熱噴涂層在防腐中的前景極看好
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/28 源自:中華職工學(xué)習(xí)網(wǎng) 【字體：
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腐蝕是一種常見現(xiàn)象，它不僅造成大量材料和設(shè)備損失，而且因腐蝕造成的企業(yè)停產(chǎn)。安全事故及環(huán)境污染所帶來的損失更是難以估量的，特別是在化工行業(yè)中尤為嚴(yán)重。防止“跑、冒、滴、漏”是化工企業(yè)設(shè)備管理的主要任務(wù)之一。
在防腐領(lǐng)域，目前已有許多包括使用金屬絲材等熱噴涂層在內(nèi)的防腐材料與方法。雖然它們在設(shè)備防腐中發(fā)揮了重要作用，但仍存在許多問題：在許多情況下不得不大量采用昂貴的不銹鋼或鈦合金材料；襯砌瓷磚及鑄石板或澆注耐酸水泥的防腐方法不僅使設(shè)備的容積利用率大大降低，而且也極易因設(shè)備安裝移位造成松動，高溫時易開裂；化工、醫(yī)藥行業(yè)大量使用的搪（瓷）玻璃反應(yīng)釜，價格高，易損壞，且采用長期沿用的涂料膠泥修補(bǔ)法修補(bǔ)后，使用壽命短，重新搪燒則易引起底蓋間接觸面變形而影響使用，雖然這種設(shè)備不適合用于磷酸的濃縮生產(chǎn)，但因找不到替代設(shè)備而不得不使用。
集多種工藝方法于一身、以表面強(qiáng)化為宗旨的熱噴涂技術(shù)可以噴涂所有的固態(tài)工程材料，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。從作為熱噴涂材料的粉末合金的化學(xué)成分中可以看出其優(yōu)異的耐腐蝕性。如PTll55噴涂層的耐腐蝕性能不低于美國的316L不銹鋼，雖然含有必不可少的硼、硅元素而使其抗氧化能力有所降低，但該類材料涂層在非氧化性酸和堿中卻具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在解決堿脆應(yīng)力腐蝕方面有可能獨樹一幟。還有一些金屬氧化物陶瓷，如氧化鋁、氧化鉻、氧化鋯等粉末噴涂層，只要能夠輔以可靠的密封材料對其孔隙進(jìn)行有效封閉，即可收到設(shè)備長期運(yùn)行很少腐蝕的效果。
在化工行業(yè)發(fā)展陶瓷粉未涂層的關(guān)鍵是密封劑。國外有關(guān)采用陶瓷粉未噴涂層解決化學(xué)介質(zhì)腐蝕的研究報道經(jīng)常可見，但有關(guān)密封劑的報道不多見。青島化工學(xué)院。天津機(jī)械涂層研究所和北京礦冶研究總院對噴涂層密封劑都進(jìn)行了深入的研究。河北安國振華防腐涂層研究所在對化工、醫(yī)藥、化纖等行業(yè)的防腐噴涂施工和搪瓷釜熱噴涂搪瓷粉未修補(bǔ)過程中，開發(fā)出適應(yīng)多種不同環(huán)境的密封劑，并成功地進(jìn)行了噴涂作業(yè)。這些密封劑有如下性能：對反應(yīng)原料、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)品、雜質(zhì)具有耐腐蝕性能，并具有耐這些物質(zhì)溶解的性能；具有抵抗使用環(huán)境應(yīng)力開裂性能。這項研究使熱噴涂技術(shù)在化工防腐領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)展，并引起了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。
近年來熱噴涂層在防腐工程中的應(yīng)用有了很大進(jìn)展，特別是塑料噴涂在化工領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速，而其他耐腐蝕材料特別是陶瓷粉未噴涂技術(shù)尚待進(jìn)一步推廣。根據(jù)安國振華防腐涂層研究所的工程實踐經(jīng)驗，熱噴涂層在防腐領(lǐng)域有以下三方面的作用：
一、以低級材質(zhì)和加熱噴涂層取代不銹鋼、鈦合金等高級材質(zhì)
不銹鋼、鈦合金等優(yōu)質(zhì)材質(zhì)之所以耐腐，是因其所含的耐蝕元素能夠生成一層保護(hù)性的鈍化膜，而熱噴涂合金粉中同樣含有大量這類元素，故在一定條件下也能生成穩(wěn)定的鈍化保護(hù)膜。所以在某些腐蝕環(huán)境中采用低級材質(zhì)加合金粉未噴涂層取代不銹鋼、鈦合金等優(yōu)質(zhì)基材制造設(shè)備是可行的。陶瓷粉未本身大多是金屬氧化物，只要輔以適當(dāng)?shù)拿芊鈩┚涂沙晒Φ厥够迮c介質(zhì)隔離從而免遭腐蝕，而此時基材的作用只是保證構(gòu)件強(qiáng)度和與噴涂層的粘合。因此可降低制造成本，延長使用壽命。當(dāng)環(huán)境中存在磨擦（涂層允許范圍內(nèi)）或其他不利于鈍化膜形成條件時，應(yīng)首選這種噴涂層。在施工中具體選用何種耐腐蝕噴涂材料，則應(yīng)視具體情況而定。
碳鋼加熱噴涂層取代不銹鋼的優(yōu)點是：基材的冷熱加工工藝較簡單，可克服奧氏不銹鋼不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的弊端，提高機(jī)械強(qiáng)度，或在等強(qiáng)度下減少基材用量。安國振華防腐涂層研究所對過濾器、水泵軸、法蘭、攪拌軸、葉片等部件取代不銹鋼噴涂后，使用效果良好。
針對濃硝酸貯罐采用鋁材價格高、強(qiáng)度差、焊縫附近因晶間腐蝕金相呈蜂窩狀的特點，安國振華防腐涂層研究所又開發(fā)出耐濃硝酸的噴涂層。用碳鋼加熱噴涂層取代鋁材制造濃硝酸罐以及熱噴涂耐蝕材料對鋁罐以及熱噴涂耐蝕材料對鋁罐焊縫修復(fù)已成為現(xiàn)實。這種辦法雖然不能取代所有的不銹鋼等高級基材，但有很大一部分是能夠取代的。
二、可作為化工反應(yīng)罐、貯罐、攪拌裝置和管道的防腐涂層
1、用以取代襯瓷磚或耐酸水泥防腐層時，可避免瓷磚開裂松動而損壞防腐層，增加設(shè)備的有效容積。2、用于取代搪玻璃層時，不但簡化了制造工藝，克服了原涂層易崩裂的缺陷，還擴(kuò)大了設(shè)備在氫氟酸、磷酸、堿及酸堿交替環(huán)境的適應(yīng)能力，這一點對于磷酸濃縮等生產(chǎn)設(shè)備制造具有重要意義。3、用于取代襯橡膠及塑料涂層時，可大大提高涂層的耐磨性，高溫適應(yīng)性及抗老化開裂能力，如為磷肥生產(chǎn)設(shè)備制造的攪拌槳可經(jīng)受礦粉與磷肥顆粒的強(qiáng)烈摩擦及硫酸、磷酸、氫氟酸的綜合侵蝕。使用結(jié)果表明，陶瓷粉未噴涂件優(yōu)于硬橡膠包覆件。4．成功地解決了小型固堿鍋和染化廠堿熔鍋的防腐蝕噴涂問題。
三、可作為搪玻璃設(shè)備崩瓷損壞的良好修補(bǔ)劑
搪瓷反應(yīng)釜、蝶式冷卻器崩瓷損壞后，一直沒有較為理想的修復(fù)方法。而采用陶瓷粉未噴涂法進(jìn)行修復(fù)后，設(shè)備運(yùn)行效果良好。該方法對搪瓷層修補(bǔ)的效果優(yōu)于涂料膠泥、金屬鉭、聚苯硫醚塑料等修補(bǔ)方法，且成本低、施工迅速，并可現(xiàn)場施工，深受用戶歡迎。
除鋅、鋁噴涂之外的其他熱噴涂層在化工防腐領(lǐng)域的應(yīng)用雖然尚處于初期開發(fā)階段，但因其具有優(yōu)異的耐腐蝕性和獨特的工藝特點，因此其應(yīng)用前景極為廣闊。
在防腐領(lǐng)域，目前已有許多包括使用金屬絲材等熱噴涂層在內(nèi)的防腐材料與方法。雖然它們在設(shè)備防腐中發(fā)揮了重要作用，但仍存在許多問題：在許多情況下不得不大量采用昂貴的不銹鋼或鈦合金材料；襯砌瓷磚及鑄石板或澆注耐酸水泥的防腐方法不僅使設(shè)備的容積利用率大大降低，而且也極易因設(shè)備安裝移位造成松動，高溫時易開裂；化工、醫(yī)藥行業(yè)大量使用的搪（瓷）玻璃反應(yīng)釜，價格高，易損壞，且采用長期沿用的涂料膠泥修補(bǔ)法修補(bǔ)后，使用壽命短，重新搪燒則易引起底蓋間接觸面變形而影響使用，雖然這種設(shè)備不適合用于磷酸的濃縮生產(chǎn)，但因找不到替代設(shè)備而不得不使用。
集多種工藝方法于一身、以表面強(qiáng)化為宗旨的熱噴涂技術(shù)可以噴涂所有的固態(tài)工程材料，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。從作為熱噴涂材料的粉末合金的化學(xué)成分中可以看出其優(yōu)異的耐腐蝕性。如PTll55噴涂層的耐腐蝕性能不低于美國的316L不銹鋼，雖然含有必不可少的硼、硅元素而使其抗氧化能力有所降低，但該類材料涂層在非氧化性酸和堿中卻具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在解決堿脆應(yīng)力腐蝕方面有可能獨樹一幟。還有一些金屬氧化物陶瓷，如氧化鋁、氧化鉻、氧化鋯等粉末噴涂層，只要能夠輔以可靠的密封材料對其孔隙進(jìn)行有效封閉，即可收到設(shè)備長期運(yùn)行很少腐蝕的效果。
在化工行業(yè)發(fā)展陶瓷粉未涂層的關(guān)鍵是密封劑。國外有關(guān)采用陶瓷粉未噴涂層解決化學(xué)介質(zhì)腐蝕的研究報道經(jīng)常可見，但有關(guān)密封劑的報道不多見。青島化工學(xué)院。天津機(jī)械涂層研究所和北京礦冶研究總院對噴涂層密封劑都進(jìn)行了深入的研究。河北安國振華防腐涂層研究所在對化工、醫(yī)藥、化纖等行業(yè)的防腐噴涂施工和搪瓷釜熱噴涂搪瓷粉未修補(bǔ)過程中，開發(fā)出適應(yīng)多種不同環(huán)境的密封劑，并成功地進(jìn)行了噴涂作業(yè)。這些密封劑有如下性能：對反應(yīng)原料、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)品、雜質(zhì)具有耐腐蝕性能，并具有耐這些物質(zhì)溶解的性能；具有抵抗使用環(huán)境應(yīng)力開裂性能。這項研究使熱噴涂技術(shù)在化工防腐領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)展，并引起了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。
近年來熱噴涂層在防腐工程中的應(yīng)用有了很大進(jìn)展，特別是塑料噴涂在化工領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速，而其他耐腐蝕材料特別是陶瓷粉未噴涂技術(shù)尚待進(jìn)一步推廣。根據(jù)安國振華防腐涂層研究所的工程實踐經(jīng)驗，熱噴涂層在防腐領(lǐng)域有以下三方面的作用：
一、以低級材質(zhì)和加熱噴涂層取代不銹鋼、鈦合金等高級材質(zhì)
不銹鋼、鈦合金等優(yōu)質(zhì)材質(zhì)之所以耐腐，是因其所含的耐蝕元素能夠生成一層保護(hù)性的鈍化膜，而熱噴涂合金粉中同樣含有大量這類元素，故在一定條件下也能生成穩(wěn)定的鈍化保護(hù)膜。所以在某些腐蝕環(huán)境中采用低級材質(zhì)加合金粉未噴涂層取代不銹鋼、鈦合金等優(yōu)質(zhì)基材制造設(shè)備是可行的。陶瓷粉未本身大多是金屬氧化物，只要輔以適當(dāng)?shù)拿芊鈩┚涂沙晒Φ厥够迮c介質(zhì)隔離從而免遭腐蝕，而此時基材的作用只是保證構(gòu)件強(qiáng)度和與噴涂層的粘合。因此可降低制造成本，延長使用壽命。當(dāng)環(huán)境中存在磨擦（涂層允許范圍內(nèi)）或其他不利于鈍化膜形成條件時，應(yīng)首選這種噴涂層。在施工中具體選用何種耐腐蝕噴涂材料，則應(yīng)視具體情況而定。
碳鋼加熱噴涂層取代不銹鋼的優(yōu)點是：基材的冷熱加工工藝較簡單，可克服奧氏不銹鋼不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的弊端，提高機(jī)械強(qiáng)度，或在等強(qiáng)度下減少基材用量。安國振華防腐涂層研究所對過濾器、水泵軸、法蘭、攪拌軸、葉片等部件取代不銹鋼噴涂后，使用效果良好。
針對濃硝酸貯罐采用鋁材價格高、強(qiáng)度差、焊縫附近因晶間腐蝕金相呈蜂窩狀的特點，安國振華防腐涂層研究所又開發(fā)出耐濃硝酸的噴涂層。用碳鋼加熱噴涂層取代鋁材制造濃硝酸罐以及熱噴涂耐蝕材料對鋁罐以及熱噴涂耐蝕材料對鋁罐焊縫修復(fù)已成為現(xiàn)實。這種辦法雖然不能取代所有的不銹鋼等高級基材，但有很大一部分是能夠取代的。
二、可作為化工反應(yīng)罐、貯罐、攪拌裝置和管道的防腐涂層
1、用以取代襯瓷磚或耐酸水泥防腐層時，可避免瓷磚開裂松動而損壞防腐層，增加設(shè)備的有效容積。2、用于取代搪玻璃層時，不但簡化了制造工藝，克服了原涂層易崩裂的缺陷，還擴(kuò)大了設(shè)備在氫氟酸、磷酸、堿及酸堿交替環(huán)境的適應(yīng)能力，這一點對于磷酸濃縮等生產(chǎn)設(shè)備制造具有重要意義。3、用于取代襯橡膠及塑料涂層時，可大大提高涂層的耐磨性，高溫適應(yīng)性及抗老化開裂能力，如為磷肥生產(chǎn)設(shè)備制造的攪拌槳可經(jīng)受礦粉與磷肥顆粒的強(qiáng)烈摩擦及硫酸、磷酸、氫氟酸的綜合侵蝕。使用結(jié)果表明，陶瓷粉未噴涂件優(yōu)于硬橡膠包覆件。4．成功地解決了小型固堿鍋和染化廠堿熔鍋的防腐蝕噴涂問題。
三、可作為搪玻璃設(shè)備崩瓷損壞的良好修補(bǔ)劑
搪瓷反應(yīng)釜、蝶式冷卻器崩瓷損壞后，一直沒有較為理想的修復(fù)方法。而采用陶瓷粉未噴涂法進(jìn)行修復(fù)后，設(shè)備運(yùn)行效果良好。該方法對搪瓷層修補(bǔ)的效果優(yōu)于涂料膠泥、金屬鉭、聚苯硫醚塑料等修補(bǔ)方法，且成本低、施工迅速，并可現(xiàn)場施工，深受用戶歡迎。
除鋅、鋁噴涂之外的其他熱噴涂層在化工防腐領(lǐng)域的應(yīng)用雖然尚處于初期開發(fā)階段，但因其具有優(yōu)異的耐腐蝕性和獨特的工藝特點，因此其應(yīng)用前景極為廣闊。
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