毕业论文-化工管道防腐工艺设计

毕业论文-化工管道防腐工艺设计内容摘要：

先要对 硫酸管道 所处的环境以及 硫酸管道 输送进行调查，抓住做到对不同的状况，发挥硫酸管道 防腐的最佳方法，提高硫酸管道防腐的整体技术水平。 在酸碱管道最常见的腐蚀性介质有土壤、水、酸碱液体和大气 【 7】。 （ 1）水腐蚀性调查主要包括： ① 用于与水接触的钢的腐蚀速率的测定。 ② 根据工程测量溶解的 CO2， H2S 的实际要求， pH 值和电导率。 （ 2） 腐蚀性酸和碱碱液态水，硫化 氢，主要测定二氧化碳，水和盐，当 pH 值达到 10%，其耐蚀性是特别严重的。 每个人都知道硫酸管道技术可靠的防腐蚀保护措施的确定，管道防腐的目的是延长硫酸硫酸管道的使用寿命，提高综合经济效益。 如果采用的防腐蚀技术不够成熟，那么就会出现相反的结果。 然而，如果片面强调技术先进和忽视的经济可行性，还没有达到防腐的目的。 选用正确的硫酸管道材料 （ 1）合理设计金属结构： 浓硫酸管道内壁的选择非常重要，因此我从网络上搜索出几种适合浓硫酸管道内壁材料，长距离输送管道材料的选用浓硫酸中硫酸的生产 ，酸的输送管最常用的是铸铁管道，少量的钢材内衬含氟塑料管，更高级的是阳极保护的不锈钢管道。 ① 使用寿命长铸铁的管道，通常为 5年，但铸铁管道法兰连接，酸泄漏的隐患点，远离泵的出口在酸的长输管线，泵的启动或闭合，瞬间压力很容易脆性断裂铸铁管。 ② 浓硫酸和碳钢腐蚀的正常温度，但温度和酸流量增加的损害将加速对碳钢表面保护膜，腐蚀。 如酸和较低的温度和较低的流量，也可以用钢管冷的浓硫酸的壁厚。 ③ 虽然氟塑料热浓硫酸腐蚀性能优良，氟塑料管不耐负压，当泵启动或关闭子宫内膜剥离容易，特别是在大口径管道的使用。 如图 31为化工管道材料选用表。 张涛：化工管道防腐工艺设计 8 表 31 化工管道材料选用表 【 2】 因为本设计选取的输送原料为浓硫酸，所以选取的管道在弯头时选用陶瓷或塑料的内衬，长直输送管道选用铸铁管，泵出口输酸管线选用氟塑料内衬，外壁选用铸铁。 管线分布线路选取 关于管线分布线路，需根据实际情况，所以就 云南铜业股份有限公司硫酸分厂举例 ，经过近几年的不断改造和扩建硫酸产量大幅度提高原有的硫酸储存能力已不足需要新建储酸罐。 而新建储酸罐与硫酸装置相距约 2 km ，要求用泵从计量槽输送至储酸罐。 泵 的扬程 55 m ， 流量 150 In ／ h，酸温 50 Co (H SO )98％ ，输酸管道材质采用 DN250 铸铁管，在第一次带负荷试车过程 中，铸铁 90。 弯头法兰颈部出现炸裂 ，经过讨论 ，决定采取如下措施 ： A. 加固支架，使整条管线运行稳定 ； B. 管线布置作局部改造 ，尽量减少弯头 ； C. 管道法兰与防护罩； ； D. 在直管段较长的部位增加补偿 器，以消除管段因变形而引起 的位移量； E. 在部分因地形复杂 ，布管困难 ，造成管道弯头多，局部阻力大的地方，把铸铁管改成厚壁无缝钢管 ，且第一次试车出现炸裂 的管道也改为厚壁无缝钢管。 但进 行第 二次带负荷试车时，铸铁 90。 弯头法兰颈部还有炸裂现象 ，于是对管道材质选用作了调整：在厂区人行道上方的部分铸铁管道改为厚壁无缝钢管 ；泵出口压力比较大的一段管道上所有弯头采用冲压弯头。 铜陵学院毕业论文（设计） 9 硫酸管道防腐常用涂装体系及防腐涂装设计 硫酸管道外壁防腐蚀涂料应具备的基本条件 作为一种优异的防腐涂料必须具备下列特性 : （ 1）不能腐蚀介质溶解，也不是由腐蚀介质和腐蚀性介质的破坏和分解，产生化学反应和有害。 （ 2）透气性和渗水性要小。 硫酸管道的大气 腐蚀需要水分和氧气的作用，否则其腐蚀速度可以忽略不及。 镀锌钢的腐蚀，因此选择渗透知道作为涂层材料和屏蔽效果，提高涂层的底，使涂层达到一定厚度。 有这样一个条件经常练习，耐腐蚀，耐各种涂料，但到基板的力学性能与集中涂料配合使用经常使用不适用。 因此可以通过和腐蚀磨损性能的防腐蚀系统是非常好的。 硫酸管道外壁防腐常用涂装体系 在实际应用中，功能保护起到一种金属涂层往往不是很好，或不能满足防腐要求，美观的同时。 因此，在管道防腐涂层表面的大多数方法是由硫酸，酸管路系统常见的功能。 硫酸 H2SO4 管道管道系统 包括底漆，中间层，每一层漆，根据需要涂刷一至数次。 也有的仅仅是单层结构就同时满足不同的使用需求。 表 32 为管道外壁涂装体系。 表 32 管道外壁涂装体系 [3] 底漆选用 底漆直接与硫酸管道内壁接触，是整个保护涂层系统的非常重要的基础，主要是具有以下特征： （ 1）和和粘附性好的管道硫酸表面，使膜的分子结构通常包含一个功能组。 （ 2）引物的粘度要低，这是为基材表面润湿性好；而且溶剂的挥发不太可能有现场全时间的焊接，锈蚀的痕迹，渗透的。 张涛：化工管道防腐工艺设计 10 （ 3）能够产生和发展的组织侵蚀的，因此通常包含的防锈颜料，填充物抗渗透性的。 （ 4）因为浓硫酸腐蚀的阴极的碱性，所以基体材料涂层的应该有抗碱性。 （ 5）一般底涂填料焊料较多，除了硫酸管道防锈和硫酸管道抗渗透功能以外，还起到减少涂硫酸管道膜内应力的作用，以及使硫酸管道漆膜表面粗糙，增加与中间层和面起结力。 如图 表 、 为聚氨脂改性环氧底漆的黏性性能和底漆与热收缩带的剥离强度： 表 33 聚氨脂改性环氧底漆的黏性性能 [2] 表 33 底漆与热收缩带的剥离 强度 [2] 从表三和表四可以看出硫酸管道中适合选择 E3 的改性环氧底漆和干膜下的一号以及湿膜下的二号，四号底漆。 中间层选用 中间层的作用是是增厚提高硫酸管道屏蔽作用、硫酸管道缓冲冲击力、平整涂层表面的作用。 硫酸硫酸管道管道是最重要的中间层和底层结合良好，起到承上启下的作用。 和底涂料组合物含有溶剂的体积，主要依靠相互吸引力的底漆中间层，两层管材料硫酸碱扩散交织的基团组基础。 在整个涂层体系中底漆和面漆有时候不能够过于厚。 在防蚀涂料系统中，就为提高整个涂层的屏蔽功能，所 以厚度要求比较高 .如图 34 为中间层的分类。 铜陵学院毕业论文（设计） 11 表 34 防腐蚀涂层中间层种类 [2] 面漆选用 面漆与环境相接处和环境，因此必须耐环境化学腐蚀。 防腐蚀涂料系统一般采用 “多层异质结构，根据树脂膜的特殊性质，不管它们是否属于同一类型的。 例如，过氯乙烯漆具有良好的化学稳定性，涂层的断裂强度值很高，断裂强度和耐腐蚀性远低于氯乙烯，醇酸底漆，过氯乙烯漆 ”的多层异质 ”匹配，有涂层的附着力和耐腐蚀性能好的。 就像，环氧树脂涂料粘附于金属良好的耐候性差，收缩丙烯酸 /聚氨酯漆两个时钟，优良的耐候性，但是价格昂贵的，两个底部支撑，可作为室外装饰钢结构防护涂料，具有优异的耐候性，而且涂层成本有所降低。 所以从图表中优先选用乙烯基醚型 FEVE 面漆。 张涛：化工管道防腐工艺设计 12 表 35 防腐蚀涂层面漆种类 【 7】 底漆、中间层、面漆方案选取 综合以上的介绍可以从以下的几种方案根据使用年限选取涂层： 表 36 硫酸管道外壁涂料选取 [7] 铜陵学院毕业论文（设计） 13 硫酸管道外壁涂层厚度与涂装道数 涂层厚度和耐蚀性有直接的关系，尤其是在严重腐蚀环境中的重防腐涂料，必须干膜厚度。 这往往需要多个涂料，主要原因是通常无涂层不 宜太厚。 如果涂层太薄，表面氧氧化干燥，皱纹的皮肤和层内不干燥，多层涂层体系，和的总厚度数越多，越厚的涂层系统。 由于其低固体的含量，多层涂层的优点是各层之间相互覆盖的缺陷。 多涂层必须达到规定的漆膜厚度，但现在所有的电影总是不可避免地存在一些缺陷，发生腐蚀缺陷的薄弱部位首先发生腐蚀。 但如果太厚的涂层，通常会导致在涂料中较高的内应力，在使用过程中，因受外力或开裂倾向的温度变化。 或者具有一定的弹性都有利于增厚。 树脂内聚力大，都有利于增加涂膜的内聚力，也有利于增厚。 如图 3 32 硫酸管道防腐层道数和厚度： 图 31 硫酸管道防腐层道数 [4] 图 32 硫酸管道防腐层厚度 [4] 硫酸管道外壁防腐层涂装设计 硫酸管道的涂装由于其规则的外形，常常采用机械化的作业线上在防腐预制厂预知的，以提高效率，保证涂装质量。 三层聚乙烯防腐层、熔接环氧粉末涂层也是如此。 我国许多硫酸管道都采用了这两种涂层体系，即三层聚乙烯和熔接环氧粉末涂层体系。 三层聚乙烯的生产线与熔接环氧粉末类似，就是在环氧粉末喷涂之后，再加上聚合 物热熔胶和通过挤涂机挤涂聚乙烯外防护层的工艺过程。 本节将先介绍国际上享有盛名的熔接环氧粉末管道涂层的生产线。 如图 37 所示两种管道防腐层涂装设计方案： 张涛：化工管道防腐工艺设计 14 表 37 硫酸管道防腐层涂装设计 [9] 硫酸管道熔接环氧粉末外涂层设计 该种管道防腐层采用的是熔接环氧粉末的静电喷涂技术、喷雾薄膜达到设计厚度。 这是因为环氧粉末涂料是一种热固性粉末涂料，它对粉末涂料粒度均匀。 它在室温下没有化学反应，在高的温度化学反应，融化和固化后形成涂层，薄膜的厚度约为 350um，浓硫酸管道环氧树脂粉末在喷涂前 应抛丸清理封闭的， 级标准对表面清洁度，表面锚定到达一个深度为 40 ~ 70um。 在粉末静电喷涂作业时，以纯净的压缩空气为动力将粉末送到静电场，使粉末颗粒带电，并通过静电场飞翔已经预热的管道表面。 熔结环氧粉末外涂层涂布的工艺流程 熔结环氧粉末外涂层的工艺流程如下所示： 硫酸管道上线 → 硫酸管道预热 → 检测表面处理 → 除尘 → 中频感应加热 → 水淋冷却 → 电火花检测 → 成品下线 熔结环氧粉末外涂层的涂层工艺见图 33. 图 33 熔结环氧粉末外涂层的涂层 工艺 【 2】 熔接环氧粉末的工艺过程和参数 熔结环氧粉末外涂层涂布作业线的布置如图 34 所示 . 铜陵学院毕业论文（设计） 15 图 34 硫酸管道环氧粉末外防腐蚀涂装作业线 【 2】 1. 熔结环氧粉末外涂层涂层主要工艺参数 【 2】 （ 1） 除锈质量： 级； （ 2） 粗糙度： 40～ 70um； （ 3）除锈速度： 1～ 4m/min； （ 4）预热温度： 180～ 275℃ ； （ 5）供风压力： ～ ； （ 6）喷涂速度： 1～ 2m/min； （ 7）涂层厚度： ～ ； 【 2】 （ 1） 传动轮组； （ 2） 抛丸 除锈设备； （ 3） 中频加热设备； （ 4） 粉末喷涂设备。 【 2】 （ 1）管道表面预处理 ① 硫酸管道外表面涂装之前，必须将硫酸管道外表面的油脂及任何其他清除干净。 ② 硫酸管道喷（抛）丸清理应达到硫酸管道表面的锚纹深度（表面粗糙度）应在 40～70um范围内，并符合粉末生产厂家的要求。 ③ 硫酸管道喷（抛）丸处理前，应预硫酸管道，预热温度为 40～ 60℃。 ④ 喷（抛）丸处理后，应将硫酸管道外面残留的锈粉和灰尘清除干净。 ⑤ 若用户另有特殊要求，在涂前应做另 外的表面预处理（如磷化）。 （ 2） 粉末的静电喷涂及固化温度 张涛：化工管道防腐工艺设计 16 ① 硫酸管道外边面的喷涂温度必须符合环氧粉末涂层的温度范围内，但最多不应超过275℃。 在中频感应加热淬火线圈的钢管外壁被加热到温度固化的环氧树脂粉末涂料，应加温使用精密仪器设备，确保管子壁温可以满足环氧树脂粉末涂料，以保证涂层的质量。 加热温度的调节通过中频感应电源。 ② 粉末静电喷涂：环氧粉末涂料静电喷涂时，要将环氧粉末涂料颗粒从供粉桶中吸起，经管路进入喷枪，在高压静电场的静电作用下均的涂膜在硫酸管道的表面，经固化形成连续和有效的致密环氧涂层。 整个喷淋系统用压缩空气净化器，供粉装置，喷淋室及无除尘器。 喷枪是关键。 喷枪是喷涂的关键。 没把喷枪的喷粉量和喷枪个数的选择及安置与被涂装管道的大小及涂层的厚度设计和管道的涂装速度密切相关。 ③ 喷涂外涂装时，骨壶温度和固化时间应符合所用环氧粉末涂料的要求和行业标准。 该高度自动化涂装管道外防腐涂层的流水线，从抛丸到管道表面的电感应加热、自动化的粉末静电喷涂等。 我国目前已具备上百条的生产线，而且都是自行生产设计制造的。 熔结环氧粉末涂层的生产及涂层管的搬运、施工见图 3图 34。 图 35 熔结环氧粉末涂层生产 【 8】 图 36 熔结环氧粉末涂层管的搬运 【 5】 熔结环氧粉末涂层的结构设计 硫酸管道熔结环氧粉末外涂层为一次成膜的结构，熔结。