耐腐蝕復(fù)合材料管道——增強(qiáng)塑料復(fù)合管道
(1)玻璃纖維外增強(qiáng)聚氯乙烯復(fù)合管道。石油化纖工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中除接觸到一般酸堿鹽外,還有不少特殊的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)。如醛溶液、芒硝液、硫氰酸鈉等:使有色金屬、不銹鋼、以致高級(jí)合金材料受到嚴(yán)重腐蝕。硬聚氯乙烯基本不受腐蝕,在溫度60℃以下,壓力0.3 MPa以下,可完全代替金屬材料。據(jù)國(guó)外資料報(bào)道,玻璃纖維外增強(qiáng)硬聚氯乙烯管(FRP/PVC管)。使用溫度提高到85℃,而且大大提高了使用壓力。
?、俨AЮw維生產(chǎn)外增強(qiáng)硬輕氯乙烯管
a.國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用情況 美國(guó)的約翰—馬旦爾公司用環(huán)氧樹(shù)脂和E玻璃纖維增強(qiáng)薄壁管(PVC),生產(chǎn)了各種規(guī)格的FRP/PVC管,具有良好的耐水、耐酸堿的腐蝕,內(nèi)壁光滑。不滲透液體,其爆破壓力較一般PVC管增大7~8倍。
日本旭有材料株式會(huì)社有生產(chǎn)FRP/PVC管的工廠。中國(guó)臨安玻璃鋼廠有專業(yè)生產(chǎn)各種規(guī)格的FRP/PVC管,并有配套的管件供
應(yīng)和施工技術(shù)。
硬PVC管經(jīng)過(guò)消除內(nèi)應(yīng)力的調(diào)質(zhì)處理,表面化學(xué)和物理處理,提高黏結(jié)強(qiáng)度,最后用樹(shù)脂玻璃布纏繞而成。滿足化工、供排水系統(tǒng)的需要。
b.典型性能比較見(jiàn)表4—38。
表4-3 8性能比較
項(xiàng)目 | PVC | FEP | FRP/PVC |
相對(duì)密度 | 1.43 | 1.75 | 1.55~1.65 |
抗拉強(qiáng)度/MPa | 50~55 | 180~200 | 100~120 |
抗沖擊強(qiáng)度/kg·cm·cm-2 | 6 | 125 | 27 |
最高使用溫度/℃ | 60 | 120 | 85 |
線膨脹系數(shù)/10-5·℃-1 | 7 | 1.5 | 3~4 |
?、跢RP/PVC管酌主要優(yōu)點(diǎn)
a. 耐腐蝕性能好,接觸介質(zhì)的一面是硬PVC。因此有良好的耐腐蝕性能,外部增強(qiáng)層是FRP具有良好的耐氣候和耐蝕性。
b. 耐熱性高,較一般PVC管的使用溫度提高了25℃。
c.耐壓力高。
FRP/PVC管徑 | 1 | 2 | 2.5 | 4 |
爆破壓力/MPa | 56 | 24.5 | 20 | 14.5 |
d 熱膨脹系數(shù)和收縮率小。
e.耐沖擊性好,能夠很好地抵抗水錘和氣錘沖擊。
f.流體阻力小,內(nèi)表面光潔,不結(jié)垢,摩擦阻力小。
g.不會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
h.現(xiàn)場(chǎng)施工方便,可靠,經(jīng)濟(jì)。
i.質(zhì)量輕,密度只有鋼管的1/6。石棉管的1/5。
j.衛(wèi)生、無(wú)色、無(wú)臭,對(duì)人體無(wú)害。
?、跢RP/PVC管的應(yīng)用技術(shù) PVC-PVC的膠接,PVC-FRP的膠接,要求常溫固化。采用上海材料研究所制的“R”黏結(jié)劑有良好的黏結(jié)強(qiáng)度。
a.黏結(jié)工藝 將雙組分的R黏結(jié)劑按比例混合后,經(jīng)攪拌均勻備用。同時(shí)黏結(jié)表面先用砂紙打毛,再用丙酮擦洗、稍干,即將黏結(jié)劑分別涂于兩個(gè)黏結(jié)面。然后視間隙大小,加入適量填料(PVC粉)再涂一次,黏合,在25~30℃溫度下,2 h即固化;填料加入量,以使之不流掛為宜。
b.黏結(jié)強(qiáng)度 PVC-PVC試片黏結(jié)強(qiáng)度,PVC管套接(2cm),壓剪強(qiáng)度>7000 kgf/cm2,PVC管與FRP管套接,壓剪強(qiáng)度>7000kgf/cm2(1 kgf/cm2=98.1 kPa)。
c.黏結(jié)劑的耐腐蝕性 對(duì)鹽酸(3l%)、醛溶液、硫氰酸鈉有良好的耐腐蝕性。
d.滲漏試驗(yàn) 管道黏結(jié)處,經(jīng)水壓測(cè)試,保壓10 min無(wú)滲漏現(xiàn)象。
?、芄芗B接
a.管件種類 在管道上的管件主要有束節(jié)、法蘭、三通,彎頭等。材質(zhì)有FRP、PVC、FRP/PVC等幾種。
b.黏結(jié)方法 FRP/PVC管與FRP或PVC管件黏結(jié),先視兩者間隙情況,可機(jī)車削或用手工剝?nèi)ト炕虿糠衷鰪?qiáng)玻璃纖維層,使其兩各間隙在1 mm以下,然后分別用丙酮將黏結(jié)面清潔、干燥、按黏結(jié)工藝黏結(jié)。
管道與管件的間隙過(guò)大,則可先用玻璃布帶將管道纏繞加厚,再與管件黏結(jié)。
c. PVC管件的增強(qiáng) PVC管件(束節(jié)、三通、彎頭)在黏結(jié)前,應(yīng)先用玻璃布帶纏繞增強(qiáng),表面先涂一層黏結(jié)劑,再用玻璃布帶纏二層,帶搭接1~2cm。在纏帶時(shí),同時(shí)涂黏結(jié)劑,自然固化。
d. 黏結(jié)口的增強(qiáng) 當(dāng)FRP/PVC管與PVC管件黏結(jié)后其黏結(jié)接口須用玻璃布帶進(jìn)行增強(qiáng)處理,方法同上。
e.管件連接 管件之間的連接可按設(shè)計(jì)要求,在規(guī)定長(zhǎng)度內(nèi)用法蘭連接,其他部位需用法:連接者,亦按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。
?、軫RP/PVC管道支架距離 當(dāng)遇到流體沖擊和中間彎曲時(shí),應(yīng)架設(shè)支架。
?、奚炜s及固定 增強(qiáng)PVC管道的熱膨脹系數(shù)約為(3~4)×10-5/℃,一根管道當(dāng)使用溫度在70℃時(shí),其管道軸向膨脹不到2mm/m,由于管道具有一定的可撓性,在不設(shè)固定管架可以伸縮的情況下,可以補(bǔ)償伸縮的。在實(shí)際安裝中,應(yīng)根據(jù)季節(jié)、環(huán)境、使用溫度等因素,綜合考慮并結(jié)合增強(qiáng)管的特點(diǎn),是可以解決的。
?、吖潭ㄊ止?biāo)準(zhǔn)
a. 法蘭角度允許誤差范目見(jiàn)表4-39。
表4.39允許誤差范圍
管徑 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
允許誤差/mm | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 1.6 | 1.8 |
b. 連接法蘭間隙為墊片厚度加2mm。
c. 法蘭相互偏心為2mm。
d. 螺栓、螺帽間一定要加墊圈,螺帽擰緊時(shí)必須逐步對(duì)角順序進(jìn)行,扭矩不得超過(guò)1.5 kg·m。
e. FRP/PVC管與閥門連接時(shí),閥門應(yīng)固定牢靠,當(dāng)內(nèi)部流體溫度為60℃以上時(shí),法蘭背應(yīng)加在支承法蘭上,以加固結(jié)構(gòu)
(2)高密度聚乙烯/玻璃鋼復(fù)合管道。高密度聚乙烯/玻璃鋼復(fù)合管,高密度聚乙烯耐水、耐寒、耐磨、耐腐蝕、物理力學(xué)性能加工性能好、內(nèi)表面光滑、不易結(jié)垢、無(wú)毒無(wú)污染的高密度聚乙烯(EDPE)管為內(nèi)襯,表面經(jīng)處理后與玻璃鋼(FRP)粘合成整體制成獨(dú)特結(jié)構(gòu)的HDPE/FRP復(fù)合管材。復(fù)合管既保持了HDPE綜合性能優(yōu)良的特性,又具有FRP高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn),是一種經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)合理的耐壓、耐溫120℃、耐寒、耐磨、耐腐蝕的管道材料。
①材料及工藝 高密度聚乙烯(HDPE)管材和管件,南京塑料三廠生產(chǎn),玻璃布CCl3-2400中堿無(wú)捻粗紗;SH表面處理劑;SW2膠黏劑,環(huán)氧改性聚硫膠黏劑,上海合成樹(shù)脂研究所生產(chǎn)。用纏管機(jī),F(xiàn)WP—150纏管。
a.高密度聚乙烯管表面噴砂處理,提高黏結(jié)強(qiáng)度。
b.高密度聚乙烯管是非極性塑料,不易黏結(jié),用SH表面處理劑處理,常溫涂刷于HDPE管子表面,待不粘手后即可進(jìn)行纏繞成型。黏結(jié)部位層間剪切強(qiáng)度大于8MPa。
c.黏結(jié)劑對(duì)HDPE和中堿玻璃布具有良好的黏結(jié)力和浸潤(rùn)性,本身具有較好的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性、收縮率小,容易固化,使用壽命長(zhǎng),長(zhǎng)期在120℃條件下使用。選用SW—2膠黏劑,它是環(huán)氧改性聚硫橡膠黏結(jié)劑。特點(diǎn)黏合力高、收縮率小,常溫固化無(wú)副產(chǎn)物和揮發(fā)物產(chǎn)生,工藝性能好,產(chǎn)品致密、耐熱、耐腐蝕、力學(xué)性能好,軸向拉伸強(qiáng)度大于105 MPa,軸向壓縮強(qiáng)度大于130 MPa。
?、谑褂们闆r HDPE/FRP管道經(jīng)扛西鹽礦、都昌造紙廠、都昌啤酒廠、南昌農(nóng)藥廠、東風(fēng)制藥廠、九江化纖廠、九江化工廠、景德鎮(zhèn)焦化廠硫銨車間等試用3~5年,表明使用壽命長(zhǎng)、價(jià)廉、施工簡(jiǎn)便、無(wú)污染、耐水、耐寒、耐熱120℃、耐磨、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)??蓮V泛用于各種耐腐蝕管道,代替不銹鋼和其他貴金屬
(3)聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合管道。江陰農(nóng)藥廠多菌合成車間。在生產(chǎn)過(guò)程有大量的尾氣產(chǎn)生,主要成分是光氣、氯化氫、二氧化碳、氯甲酸甲酯氣體,其中光氣和氯甲酸甲酯氣體為劇毒氣體,要處理排放,否則將會(huì)嚴(yán)重危害人身健康和農(nóng)作物生長(zhǎng)。
光氣尾氣溫度小于100℃,用直徑為DN200 mm的聚丙烯/玻璃鋼(簡(jiǎn)稱PP/FRP)復(fù)合管道。它集玻璃鋼與聚丙烯性能于一體,具有耐腐蝕、耐熱、無(wú)污染、質(zhì)輕等特點(diǎn),利用玻璃鋼的強(qiáng)度,大大提高了聚丙烯管抗熱、耐壓、耐腐蝕等級(jí)。解決了光氣尾氣泄漏問(wèn)題,而且價(jià)格比較合理(僅為鋼襯F4管的1/3),安裝檢修方便,使用至今沒(méi)有出現(xiàn)泄漏、腐蝕問(wèn)題。PP/FRP復(fù)合管的機(jī)械強(qiáng)度能與金屬材料相媲美,在腐蝕性能上能取代其他非金屬材料,在農(nóng)藥工業(yè)上的應(yīng)用前景是非常廣闊的。
(4)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯管線。氯堿廠電解液管線工藝條件:介質(zhì)NaOH 10%~12% (質(zhì)量),NaCl 10%~16% (質(zhì)量),Na2SO40.5%(質(zhì)量),NaClO30.008% (質(zhì)量);溫度90~95℃;壓力1.0 MPa。
次氯酸鹽、雜散電流及應(yīng)力引起管線腐蝕。原管線材質(zhì)為SUS304,設(shè)計(jì)壁厚為3.2 mm。管壁經(jīng)測(cè)厚結(jié)果均勻腐蝕不明顯,個(gè)別部位出現(xiàn)嚴(yán)重孔蝕,并有穿孔;焊縫出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。根據(jù)電解液管線的腐蝕現(xiàn)象和機(jī)理,選擇非金屬和低碳鋼管材進(jìn)行防護(hù)。
電解液支管、分管和總管,由于靠近電解槽系統(tǒng),為了防止雜散電流引起的電化學(xué)腐蝕,選用非金屬材質(zhì)——玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯(FRPP)。它的特點(diǎn)是耐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高,工作溫度可達(dá)100℃以上。工作壓力可達(dá)1.6 MPa,是一種新型的耐腐蝕非金屬材料,使用—年多效果比較好。
電解槽及到蒸發(fā)工段的電解液管線,原材質(zhì)為SUS304,在焊縫、彎頭、三通和管托處腐蝕嚴(yán)重,使用2~3個(gè)月腐蝕滲漏穿孔?,F(xiàn)選用含碳量較低的10#優(yōu)質(zhì)磺鋼母材代替SUS304及20#碳鋼管線,并嚴(yán)格焊接工藝,采用氬弧焊及焊后進(jìn)行熱處理降低應(yīng)力,減少應(yīng)力腐蝕斷裂。經(jīng)過(guò)2年多的運(yùn)行,更新后的電解液管線各方面情況都良好,保證了生產(chǎn)長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線:13198516101
版權(quán)聲明:本文采用知識(shí)共享 署名4.0國(guó)際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)
文章名稱:《耐腐蝕復(fù)合材料管道——增強(qiáng)塑料復(fù)合管道》
文章鏈接:http://www.kaputelugumatrimony.com/42124.html
該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過(guò)投訴通道提交信息,我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。