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FRP在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用

    以樹脂為基體的復(fù)合材料作為化學(xué)工業(yè)的耐腐蝕材料已有50多年歷史,由于樹脂基復(fù)合材料強(qiáng)度高、無電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象、導(dǎo)熱系數(shù)低,具有良好的保溫性能及電絕緣性能,制品內(nèi)壁光滑、流體阻力小、維修方便、重量輕、吊裝運(yùn)輸方使,乙廣泛用于石油、化肥、制鹽、制藥、造紙、海水淡化、生物工程、環(huán)境工程及金屬電鍍等工業(yè)中。
    在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用
    隨著工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染問題已成為普遍關(guān)心的問題之一,許多投入巨大人力、物力,致力于環(huán)境保護(hù)工業(yè)這一新興工業(yè)部門。
    玻璃鋼在給排水管道工程中已得到了廣泛的應(yīng)用,近幾年,越來越多的廢水處理系統(tǒng)的管道用玻璃鋼制造,一個基本原因就是廢水的耐蝕介質(zhì)的種類和腐蝕性能都在不斷增加,這就要求使用耐蝕性能更好的材料,而耐腐蝕玻璃鋼是滿足這種需求的好材料。
    復(fù)合材料在環(huán)境保護(hù)方面應(yīng)用包括一般工業(yè)廢氣處理、油水處理、含毒物質(zhì)污水處理、垃圾焚化處理及城市廢水脫臭處理等。例如,20世紀(jì)70年代我國從美國引進(jìn)全套技術(shù)的江西貴溪冶煉廠硫酸吸收塔,即采用FRP材料建造,使用效果很好。此外,國內(nèi)較多玻璃鋼廠家制造的各類酸霧洗滌塔、吸收塔,也是FRP在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的具體實例。
    在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用
    氯堿工業(yè)是玻璃鋼作耐腐蝕材料的早應(yīng)用領(lǐng)域之一,目前玻璃鋼已成為氯堿工業(yè)主要材料。玻璃鋼已用于各種管道系統(tǒng)、氣體鼓風(fēng)機(jī)、熱交換器外殼、鹽水箱,乃至泵、池、地坪、墻板、格柵、把手、欄桿等建筑結(jié)構(gòu)上。同時,玻璃鋼也開始進(jìn)入化工行業(yè)的各個領(lǐng)域。
    在造紙工業(yè)中的應(yīng)用
    造紙工業(yè)以木材為原料,制紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等,對金屬有極強(qiáng)的腐蝕作用,唯有玻璃鋼材料能抵抗這類惡劣環(huán)境。玻璃鋼材料已在一些的紙漿生產(chǎn)中顯現(xiàn)其優(yōu)異的耐蝕性。
    在冶金及金屬表面處理工業(yè)中的應(yīng)用
    冶金工業(yè),尤其是有色冶金工業(yè),在生產(chǎn)過程中大量使用諸如硫酸、鹽酸等強(qiáng)腐蝕性酸性介質(zhì),給生產(chǎn)設(shè)備和廠房帶來嚴(yán)重腐蝕。在這類工廠中,大量采用耐腐蝕性的FRP儲槽、電解槽、設(shè)備內(nèi)襯等,以及各類酸霧洗滌塔、凈化塔、酸洗 車間廢氣排放用FRP煙囪、硫酸尾氣排放用FRY煙囪、FRP格柵、操作平臺等已成為國內(nèi)冶金工業(yè)降低腐蝕損失、提高設(shè)備和裝備使用壽命的要手段。
    在這些應(yīng)用中,應(yīng)該以冶金部建筑研究總(中冶集團(tuán)建筑研究總院)于1977年在沈陽冶煉廠建造的全FRP硫酸尾氣煙囪規(guī)模大:高度102米、內(nèi)徑2.5米,采用混凝土框架作為承重結(jié)構(gòu),F(xiàn)RP煙囪簡體則采用承插式結(jié)構(gòu)相連接、密封。
    此外,在有色冶金企業(yè)的造礦工段,也大量采用FRP溜槽、FRP耐腐蝕耐磨管道及泵閥等設(shè)備。
    金屬表面處理廠所使用的酸,大多為鹽酸,基本上用玻璃鋼是沒有問題的。
    在火力發(fā)電及輸電行業(yè)的應(yīng)用
    火力發(fā)電以燃煤及燃沒為主,發(fā)電廠中一般管道或廢水處理設(shè)備均可用玻璃鋼制品,而排煙脫硫裝置則為防蝕之重點。
    在國外,火力發(fā)電廠幾乎所有涉及到耐腐蝕的設(shè)備或設(shè)施,均為FRP材料制造,此外,還有大量的FRP產(chǎn)品被美國火電廠大量采用。例如FRP煙道、FRP脫硫吸收塔(直徑可達(dá)24英尺,高度可達(dá)120英尺)、FRP噴淋管、石灰漿液輸送管及石膏漿液回收管、石灰漿液儲罐、FRP廢液輸送管及儲罐等,幾乎所有需要防腐蝕功能、使用溫度不超過180℃的設(shè)備及設(shè)施,均采用FRP材料制造。
    據(jù)07年剛剛考察過美國電廠的電力設(shè)計技術(shù)人員介紹,在美國火電行業(yè)新建的脫硫煙囪中,大約80%以上采用耐腐蝕、耐溫型FRP材料作為混凝土煙囪的防腐蝕內(nèi)筒。
    在歐洲,將FRP用于濕法脫硫煙氣排放系統(tǒng)則是采用了另外一種形式――煙塔合一,也就是說,采用大口徑FRP管道作為排煙道,將經(jīng)過濕法脫硫塔脫硫后的腐蝕性煙氣,排入冷卻塔,利用冷卻塔內(nèi)的上升氣流,將腐蝕煙氣排入大氣層,通過大氣的流動而將這些腐蝕性煙氣進(jìn)行稀釋。這類項目已在國內(nèi)建造了2個。
    在FRP排煙筒的應(yīng)用中,以美國、日本的應(yīng)用案例多,使用歷史長。在美國已有安全使用30年的FRP煙囪應(yīng)用業(yè)績,日本則是使用數(shù)量眾多,僅使用昭和公司樹脂的案例就超過了300個,但口徑較小。
    在國內(nèi),中冶集團(tuán)建筑研究總院(冶金部建筑研究總院)早在1976年就開始建造FRP煙囪,用于腐蝕嚴(yán)重的鋼鐵酸洗廠房排煙筒、有色冶金工廠的硫酸尾氣排放煙囪,是國內(nèi)早從事此項應(yīng)該技術(shù)研發(fā)、建造的單位。近幾年,又先后配合其他單位進(jìn)行FRP煙囪設(shè)計、建造技術(shù)的研究。
    自國內(nèi)大規(guī)模開展火電廠煙氣脫硫項目后,脫硫后濕煙氣對混凝土煙囪的嚴(yán)重腐蝕性日益顯露出來。
    在此情況下,該院又先后與多家電力設(shè)計院進(jìn)行電力煙囪的防腐蝕技術(shù)研究、調(diào)查,后將美、日、歐洲等已有30多年成功應(yīng)用歷史的大型FRP煙囪設(shè)計、制造及安裝技術(shù)引入國內(nèi),并在2006年獲得了建造國內(nèi)座大型電力FRP煙囪的合同,其高度為180米,內(nèi)徑6.6米,設(shè)計使用溫度160℃。該項目無論是在應(yīng)用行業(yè)、煙囪高度、內(nèi)徑、還是使用溫度方面,均開啟了國內(nèi)FRP應(yīng)用的先例,并得到美國相關(guān)公司的配合,成為國內(nèi)外進(jìn)行FRP新產(chǎn)品研發(fā)和建造技術(shù)合作的典范。該項目已于2007年3月22日安裝就位,并在2007年6月16日通過了由業(yè)主、監(jiān)理及京冶公司三方共同進(jìn)行的煙囪內(nèi)壁質(zhì)量驗收。
    在輸電行業(yè),F(xiàn)RP在國內(nèi)的應(yīng)用還僅限于FRP絕緣電工梯、絕緣子的制造和應(yīng)用,而在國外,早就開始將FRP用作電線桿、超高壓絕緣子、各類電工設(shè)施配件。
    在海水淡化中的應(yīng)用
    海水淡化分為傳統(tǒng)蒸餾法及反滲透膜法,由于海水十分容易侵蝕鐵質(zhì)材料,故淡化廠內(nèi)大部分的管道及容器均使用玻璃鋼制品。
    在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用
    藥品種類繁多,每種原料有所不同,特別是原料藥的合成過程,實際就是化工生產(chǎn)的過程一種,對設(shè)備的腐蝕性極強(qiáng),稍有不慎就會造成嚴(yán)重后果。FRP材料由于其本身所具備的獨(dú)特優(yōu)點,因此被廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)的各個階段,并使應(yīng)用單位獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
    運(yùn)輸用途
    玻璃鋼在槽車上的使用,已證實比橡膠內(nèi)襯實用,例如在鹽酸的運(yùn)輸上,橡膠內(nèi)襯已證實會因沉淀物而穿孔,而沉淀物正是大多數(shù)鹽酸存在的問題,除非為100℃的純鹽酸。從眾多實例中,已證實用乙烯基樹脂來制槽體或作內(nèi)襯是正確的選擇。此乃乙烯基樹脂除具備優(yōu)良耐化學(xué)特性外,更具有良好的機(jī)械特性及耐疲勞性,可以適應(yīng)道路運(yùn)輸受力構(gòu)件力學(xué)性能的要求。
    在國內(nèi),目前不僅汽車運(yùn)輸?shù)男⌒蛢蓿ú圮嚕缀跞坑蒄RP材料制造,而且在鐵路運(yùn)輸用的大型罐車(容量達(dá)60噸)也開始大量采用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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