化工管道防腐工艺设计毕业论文

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1、学 号1010131081 毕 业 论 文（设计）课 题 化工管道防腐工艺设计 学生姓名 院 部 机械工程学院 专业班级 10金属（1）班 指导教师 二 一 四 年 五 月目 录第一章 引 言11.1 腐蚀及化工管道腐蚀的危害性11.2 防护的重要性21.3化工管道防护的基本原理2第二章 硫酸管道腐蚀原理及其分类4 2.1 硫酸管道腐蚀原理及其分类4 2.2 硫酸管道中的腐蚀52.2.1硫酸矿制酸生产流程简介52.2.2 硫酸管道系统中腐蚀特点及原因分析5 2.3 管道容易腐蚀的部位6第三章 防腐设计73.1 硫酸管道防腐方案分析设计73硫酸管道中的腐蚀控制73.1.2 硫酸管道材料的选取73

2、.1.3 管线分布线路选取83.2 硫酸管道防腐常用涂装体系及防腐涂装设计93.2.1 硫酸管道外壁防腐蚀涂料应具备的基本条件93.2.2 硫酸管道外壁防腐常用涂装体系93.2.2.1 底漆选用93.2.2.2 中间层选用103.2.2.3 面漆选用113.2.2.4 底漆、中间层、面漆方案选取123.2.2.4 硫酸管道外壁涂层厚度与涂装道数133.2.3 硫酸管道外壁防腐层涂装设计133.2.3.1 硫酸管道熔接环氧粉末外涂层设计143.2.4 硫酸管道管线、容器常用覆盖层173.3 硫酸管道电化学防腐常见技术及防腐设计183.3.1 硫酸管道电化学防腐常见技术183.3.2 硫酸管道电化

3、学防腐蚀设计 193.3.2.1 情况简介193.3.2.2 阴极保护方法的选择193.3.2.3 阴极保护设计19结 论20参考文献21致 谢21插图清单图3-1 硫酸管道防腐层道数13图3-2 硫酸管道防腐层厚度13图3-3 熔结环氧粉末外涂层的涂层工艺14图3-4 硫酸管道环氧粉末外防腐蚀涂装作业线15图3-5 熔结环氧粉末涂层生产16图3-6 熔结环氧粉末涂层管的搬运16表格清单表1-1 国外腐蚀损失调查2表3-1 管道外壁涂装体系9表3-2 聚氨脂改性环氧底漆的黏性性能10表3-3 底漆与热收缩带的剥离强度10表3-4 防腐蚀涂层中间层种类11表3-5 防腐蚀涂层面漆种类12表3-6

4、 硫酸管道外壁涂料选取12表3-7 硫酸管道防腐层涂装设计13表3-9 多种内壁涂层性能及检测17化工管道防腐工艺设计摘 要 摘 要:化工管道传输中最大的问题莫过于腐蚀。本设计主要研究浓硫酸管道的防腐蚀设计方案，硫酸是工业生产中生产多种化工产品的重要原材料如生产过磷酸钙、硫酸铵等化肥 、制取SO2气体 、制取H Cl H Br HNO3 等挥发性酸 、清除铁锈 、脱水剂等作用，硫酸管道在工厂中起到运输浓硫酸和传输成品浓硫酸的作用，其重要作用在硫酸工厂中无可替代，硫酸工厂中管道的腐蚀却带来了不可避免的损失，但防腐可以有效的减少腐蚀的危害，本文就硫酸厂硫酸运输管道着重介绍硫酸管道防腐新技术,并提出

5、了新的想法,同时对化工管道防腐的发展前景作了展望。希望就此设计能够知道该如何处理和解决硫酸管道运输中该如何处理运输管道腐蚀的问题，然后就内外壁涂装和电化学腐蚀做出课题设计。关键字:管道; 防腐蚀; 化工;新技术The design of the chemical pipeline anticorrosion technologyAbstractAbstract: The biggest problem in the chemical pipeline transmission than the corrosion. Design of anticorrosion scheme mainly s

6、tudies the design of concentrated sulfuric acid pipeline, sulfuric acid is an important raw material for production of various chemical products in industrial production such as the production of superphosphate, ammonium sulfate fertilizer, preparation of SO2 gas volatile, making H Cl H Br HNO3 acid

7、, remove rust, dehydrating agent and so on, H2SO4 pipelines to transport the concentrated sulfuric acid and transmission the role of product of concentrated sulfuric acid in the plant, its important role in the sulfuric acid plant is irreplaceable, pipeline corrosion in sulfuric acid plant has broug

8、ht about the inevitable loss, but the corrosion can reduce corrosion damage effectively, the sulfuric acid plant sulfate transport pipeline focuses on new technology of sulfuric acid pipeline corrosion, and puts forward new ideas, development the prospect of chemical pipeline corrosion and prospects

9、. Hope that this design can know how to deal with and solve the sulfuric acid in pipeline transportation how to deal with the transport pipeline corrosion problem, and then coating and electrochemical corrosion make project design.Key words: pipe line; anti corrosion materials; corrosion; anticorros

10、ion第一章 引 言 我国的化工管线投产l 2年后即发生腐蚀穿孔的情况屡见不鲜,它不仅造成因穿孔而引起的化工原料泄漏损失,以及由于维修所带来的材料、人力上的浪费和停工停产造成的损失,而且还可能因腐蚀引起火灾。特别是成酸碱管道因腐蚀引起的泄露,威胁人身安全,污染环境,后果极其严重。所以加强对化工管道防腐新技术的研究具有重大意义 本次课题主要是采用涂层将硫酸管道内外壁与介质隔离开和采用电化学防腐蚀。利用管道防腐涂料配方，在管道表面制备适当的涂料必须在涂装之前，否则会影响涂层的使用寿命。一般在管道第一涂层之前，然后除锈，除锈管表面的浮尘清理，防腐涂料。即可涂装防腐涂层。1.1 腐蚀及化工管道腐蚀的危

11、害性损失大多由政府和协会组织的有证对性的调查所取得的数据，而化工产业为我国创造大量的经济来源【1】，由此调查因腐蚀带来的损失其结果如表1-1所示表1-1 国外腐蚀损失调查1除了以上调查的直接经济损失以外，由于腐蚀导致装置效率降低、产品污染、停车及设计上过大的富裕容量等均给国民经济带来巨大的损失，也称之为间接经济损失。 1.1.2 资源的损失 管道的破损会导致输送原料的流失，从而损失了很多的资源。 1.1.3 道义上的损失 由于腐蚀的存在，会造成人员生命财产的损失。比如英国一家大型硫酸厂，由于管道破损，大量的硫酸液体流出，最终坍塌，化工管道腐蚀带来的事故机会就会越多。 1.1.4 环境的污染 由

12、于腐蚀使化工设备发生跑、冒、滴、漏，有毒气体及化工物料不断泄露，污染了大气、河流、湖泊【2】。硫酸厂二氧化硫腐蚀泄漏腐蚀，硝酸厂氮氧化物发生腐蚀泄漏，氯碱厂容易导致盐酸氯气泄漏。化工生产排放出来的氧化氮既可以破坏臭氧层又会引起温室效应；从而引起酸雨和酸雾。除此之外，大量腐蚀报废的问题难以解决，对生态环境的危害也是其他部门无法相比的。 1.2 防护的重要性 化工管道腐蚀的防护有很长的历史，中国在腐蚀防护上对人类做出过重大的贡献，比如中国的涂漆工业，特别是中国大漆闻名世界。世界上的防锈漆在1882年才被提出来，1885年才将红丹推荐做底漆使用，在英国1830念叨1850年间发现有用煤焦油，沥青焦油

13、同其他材料一起使用，防止钢管腐蚀。1919年美国供水管内部涂沥青。进入第二十世纪，各种涂层的方法，电化学保护，得到了迅速发展，已形成了较为完善的金属保护【2】。1.2.1 防护的科学性 图1-2给出了化工管道腐蚀损失费，对策费和防护费撒这之间的关系，这是一门科学，它与经济管理直接相关，只要腐蚀防护做的好，经济损失就可减少30%40%，工厂的经济效益将会得到明显的改善。1.2.2 管理和教育关于化工管道的保护意识，从法律设置的化工管道的美国政府保护，即保护和埋地管道的各种检查。德国前苏联也是如此规定的，这是带强制的法规。为了提高人员防护化工管道的重要性的认识，开展广泛的教育。1.2.3 化工管道

14、的潜在危险性和其他工业部门相比，化工生产的表现在其化工管道的腐蚀破坏更容易引起化工管道泄露等突发恶性事故，严重危及人身安全、污染环境。美国保险公司公布近几年的事故通常是由应力腐蚀破裂，金属疲劳、氢脆和孔蚀等难以预测的局部腐蚀所引起的。所以化工管道的防腐蚀设计还有有必要性的！ 提高化工管道材料抗蚀性的原理有【5】：1.3.1.1 化工管道热力稳定性不仅仅取于化工管道金属，也取决于化工管道周围腐蚀介质，基本原理是用在介质中组元使不耐腐蚀化工管道合金化，从而实现保护的目的。1.3.1.2 增大阴极控制 不但减少化工管道合金中阴极区的面积，而且在化工管道合金中加入减小阳极去极化反应电势的填加剂。1.3

15、.1.3 增大阳极控制 将正极材料活性化学管道，如添加钯，在少量的管道材料的铂等贵金属。提高化工管道材料阳极可钝性的合金化也可实现阳极控制。1.3.2 改变环境 化工管道腐蚀是由环境和材料共同反应的结果，环境不同，化工管道腐蚀的状况就不一样，从环境角度控制，以下几点是很重要的防护工作。1.3.2.1 化工管道内温度和流速 一般来说降低温度，可以减缓化工管道腐蚀速度；但也可能引起化工管道钝化而减轻腐蚀。1.3.2.2 介质中氧含量 它包括一个阴极层和阳极涂层和多层涂层，分别，通过控制阴极，牺牲阳极的阴极保护方法的化工管道。1.3.4 使化工管道材料与腐蚀与腐蚀介质隔开，主要有：1.3.4.1 非

16、金属涂层（涂漆）1.3.4.2 衬里1.3.4.3 防锈油第2章 酸碱硫酸管道腐蚀原理及其分类2.1 硫酸管道腐蚀原理及其分类2.1.1 硫酸管道腐蚀原理 硫酸H2SO4腐蚀管道的管道是指周围的环境，因为在本地物理溶解的化学或变化，因此硫酸管道损坏。2.1.2 硫酸管道腐蚀的分类1据硫酸管道被破坏的基本特征分类 根据硫酸管道被破坏程度可把腐蚀大致分为硫酸管道的全面腐蚀和硫酸管道的局部腐蚀两大类：（1）全面腐蚀：硫酸管道的侵蚀散布在整个硫酸管道表面上，能够是均匀的，也能够是不均匀的。（2）局部腐蚀：硫酸管道腐蚀特别集聚在硫酸管道表面某一区域。2据腐蚀环境分类3据腐蚀过程的特点分类 尤其硫酸管道的

17、腐蚀也可按硫酸管道的化学腐蚀和硫酸管道的电化学腐蚀和硫酸管道的物理腐蚀这几种机理分类。 （1）硫酸管道的化学腐蚀：硫酸管道的化学腐蚀是指硫酸管道表面直接发生了化学作用从而引起的破坏。 （2）管道腐蚀的电化学腐蚀：硫酸硫酸管道和电解质溶液的作用，是由内表面的硫酸引起发生，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。硫酸管道的电化学腐蚀过程由下列3环节组成：在硫酸管道的阳极，硫酸管道溶解，变成硫酸管道的金属离子进入溶液中：MeMenne （硫酸管道阳极过程）电子从硫酸管道的阳极流向硫酸管道的阴极；在硫酸管道阴极，电子解决方案可以吸收电子的接受：管线的电化学腐蚀是由于生产硫酸，特别容易受到腐蚀的形成所造成的硫酸电池电解

18、质溶液的管道和近似的接触。（3） 物理腐蚀是指硫酸管道由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏，如硫酸管道在高温酸液和液态金属中特别容易发生物理腐蚀。2.2 硫酸管道中的腐蚀 硫酸是最活跃的无机酸，生产，是一种不可缺少的原料。硫酸生产中，根据生产方法不同，可分为接触法和硝化，联系方式。接触法生产过程中，根据原料的不同，可分为硫酸盐矿物酸，因为我们的国家有丰富的矿产资源，酸和低成本，占最大比例。 硫酸矿制酸的五系统工艺流程，是采用沸腾炉焙烧，中压余热锅炉、二级旋风、电除尘器干法收尘及空塔、泡沫塔、冷凝器、二级电除雾器的封闭酸洗净化。然后经干燥、转换、吸收的成品酸93%、98%、105%发烟的硫酸，渣尘

19、合并回收利用，中压过热蒸汽用于发电。基本上可将本系统流程划分为原料工段、净硫酸段、干洗工段、转硫酸段和尾气回收工程。如下图为硫酸厂管道流程图。图2-1硫酸厂管道流程图52.2.2 硫酸管道系统中腐蚀特点及原因分析硫酸生产管道系统中，在从原料、原料气到成品酸的生产过程中，涉及到各种各样的腐蚀介质，如SO2 、SO3、稀硫酸（30%以下）、浓硫酸、发烟硫酸等。酸的浓度波动，SO2，SO3气常与水蒸汽，而且在生产过程中，温度变化大，比较常见的负离子矿物夹带的杂质离子，从而对硫酸输送管道的腐蚀比较严重，加快了硫酸管道的腐蚀。总之，硫酸生产过程中，以酸性介质为研究对象，主要的腐蚀类型是氢去极化腐蚀。下面

20、就对硫酸管道各样的原因对硫酸管道腐蚀的影响分别作一各介绍。 氢去极化腐蚀，是指HSO2、SO3的水溶液及稀硫酸对金属的腐蚀是一直中电化学的反应过程。 其中，电化学反应步骤是其控制步骤。反应的结果是金属材料不断的溶解、减薄。 硫酸是一种含氧酸，因为稀硫酸氧化性不强，所以这是一个非氧化性酸的腐蚀，主要生产氢去极化；而浓硫酸则具有很强的氧化性，属于氧化性酸类，从而让部分硫酸管道内壁有自钝化的能力，如可在硫酸管道内表面生成一层组织致密的钝化膜，这种膜不会被溶解于浓硫酸，从而有效的防止硫酸管道腐蚀的发生。2.2.2.2 露点腐蚀 介质水蒸气与SO3 气体会结合生成硫酸蒸汽，当与冷面相遇受到冷却腐蚀设备、

21、管线。 通常，硫酸露点的预测有三个重要方法：一是汤桂华露点图，二是鲁奇公司露点图，三是Meyerhof计算式。汤桂华露点图是根据1956年T.卢勤思机的一套比较完整的H2O-SO3 -H2SO4系统相平衡实验数据，是比较理想的情况。鲁奇公司露点图是该公司针对硫酸生产管道防腐蚀部分提供的。Meyerhof公司是目前估算一般燃料烟道气露点较为准确的公式。如果能控制生产温度高于硫酸露点温度，便可有效的防止露点腐蚀。2.3 管道容易腐蚀的部位 管道的腐蚀与外界环境条件密切相关，也有理由是防腐管材料本身的影响。部分往往是在管道腐蚀，管与内接头和其他保护措施相对薄弱。 第三章 防腐设计3.1 硫酸管道防腐

22、方案分析设计硫酸管道中的腐蚀控制（一）防腐蚀设计的一般原则1硫酸管道的腐蚀因素 腐蚀存在于硫酸系统管网的，腐蚀因素各色各样【3】。因此，在硫酸管道防腐蚀设计中，首先要对硫酸管道所处的环境以及硫酸管道输送进行调查，抓住做到对不同的状况，发挥硫酸管道防腐的最佳方法，提高硫酸管道防腐的整体技术水平。在酸碱管道最常见的腐蚀性介质有土壤、水、酸碱液体和大气【7】。（1）水腐蚀性调查主要包括： 用于与水接触的钢的腐蚀速率的测定。 根据工程测量溶解的CO2，H2S的实际要求，pH值和电导率。（2） 腐蚀性酸和碱碱液态水，硫化氢，主要测定二氧化碳，水和盐，当pH值达到10%，其耐蚀性是特别严重的。 每个人都知

23、道硫酸管道技术可靠的防腐蚀保护措施的确定，管道防腐的目的是延长硫酸硫酸管道的使用寿命，提高综合经济效益。如果采用的防腐蚀技术不够成熟，那么就会出现相反的结果。然而，如果片面强调技术先进和忽视的经济可行性，还没有达到防腐的目的。3.1.2 选用正确的硫酸管道材料 （1）合理设计金属结构：浓硫酸管道内壁的选择非常重要，因此我从网络上搜索出几种适合浓硫酸管道内壁材料，长距离输送管道材料的选用浓硫酸中硫酸的生产，酸的输送管最常用的是铸铁管道，少量的钢材内衬含氟塑料管，更高级的是阳极保护的不锈钢管道。 使用寿命长铸铁的管道，通常为5年，但铸铁管道法兰连接，酸泄漏的隐患点，远离泵的出口在酸的长输管线，泵的

24、启动或闭合，瞬间压力很容易脆性断裂铸铁管。 浓硫酸和碳钢腐蚀的正常温度，但温度和酸流量增加的损害将加速对碳钢表面保护膜，腐蚀。如酸和较低的温度和较低的流量，也可以用钢管冷的浓硫酸的壁厚。 虽然氟塑料热浓硫酸腐蚀性能优良，氟塑料管不耐负压，当泵启动或关闭子宫内膜剥离容易，特别是在大口径管道的使用。如图3-1为化工管道材料选用表。表3-1 化工管道材料选用表【2】因为本设计选取的输送原料为浓硫酸，所以选取的管道在弯头时选用陶瓷或塑料的内衬，长直输送管道选用铸铁管，泵出口输酸管线选用氟塑料内衬，外壁选用铸铁。3.1.3 管线分布线路选取 关于管线分布线路，需根据实际情况，所以就云南铜业股份硫酸分厂举

25、例 ，经过近几年的不断改造和扩建硫酸产量大幅度提高原有的硫酸储存能力已不足需要新建储酸罐 。而新建储酸罐与硫酸装置相距约 2 km ，要求用泵从计量槽输送至储酸罐。泵 的扬程 55 m ，流量150 In h，酸温 50 Co (H SO )98 ，输酸管道材质采用 DN250 铸铁管，在第一次带负荷试车过程 中，铸铁 90。弯头法兰颈部出现炸裂 ，经过讨论 ，决定采取如下措施 ：A. 加固支架，使整条管线运行稳定 ；B. 管线布置作局部改造 ，尽量减少弯头 ；C. 管道法兰与防护罩； ；D. 在直管段较长的部位增加补偿 器，以消除管段因变形而引起 的位移量；E. 在部分因地形复杂 ，布管困难

26、 ，造成管道弯头多，局部阻力大的地方，把铸铁管改成厚壁无缝钢管 ，且第一次试车出现炸裂的管道也改为厚壁无缝钢管。但进 行第 二次带负荷试车时，铸铁 90。弯头法兰颈部还有炸裂现象 ，于是对管道材质选用作了调整：在厂区人行道上方的部分铸铁管道改为厚壁无缝钢管 ；泵出口压力比较大的一段管道上所有弯头采用冲压弯头。3.2 硫酸管道防腐常用涂装体系及防腐涂装设计3.2.1 硫酸管道外壁防腐蚀涂料应具备的基本条件作为一种优异的防腐涂料必须具备下列特性: （1）不能腐蚀介质溶解，也不是由腐蚀介质和腐蚀性介质的破坏和分解，产生化学反应和有害。 （2）透气性和渗水性要小。 硫酸管道的大气腐蚀需要水分和氧气的作

27、用，否则其腐蚀速度可以忽略不及。镀锌钢的腐蚀，因此选择渗透知道作为涂层材料和屏蔽效果，提高涂层的底，使涂层达到一定厚度。有这样一个条件经常练习，耐腐蚀，耐各种涂料，但到基板的力学性能与集中涂料配合使用经常使用不适用。因此可以通过和腐蚀磨损性能的防腐蚀系统是非常好的。3.2.2 硫酸管道外壁防腐常用涂装体系在实际应用中，功能保护起到一种金属涂层往往不是很好，或不能满足防腐要求，美观的同时。因此，在管道防腐涂层表面的大多数方法是由硫酸，酸管路系统常见的功能。硫酸H2SO4管道管道系统包括底漆，中间层，每一层漆，根据需要涂刷一至数次。也有的仅仅是单层结构就同时满足不同的使用需求。表3-2为管道外壁涂

28、装体系。表3-2 管道外壁涂装体系33.2.2.1 底漆选用 底漆直接与硫酸管道内壁接触，是整个保护涂层系统的非常重要的基础，主要是具有以下特征： （1）和和粘附性好的管道硫酸表面，使膜的分子结构通常包含一个功能组。 （2）引物的粘度要低，这是为基材表面润湿性好；而且溶剂的挥发不太可能有现场全时间的焊接，锈蚀的痕迹，渗透的。 （3）能够产生和发展的组织侵蚀的，因此通常包含的防锈颜料，填充物抗渗透性的。 （4）因为浓硫酸腐蚀的阴极的碱性，所以基体材料涂层的应该有抗碱性。 （5）一般底涂填料焊料较多，除了硫酸管道防锈和硫酸管道抗渗透功能以外，还起到减少涂硫酸管道膜内应力的作用，以及使硫酸管道漆膜表

29、面粗糙，增加与中间层和面起结力。 如图表3.2-3、3.2-4为聚氨脂改性环氧底漆的黏性性能和底漆与热收缩带的剥离强度：表3-3 聚氨脂改性环氧底漆的黏性性能2表3-3 底漆与热收缩带的剥离强度2 从表三和表四可以看出硫酸管道中适合选择E-3的改性环氧底漆和干膜下的一号以及湿膜下的二号，四号底漆。 3.2.2.2 中间层选用 中间层的作用是是增厚提高硫酸管道屏蔽作用、硫酸管道缓冲冲击力、平整涂层表面的作用。硫酸硫酸管道管道是最重要的中间层和底层结合良好，起到承上启下的作用。和底涂料组合物含有溶剂的体积，主要依靠相互吸引力的底漆中间层，两层管材料硫酸碱扩散交织的基团组基础。在整个涂层体系中底漆和

30、面漆有时候不能够过于厚。在防蚀涂料系统中，就为提高整个涂层的屏蔽功能，所以厚度要求比较高.如图3-4为中间层的分类。表3-4 防腐蚀涂层中间层种类23.2.2.3 面漆选用面漆与环境相接处和环境，因此必须耐环境化学腐蚀。防腐蚀涂料系统一般采用“多层异质结构，根据树脂膜的特殊性质，不管它们是否属于同一类型的。例如，过氯乙烯漆具有良好的化学稳定性，涂层的断裂强度值很高，断裂强度和耐腐蚀性远低于氯乙烯，醇酸底漆，过氯乙烯漆”的多层异质”匹配，有涂层的附着力和耐腐蚀性能好的。就像，环氧树脂涂料粘附于金属良好的耐候性差，收缩丙烯酸/聚氨酯漆两个时钟，优良的耐候性，但是价格昂贵的，两个底部支撑，可作为室外

31、装饰钢结构防护涂料，具有优异的耐候性，而且涂层成本有所降低。所以从图表中优先选用乙烯基醚型FEVE面漆。 表3-5 防腐蚀涂层面漆种类【7】 3.2.2.4 底漆、中间层、面漆方案选取 综合以上的介绍可以从以下的几种方案根据使用年限选取涂层：表3-6 硫酸管道外壁涂料选取73.2.2.4 硫酸管道外壁涂层厚度与涂装道数涂层厚度和耐蚀性有直接的关系，尤其是在严重腐蚀环境中的重防腐涂料，必须干膜厚度。这往往需要多个涂料，主要原因是通常无涂层不宜太厚。如果涂层太薄，表面氧氧化干燥，皱纹的皮肤和层内不干燥，多层涂层体系，和的总厚度数越多，越厚的涂层系统。由于其低固体的含量，多层涂层的优点是各层之间相互

32、覆盖的缺陷。多涂层必须达到规定的漆膜厚度，但现在所有的电影总是不可避免地存在一些缺陷，发生腐蚀缺陷的薄弱部位首先发生腐蚀。但如果太厚的涂层，通常会导致在涂料中较高的内应力，在使用过程中，因受外力或开裂倾向的温度变化。或者具有一定的弹性都有利于增厚。树脂内聚力大，都有利于增加涂膜的内聚力，也有利于增厚。如图3-1、3-2硫酸管道防腐层道数和厚度： 图3-1 硫酸管道防腐层道数4 图 3-2 硫酸管道防腐层厚度4 3.2.3 硫酸管道外壁防腐层涂装设计 硫酸管道的涂装由于其规则的外形，常常采用机械化的作业线上在防腐预制厂预知的，以提高效率，保证涂装质量。三层聚乙烯防腐层、熔接环氧粉末涂层也是如此。

33、我国许多硫酸管道都采用了这两种涂层体系，即三层聚乙烯和熔接环氧粉末涂层体系。三层聚乙烯的生产线与熔接环氧粉末类似，就是在环氧粉末喷涂之后，再加上聚合物热熔胶和通过挤涂机挤涂聚乙烯外防护层的工艺过程。本节将先介绍国际上享有盛名的熔接环氧粉末管道涂层的生产线。如图3-7 所示两种管道防腐层涂装设计方案：表3-7 硫酸管道防腐层涂装设计93.2.3.1 硫酸管道熔接环氧粉末外涂层设计 该种管道防腐层采用的是熔接环氧粉末的静电喷涂技术、喷雾薄膜达到设计厚度。这是因为环氧粉末涂料是一种热固性粉末涂料，它对粉末涂料粒度均匀。它在室温下没有化学反应，在高的温度化学反应，融化和固化后形成涂层，薄膜的厚度约为3

34、50um，浓硫酸管道环氧树脂粉末在喷涂前应抛丸清理封闭的，Sa2.5级标准对表面清洁度，表面锚定到达一个深度为40 70um。 在粉末静电喷涂作业时，以纯净的压缩空气为动力将粉末送到静电场，使粉末颗粒带电，并通过静电场飞翔已经预热的管道表面。 3.2.2.1.1 熔结环氧粉末外涂层涂布的工艺流程 熔结环氧粉末外涂层的工艺流程如下所示： 硫酸管道上线硫酸管道预热检测表面处理除尘中频感应加热水淋冷却电火花检测成品下线 熔结环氧粉末外涂层的涂层工艺见图3-3. 图3-3 熔结环氧粉末外涂层的涂层工艺【2】3.2.2.1.2 熔接环氧粉末的工艺过程和参数 熔结环氧粉末外涂层涂布作业线的布置如图3-4所

35、示.图3-4 硫酸管道环氧粉末外防腐蚀涂装作业线【2】 1. 熔结环氧粉末外涂层涂层主要工艺参数【2】（1） 除锈质量：Sa2.5级； （2） 粗糙度：4070um；（3）除锈速度：14m/min；（4）预热温度：180275；（5）供风压力：0.60.8MPa；（6）喷涂速度：12m/min；（7）涂层厚度：0.30.4mm；【2】（1） 传动轮组；（2） 抛丸除锈设备；（3） 中频加热设备；（4） 粉末喷涂设备。 【2】（1）管道表面预处理 硫酸管道外表面涂装之前，必须将硫酸管道外表面的油脂及任何其他清除干净。 硫酸管道喷（抛）丸清理应达到硫酸管道表面的锚纹深度（表面粗糙度）应在4070u

36、m范围内，并符合粉末生产厂家的要求。 硫酸管道喷（抛）丸处理前，应预硫酸管道，预热温度为4060。 喷（抛）丸处理后，应将硫酸管道外面残留的锈粉和灰尘清除干净。 若用户另有特殊要求，在涂前应做另外的表面预处理（如磷化）。（2） 粉末的静电喷涂及固化温度 硫酸管道外边面的喷涂温度必须符合环氧粉末涂层的温度范围内，但最多不应超过275。在中频感应加热淬火线圈的钢管外壁被加热到温度固化的环氧树脂粉末涂料，应加温使用精密仪器设备，确保管子壁温可以满足环氧树脂粉末涂料，以保证涂层的质量。加热温度的调节通过中频感应电源。 粉末静电喷涂：环氧粉末涂料静电喷涂时，要将环氧粉末涂料颗粒从供粉桶中吸起，经管路进入

37、喷枪，在高压静电场的静电作用下均的涂膜在硫酸管道的表面，经固化形成连续和有效的致密环氧涂层。 整个喷淋系统用压缩空气净化器，供粉装置，喷淋室及无除尘器。喷枪是关键。喷枪是喷涂的关键。没把喷枪的喷粉量和喷枪个数的选择及安置与被涂装管道的大小及涂层的厚度设计和管道的涂装速度密切相关。 喷涂外涂装时，骨壶温度和固化时间应符合所用环氧粉末涂料的要求和行业标准。 该高度自动化涂装管道外防腐涂层的流水线，从抛丸到管道表面的电感应加热、自动化的粉末静电喷涂等。我国目前已具备上百条的生产线，而且都是自行生产设计制造的。 熔结环氧粉末涂层的生产及涂层管的搬运、施工见图3-3、图3-4。 图3-5 熔结环氧粉末涂

38、层生产【8】 图3-6 熔结环氧粉末涂层管的搬运【5】3.2.2.1.3 熔结环氧粉末涂层的结构设计硫酸管道熔结环氧粉末外涂层为一次成膜的结构，熔结环氧粉末外涂层的厚度应符合管道工程的设计规定没设计无规定时，可根据涂层使用条件参照表3-8表38熔结环氧粉末涂层结构和厚度【8】3.2.4 硫酸管道管内壁覆盖层选用 浓硫酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，所以如果选择内壁涂层就必须考虑到浓硫酸的化学性质，聚乙烯涂层的出现推动了粉末涂料的迅猛发展，然后用环氧粉末涂料在管道防腐优良的附着力和耐腐蚀性能的开始。首先，环氧煤焦油涂料如下：1）施工现场，施工现场固化速度慢，固化剂的比例是不准确的或不完全的混合，施工

39、周期长。2）由于大量溶剂在施工，容易对一些施工单位（加溶剂稀释的涂料，上升时间，成本）。3）是由两部分构成的，在玻璃的的纤维建设过程中，容易损坏建筑工人们肌肤，容易形成治愈是不好的或凝固的的质量不平衡。4）涂料层由增强玻璃布，玻璃纤维布，石蜡，环氧树脂固化的受温度变化的影响，夹层的附着力的影响。其次，水泥砂浆防腐：如果这个管道的施工，内壁的操作不当，壳空鼓现象更为严重。抗渗能力是混凝土粘接强度低。更高的环保要求，整体不强，内力大于10砂浆，需要建设。由于在水泥砂浆，水泥大收缩，当在水泥砂浆找平层硬化收缩形成腐蚀容易产生空鼓的情况下，在砂浆找平层和混凝土壳部。 聚乙烯涂层：具有很好的韧性具有良好

40、的韧性，弯曲，适当的涂装，防水涂层工艺，简单好。但是，涂层致密，缓慢渗漏；造成涂层脱落在长期使用过程中的风险有两个原因。与非极性结构，抗冲击性的聚乙烯分子，阴极保护电流，耐酸碱，低污染，温度适用范围相对较低 环氧粉末涂层：环氧涂层和致密的结构决定了只有涂层薄而脆，环氧树脂的分子结构决定了它极强的附着力，是一种很好的耐腐蚀涂层。下图为多种内壁涂层性能及其检测表格。表3-9 多种内壁涂层性能及检测9现在的第四代防腐熔结环氧粉末内防腐管道，如下图3-10所示。图3-10 管道防腐形式的升级换代8所以就本设计的浓硫酸的内壁选用的是聚乙烯材料，可以有效的阻隔浓硫酸的腐蚀。3.3 硫酸管道电化学防腐常见技

41、术及防腐设计3.3.1 硫酸管道电化学防腐常见技术3.3.1.1 阴极保护 电流和阳极阴极保护系统： 外部电流或牺牲阳极的基础上：a.该项目的大小和形状。应用的电流规模较大的项目一般的选择，受保护的金属建筑应该使用牺牲阳极的阴极。b.没有力量经济便利。c.介质的电导率的大小。在介质的小的电导率，外加电流的一般的选择。d.在杂散电流腐蚀区，关于管地电位明显的波动，不应使用牺牲阳极保护。e.牺牲代替阳极的这种可能性，适当的选择牺牲阳极法外加直流电流，否则的话。f.被用来在两个方法，技术和经济分析应进行的对系统的选择。该阴极保护系统设计主要的目标：a. 提供了电流保护装置足够的保护金属材料，并对保护

42、用电流分配的实现理想的结果的保护。3.3.2 硫酸管道电化学防腐蚀设计近年来，在管道阴极保护腐蚀领域发表了一系列的规范，例如，在一个特定的行业标准中提到的“高，只有时间压力和公称直径大于150mm涂层保护，管道施工单位”的阴极保护系统的逐渐增加，与存在的硫酸盐腐蚀管道的危害和额外的阴极保护系统逐渐，越来越严重的情况和管道系统有效地控制腐蚀的阴极保护，在2002七月，它使硫酸管道设计和施工设计。3.3.2.1 情况简介 该工厂输酸管线由8.5千米长输管线和5.25千米输酸管网组成，其中输酸管网又有输出酸管、传送酸管、入罐酸管构成，整个管网涉及的管道的规格有2197mm、3258mm、3779mm

43、、42610等多种，管道的外防腐层为熔结环氧粉末（PBE），除了一些送酸管道网络，大部分埋在混凝土地面，连输酸泵和酸碱管道，复杂的硫酸管道网系统。3.3.2.2 阴极保护方法的选择阴极保护选择强制电流保护系统。更多的零散分布的多个网络，在整个网络的中心位置和水电酸碱，包括管理相对容易，所以阴极保护站建在酸基地的选择，满足长输管道的需要，深井阳极地床，测绘工程酸基地址，发现主要是粘土材料，土壤电阻率25米，非常适合用于阳极地床，就钻阳极井及安装阳极是需要防止阳极的崩溃【4】。3.3.2.3 阴极保护设计3.3.2.3.1 设计参数选择 （1）最小保护电位：按照标准，埋地管道的最小保护电位必须达到

44、-0.85V(SCE)或者更负。 （2）通电点电位：通电点电位设计为-1.25V(SCE).由于沥青管道防腐层老化，在-1.50v的负控制电位。 （3）最小保护电流密度：根据输酸管道外防腐层绝缘电阻情况，最小保护电流密度取I=1mA/m2 .3.2.2.3.2 设计计算 方案：采用深井阳极，N支751500mm高硅铸铁阳极并联【3】. 单支立式阳极接地电阻的计算式中：公式：P硫酸管道土壤电阻率阳极，M； L硫酸管道阳极长度（含填料），m； D硫酸管道直径的阳极（包括包装），M； T硫酸管道埋深（填料） 10个平行的深层表现的接地电阻值的组合Ag=FRV/N式中：F电阻修正系数； N并联阳极支数

45、； 一个站设置两口井，Ag=FRV/N 设备输出电压V=I(Ra+Ac+RL)+Ar式中：I电源设备输出电流I=I总； Ra硫酸管道阳极组接地电阻； Ac硫酸管道阳极土壤过渡电阻； RL硫酸管道导线电阻； AR反电势硫酸管道焦炭阳极地床; V=20V,I=10A.从长远应用的角度考虑选用V=20V,I=10A的可自动转换的恒电位依一套。电源功率=（I总V）/=900W.阳极重量的计算G=(TgI)/K式中：K硫酸管道阳极的消耗率，a； g硫酸管道阳极的利用率，A； I硫酸管道阳极的设计寿命0.6kg/（Aa）； T硫酸管道阳极的工作电流0.60.75； G583kg，经计算硫酸管道阳极的设计使

46、用重量G=980kg远大于理论消耗 重量，证明此设计能满足要求。为方便随时监控，酸库，卸酸站分别设置测试桩。结 论 在本次课题设计中，我们对硫酸管道进行了表面涂装和阴极保护的工艺设计要求，以及将所有的工艺设计要求在实际中应用和计算，从以上的课题研究中我主要就三层聚乙烯的生产线与熔接环氧粉末类似，是在环氧粉末喷涂后，再加上聚合物热熔胶和通过挤涂机挤涂聚乙烯外防护层的工艺过程。本节将先介绍国际上享有盛名的熔接环氧粉末管道涂层的生产线。阴极保护是目前国内外公认的经济有效的防腐蚀措施。阴极保护系统分外加电流与牺牲阳极两种，本文就阴极保护做详细叙述，感谢帮助我的老师和同学。参考文献1翁永基.土壤腐蚀试验

47、的设计安排j.腐蚀科学与防护技术，1991，（2）.2蒋文勇.阴极保护在钢质埋地天然气管道腐蚀上的运用d.重庆大学，2008. 3 廖宇平, 李志勇 管道外防腐层的应用与存在的问题J 2005, 24 (4) : 36- 39 4 胡士信 国内管道防腐层技术现状及差距 J 防腐保温技术, 2005, 13 (1):1 - 6 5 杨晓鸿 硫酸管道管道双层熔结环氧粉末防腐体系的应用 J 2005, 24 (1) : 43- 46. 6 R Richard N P capeline coat bings overview M Pip dateline Striges, 1998. 7 吴宝华 俄罗

48、斯的搪瓷管道生产技术概况 J 中国搪瓷, 1996 ( 12) : 20- 25 8 李远利. 管道防腐涂层新发展 J 涂料工业,2007, 37 ( 2) : 55 - 57 9 李金梅. 管道防腐技术 J 防腐保温技术,2006, 14 ( 2) : 17 - 18 10 DonaldQKern.ProcessHeatTransfer.NewYork:McGrann-Hill,1990致 谢 光阴似箭，日月如梭，时间过得很快，大学时光即将结束，转眼间就要毕业了。大学最后一个学期有一个任务就是做毕业设计。毕业设计是对我们大学所学知识的总结升华，同时也是对我们的一次检测。这次我们的组的课题是基于硫酸管道防腐工艺设计，主要运用我们所学的知识金属防腐蚀来完成这次毕业设计，在设计的过程中从最初的设计，到防腐流程设计、，到最后的论文写作都得到了我们老师罗来辉老师的精心指导和热情地帮助，在论文完成之际，向老师表示衷心地感谢在我做设计的过程中，我的各位老师和同学给我提供了很多帮助和支持，在此表示特别的感谢！ 学生签名：