2023年《安全技术》之钢衬玻璃管道防腐蚀技术.docx

钢衬玻璃管道防腐蚀技术  钢衬玻璃管道具有玻璃的耐腐蚀性能，内外表光滑、洁净，流体阻力小，不易结垢，耐磨性好。由于衬钢管内部耐压、抗冲击、抗弯、抗扭曲、制造简单、使用方便、价格低廉，是石油、化工、医药、食品等工业生产过程中防腐蚀、防堵塞，隔绝铁离子的重要输送管道，发挥了玻璃材料的作用，不仅可代替不锈钢、铜、铅等金属材料，而且保证生产，保证产品质量，减少维修费用。觋已有专业生产厂家生产钢衬玻璃管道、阀门及其他防腐设备。 　　(1)钢衬玻璃管道的性能及使用范围。目前国内采用硼硅酸盐玻璃作为衬里玻璃。硼硅酸盐玻璃又称耐热玻璃或硬质玻璃，含氧化硼量不大于13％，否那么会降低玻璃的化学稳定性能。 　　硼硅酸盐玻璃料的化学组成见表4-42，硼硅酸盐玻璃物理力学性能见表4-43。   表4．42 硼硅酸盐玻璃料的化学组成 原料 化学组成/％ SiO2 78～79 Al2O3 1～2 B2O3 12.5～14.6 Na2O 5.4～5.9 CaO 表4-43 硼硅酸盐玻璃物理力学性能 工程 性能 密度/g·cm-3 2.28 抗压强度/MPa 600～1300 拉伸强度/MPa 30～90 热膨胀系数/℃-1 (3.9～4.2)×10-6 软化点/℃ 690～700 　　钢衬玻璃管道的力学性能见表4-44。   表4-44 钢衬玻璃管道的力学性能 工程 性能 工程 性能 抗冲击强度(落球法)/MPa ≥1.2 冷冲击△T/℃ 80 抗弯曲强度/MPa ≥300 热冲击△T/℃ 120 耐压(水压法)/MPa ≥1.2 使用压力/MPa ≤0.6 使用温度/℃ 0～150     　　除氢氟酸、热磷酸、热浓碱之外，钢衬玻璃管道还适用于其他所有的无机酸、有机酸、各种盐溶液及有机溶剂等介质。 　　(2)钢衬玻璃管道品种与规格 　　钢衬玻璃管道、管件：用吹制法管径DN25～300mm，直管最大长度达3 m。 　　膨胀法衬玻璃直管：DN25～300mm，最长达5 m。 　　弯头：DN25～100 mm，L=132～506mm。 　　三通、四通：DN25～300 mm，L=90～272 mm。 　　大小头：DN25／50～150／240mm。 　　其他钢衬玻璃防腐蚀制品有以下几种。 　　玻璃隔膜阀：许用压力0．2 MPa，耐温急变小于等于60℃，有φ25和φ50两种。 　　泵：BHX玻璃泵，最大流量6、20、40 m3／h，使用温度为-1O～90℃。 　　玻璃设备：有反响塔(内径100～300 mm)，反响器(30～50L)，热交换器0．15～1. 5m2以及旋风别离器、气冲泵等。 　　(3)钢衬玻璃管道制造工艺 　　①玻璃衬里对材料的要求 玻璃衬里的材料有3种：玻璃、密着剂和金属材料(钢和铸铁)。 　　a. 玻璃 衬里常用硼硅酸盐玻璃，以满足耐腐蚀介质的要求，玻璃热膨胀系数与所衬里层的热膨胀变化规律根本一致，一般略小于金属的热膨胀系数。此外还易于成型。玻璃原料技术要求如表4-45所示，钢衬玻璃管道常用玻璃配方如表4-46所示。   表4-45 硼硅酸盐玻璃原料技术要求 表4-46 玻璃配方     　　b．金属材料(钢或铸钢) 要求熔点高于玻璃加于温度，高温烧制时不变化形状，易于底釉黏附。金属成分均匀，无裂缝。砂眼、毛刺、气泡等缺陷，壁厚均匀。 　　c．密着剂 它是钢铁与玻璃牢固复合的中间过渡层，一般使用搪瓷底釉(钴、镍、铜、锰的氧化物)。热膨胀系数与钢铁根本一致，对金属外表有良好的密着性，牢固黏附于金属外表上。 　　②衬制工艺 为了使玻璃牢固地黏附在金属管件上，先要进行外表处理去除管件上的污染物及锈蚀。再经650～800℃退火，消除剩余应力、金属外表的碳素及杂质。喷砂处理，除去管内锈层。喷涂底釉一般厚度为0．8～lmm。烘干焙烧，温度880～900℃。然后出炉。 　　钢衬玻璃管道有三种方法：吹制法、膨胀法、喷涂法。 　　a．吹制法 将涂上底釉的制件搪烧后出炉，用人工吹制或压缩空气的方法衬上玻璃。经800～1000℃搪烧，降温而成。此法生产的品种有管道、管件、小型反响釜和塔节等。 　　钢衬玻璃管及管件法兰密封面的磨平，磨料为50～80目的金刚砂，磨床为圆盘平面磨床。 　　b. 膨胀法 用电阻炉或中频加热设备。将涂上底釉的管件烧好，冷却后将玻璃管放入管内，再用上述设备加热，用压缩空气的方法将玻璃衬上，此法生产的品种目前只有直管。 　　c. 喷涂法 先将底釉喷涂到钢铁制件上，搪烧后，再喷玻璃粉搪烧而成。此法特点是不但能内衬，还能外贴，解决外防腐问题，生产品种有直管、塔节、小型反响釜、冷却器等。 　　钢衬玻璃层的厚度2～5mm，耐温0～150℃。耐温急变性为冷冲击△T=80℃，热冲击△T=120℃。 　　(4)钢衬玻璃管道应用实例 　　①兰化合成橡胶厂苯乙烯车间、苯酚车间苯烃化液介质(HCl气体)，温度105℃。原用电木涂料衬里管，使用寿命半年左右，250m长换上钢衬玻璃管效果良好，最长已使用10年以上。 　　②在防堵塞用途土，兰州合成橡胶厂丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶胶浆输送管道原用碳钢管，3～6个月被凝胶堵塞，要撤除清理、烧除，不但劳动量大，而且管道烧后变形，不易安装，要配新管。1971年换上3000m钢衬玻璃管道后效果良好。每年节约胶浆30t以上。