不銹鋼表面涂敷銀基纖焊合金,可以提高其強(qiáng)度并使其具有良好的抗腐蝕和抗氧化性 能。這類技術(shù)已經(jīng)用于熱交換器等的生產(chǎn),現(xiàn)在正在評估應(yīng)用于鋁和陶瓷方面的情況。美國微等離子公司開發(fā)出一種可用于鋁合金的被稱為微等離子工藝(MPP) 斷電化學(xué)微電弧氧化工藝,可以形成一層厚的涂層,能耐腐蝕、耐磨損、耐熱,并且有絕緣性能。MPP工藝也可以用于鋼鐵的表面保護(hù)。目前正在進(jìn)行研究,進(jìn)一 步應(yīng)用于鈦和鎂上。

  總體上看,充分利用現(xiàn)有的防腐技術(shù),選用合適的防腐材料,不僅可使生產(chǎn)過程更安全可靠,還可有效地降低管理成本和維護(hù)費(fèi)用。而如何生產(chǎn)出更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的防腐材料,提高裝置的防腐效果,仍將是本世紀(jì)工程和科研人員為之努力的方向。

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