1、氯堿工業第11期No.111999年11月Nov.,1999Chlor-AlkaliIndustry滾塑防腐技術及其在氯堿工業的應用戴洪斌周宗祥(沈陽化工股份有限公司,沈陽110026)(浙江衢州化工防腐設備廠,衢州324002)摘要介紹了滾塑發展史、原理、成型特點及在氯堿工業的應用。關鍵詞滾塑防腐氯堿工業Rollingmouldinganticorrosiveitsapplicationin(,110026)Zongxiang(ZhejiangChemicalIndustryAnticorrosiveEquipmentPlant,Quzhou,324002)AbstractThedevelo

2、pmenthistory,principle,characterandapplicationinthechlor-alkaliindustryofrollingmouldingtechniqueareintroduced.Keywordsrollingmoulding,anticorrosion,chlor-alkaliindustry滾塑(又稱旋轉成型、澆鑄成型),是一種熱塑性塑料成型方式,它是在制糖工業中加工動物型巧克力糖塊的基礎上發展起來的。它利用粉狀或糊狀物料注入模內,通過對模具的加熱和縱橫向的滾動旋轉,使物料借助自身的重力和離心力作用均勻地布置在模具內腔并且熔融,待冷卻脫模而得到塑料

3、制品。最初,用聚氯乙烯凝膠生產玩具、皮球、瓶罐等小型制品,近年在大型制品上也有較多的應用?，F在,塑料工業主要用各種粉末樹脂生產各種中空容器。滾塑防腐技術是利用滾塑成型設備和工藝技術,將處理過的金屬設備作為模具,在設備的內表面或外表面搪襯一層整體無縫的塑料層,以達到防腐目的。塑料工業中,滾塑成型是取代以往注射,吹塑成型所無法制造的大型、超大型半封閉或全封閉的空心無縫容器(罐、槽)的最理想、最經濟、最有效的方法。此技術起源于本世紀40年代,前期由于適合這種加工方法的樹脂相對較少,因此發展速度緩慢,50年代末,隨著粉末聚乙烯的發展,情況有了很大的變化,尤1、2其是近10年,國外更是以驚人的速度發展。

4、在用于化工、石化、冶金、制藥、造紙、印染、環保、電力、食品等行業,并且取得顯著的經濟效益和社會效益。滾塑防腐正受到防腐行業的重視,正受到越來越多用戶的青睞。1滾塑防腐技術的特點111滾塑防腐技術的原理滾塑防腐技術的基本原理:把需滾襯的設備作為模具放到滾臺上,然后邊加熱邊旋轉,到一定溫度時,把冷塑料粉放到設備上,塑料粉開始熔融呈半流動態,開始涂覆在設備上,當粉末全部熔融之后,繼續旋轉,直到產品冷卻。旋轉過程中,物料借助自身重力和離心力均勻地粘附在設備上。由于滾塑的轉速不高,設備比較簡單,產品幾乎無內應力,不易發生變形、凹陷等缺點。112滾塑防腐產品所用的原料滾塑成型所用的原料應具有兩種性能:一是

5、流動性好,以便使熔體能平穩地流入模腔的各個角落,獲得壁厚均勻的制品;二是熱穩定性好,以防原料受熱分解。塑料工業中,滾塑制品中采用的原料有二類:一類是常用的熱塑性樹脂,如PE樹脂、PVC凝膠、聚脂、聚碳酸脂、PA6、PA11、PA12等。另一類為工程塑料如ABS、PU、縮醛、交聯聚脂、PPS等。但目前所用的原料90%仍為聚乙烯。國內滾塑防腐所用的原料均為線性低密度聚乙烯(LLDPE),且多為從國外國內滾塑成型技術及其制品僅處于開發和研制階段。4而把滾塑成型技術運用到防腐只是這幾年的事3、,國內滾塑防腐是從90年代發展起來的,并且取得了6一些專利5、。它和傳統的防腐技術如襯膠,塑料襯里和玻璃鋼襯里

6、等相比具有許多優點,因而現已廣泛第11期戴洪斌等:滾塑防腐技術及其在氯堿工業的應用1999年11月41進口的。把LLDPE、少量的添加劑等配比混合,經粉碎機粉碎過80100目篩備用。113滾塑防腐產品的工藝過程圖1是防腐產品的工藝過程方框圖用于負壓,點焊金屬網格(或>800的設備)基體制做熱(反復多次)卻品(化學工業在具體應用時,可參考耐腐蝕數據手冊出版社,1988年)。116LLPDE滾塑防腐襯里主要技術特性LLPDE滾塑防腐襯里主要技術特性見表1。表1LLPDE滾塑防腐襯里主要技術特性項目密度/(g/cm3)使用溫度/厚度/mm結合力/Nm-1拉伸強度/測試方法ASTMD1505指標

7、0.920.96-60100484.68×105>9.50>13.201.93×1043×105ASTMG1277(GB121485)ASTMB57179(GB527085)(G(GB1843)ASTMD267(用火花器或針孔儀)圖1防腐產品工藝過程方框圖/114滾塑防腐產品的種類,所需投資的設備多,出、注射的塑料制品如管材、板材進行二次加工。而滾塑防腐產品則直接把粉末放到基體上加熱旋轉成型,因而產品無接縫,鋼塑結合力強。它克服了傳統襯塑產品的基體與塑層結合不好,存在水分和空氣,法蘭翻邊處易破裂等缺陷。滾塑防腐產品主要分防腐管道(含直管和管配件)和防腐

8、設備,最近還研制成功滾塑防腐隔膜閥7117滾塑防腐與其它塑料涂層成型法比較表2是滾塑防腐與其它塑料涂層成型法比較表。表2滾塑防腐與其它塑料涂層成型法比較項目設備投資原料品種厚度涂層均勻性滾塑25萬沸騰床10萬(含靜電、干、濕法)火焰噴型20萬4萬噴涂說明少8mm好較多2mm不好小工件不行多0.5mm好受加熱爐限制不行。防腐管道:規格為DN10-DN350,推薦長度L30DN。對DN25以下的小規格防腐管道,用滾塑成型相當容易,但用襯膠等方法卻很難做出合格的產品。防腐設備:含塔節、容器、貯罐、槽車、攪拌槳、電解槽蓋、泵殼、葉輪等。襯里設備滾塑前應吹干、除銹、除污,焊縫處的焊瘤和焊渣等也應清除干凈

9、,拐角處打磨成圓弧過渡。根據滾合的能力,可對大型設備一次整體成型。如浙江衢州化工防腐設備廠為用戶加工過8臺100150m3的大型滾塑防腐設備,沈陽化工集團防腐設備廠具有對20t以下的設備滾塑防腐加工能力。115滾塑防腐產品的耐蝕性能適用范圍大小設備現場施工不行根據生產能力投資可多可少目前滾塑防腐較多僅限于LLDPE,涂層厚度1.5mm原料不同不一定局限于此滾塑涂層不好最均勻大面積火焰噴大小塑有待實踐檢驗滾塑應與火焰可噴塑結合滾塑防腐在工業生產中成功用于強腐蝕性介質,其它3種方法,尤其是噴涂法和火焰噴塑法近年發展也很快,如靜電噴涂PPS、F46和環氧粉末等,火焰噴涂PE、環氧粉末等。2滾塑防腐技

10、術在氯堿工業的應用氯堿工業中所用的原料、中間產品和成品如原鹽、堿液、氯氣、鹽酸、硫酸等都是腐蝕性很強的介質,這是其它化工生產無法相比的。縱觀我國氯堿工業70多年的發展歷史,可以看出,防腐技術的進步推動了它的發展。例如,橡膠襯里、石墨設備,玻璃鋼技術、PVC塑料加工以及鈦材的應用等防腐技術都是首先在氯堿工業中應用的,這些技術解決了設備、管道因腐蝕造成的泄漏,使得氯堿工業規?；a成為可能。但這些技術遠遠滿足不了氯堿工業生產的需要,隨著離子膜等先進生產工藝的應用,對設備的防腐提出更高的要求。現把近年滾塑防腐技術在氯堿工業應用的實例敘述如下。211電解槽蓋由于目前滾塑防腐產品所用的原料主要是以LLD

11、PE為主,因而其產品的耐蝕性具有PE塑料的耐蝕性。它在室溫下除濃硝酸外,對各種無機酸、堿、鹽、有機介質等均較穩定。在80對40%的硝酸、36%濃鹽酸、60%硫酸及40%的堿液均穩定。尤其是對氫氟酸的作用特別穩定。但超過50時,一些脂肪酸,芳香烴和鹵代烴,苯等有機介質能使它溶脹。氯42堿工業1999年第11期電解槽蓋使用介質為食鹽水(315g/L)、濕氯氣、次氯酸、15%堿液,使用溫度為90105。電解槽蓋防腐過去曾用鑄石、PVC和PP襯里?，F主要是橡膠襯里、整體玻璃鋼等方法,有的企業正在試用鈦襯里,如沈陽化工股份有限公司等利用電解槽的舊墊板鈦材做為襯里。襯2層橡膠襯里的槽蓋平均使用壽命23年,

12、國內多數氯堿企業以此法為主,整體玻璃鋼、鈦襯里等防腐方法使用的并不多。沈陽化工股份有限公司在1992年試用2臺滾塑LLDPE襯里槽蓋,使用壽命達4年。國內大規模應用滾塑電解槽蓋的主要是巨化集團的電化廠,使用壽命達45年,目前該廠使用這種槽蓋已有200多臺,212,10-9級。過去沈化輸送純鹽酸的管道為鋼襯玻璃管道,鹽水管道為襯低Ca、Mg橡膠,淡鹽水管道為進口的CPVC+FRP管道?，F已用滾塑管道更換了DN80的鋼襯玻璃管道300多米,淡鹽水管道改為鋼襯四氟管道,使用效果很好。但鋼襯四氟管道造價太高,浙江善高化學工業公司已把滾塑設備應用于裝純鹽酸2200mm×8000mm,4臺的容器

13、。213跑氯塔的除霧器、貯堿槽、次氯酸鈉貯槽和計量槽及電石法制備氯乙烯的凈化系統中應用。從上可以看出滾塑防腐技術在鹽酸,次氯酸和濕氯氣等介質中應用效果很好,可取代襯膠,R-PVC和部分搪玻璃等防腐設備,是襯膠、襯塑(PVC、PE、PP)等傳統防腐技術的換代產品。隨著滾塑防腐產品的擴大應用,可以預見它會取代現襯膠的氯氣大管、酸性淡鹽水管道等,并且可能用于離子膜生產中須進口的CPVC+FRP的陽極分配臺,陽極液分離罐以及精制鹽水襯低Ca、Mg橡膠螯合樹脂塔等關鍵設備。3結語、方便、成本低、,因而它。但滾塑防腐所用的LLDPE,此原料還依賴進口,并且高溫時它耐有機介質和強氧化性介質性能差,因而限制了

14、它的應用。也有人嘗試過滾塑其它原料,但未見有成功的報道和應用實例。對滾塑防腐理論研究開展的似乎不多,如旋轉方式和快慢,加熱溫度、原料顆粒的大小等對產品的影響,還沒有理論測定的數據。筆者認為如果能研制成功適合于滾塑防腐加工的其它耐蝕工程塑料如氯化聚醚(P.O.),過氯化聚氯乙烯(CPVC),聚苯硫醚(PPS)等,必將給防腐工程帶來一次重大的革命。參考文獻1唐麗明,徐定宇1塑料加工應用,1997(1):352RJCrawford,IntroductiontoRotationalMoulding,RotationalMouldingofPlastic,1993跑氯塔主要是用于防止氯氣意外事故發生,過

15、去曾用過碳鋼刷防腐涂料和軟聚氯乙烯、橡膠襯里等方法,但效果不太理想。現一般采用R-PVC+FRP。武漢葛化工業集團公司已把滾塑成功地應用于跑氯8塔。214在其它方面的應用前景9據報道,滾塑防腐設備已在氯氣干燥系統中3王塘,徐愛陽1腐蝕與防護,1996,17(2):684吳邊成1塑料,1994(12):155CN922397306CN861051307CN9521074148劉明高1化工防腐,1996(1):539翁子懋1化工設備與防腐,1998(3):2創新是PVC工業持續發展的關鍵據歐洲化學新聞報道,目前所有PVC生產公司都認識到,為了下一世紀的生存發展,PVC工業需要進行改革整頓。目前,歐洲PVC市場已飽和,只有創新才能使工業發達國家未來的PVC工業有所發展。據預測,在本世紀末,世界PVC年平均增長率為410%,但增長勢頭轉向亞太、拉美和東歐等發展中地區。在此情況下,主要PVC生產廠進行技術創新和整頓是使該工業部門順利渡過目前階段所必須做的。為改進PVC生產的經濟性,已開發出多項新技術,在催化劑和添加劑領域的進展尤其令人鼓舞。新的乙烷制氯乙烯單體技術有希望降低VCM的生產成本。由于PVC工業正處在過渡階段,PVC生