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<當前世界化工行業防腐材料發展動向>
 
    隨著經濟的發展,對化工產品的需求不斷增加,越來越多生產設備的運行超出設計能力,因而目前對全球的化工企業而言,防止工藝設備因受到腐蝕發生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認為,材料?;ず頭欄朧┦墻檔臀し延煤褪構こО踩榷ㄔ誦械鬧匾V?。 近年來化工領域工程建設的競爭日益激烈,為了降低投標價格,中標單位對于防腐措施,如使用優質合金、表面處理技術、防腐劑(包括涂層)、陰極?;ず馱諳吒醇囁叵低車鵲鬧厥映潭讓饗圓還?,這在發展中國家表現得尤為突出。 目前化工行業對新的和現有的工業構件進行防護和?;さ囊笤嚼叢礁?,人們對涂料和防腐技術的需求增長迅速。但防腐行業分工很細,從事這個行業生產的公司眾多,產品的銷售也千差萬別。目前,全球生產防護涂料的主要公司有杜邦、巴斯夫、阿克蘇.諾貝爾和ICI等。 有機聚合物是防腐涂料家族中的主要產品之一,為了滿足日益嚴格的要求,這種涂料的性能不斷得到改善。如系列的酯族聚酮聚合物,可以作為金屬管道和容器的防腐底漆;美國開發出一種新型全氟化材料,可在醫藥工業上作為大型儲罐和高壓容器的底漆,既可防止儲罐和容器的內部發生腐蝕,而且不與礦物酸、堿、氧化劑和容器發生化學反應,也不會與關鍵的醫藥成分發生反應。 另外,由開發的一種新型熱塑性涂料可用于?;じ痔璞岡詬蔥曰肪持脅槐桓?,其涂層可以?;ぴ誦兄械納璞?,也可以?;へ瓴獯嫻納璞?,尤其適合用于?;しɡ寄誆亢推淥恍┬巫唇銜厥獾淖爸?。據生產廠家稱,此種涂料比其他涂料更容易去除銹斑,比塑料的法蘭?;ふ鐘猛靖惴?,并可以大幅度地降低海洋石油平臺的防腐成本。 與此同時,美國計劃商業化推出一種新型的聚氨酯,可用在抗開裂的復合材料、化學防腐劑和密封劑上。據說,這種新材料比常規的聚氨酯具有更好的耐化學腐蝕性能,而且生產也更加安全,因為它不是用有毒的異氰酸酯母體生產的。而是采用環狀碳酸酯等制成的,且這種新型聚氨酯的成本完全可以和常規的聚氨酯競爭。 在根據化學流程工業標準認為“低溫”狀態下(例如400度以下)的各種防腐應用場合,耐高溫塑料起著越來越重要的作用。各種含氟聚合物,特別是聚四氟乙烯(PTFE),實際上可以抵抗任何化學品的腐蝕。當用玻璃纖維和石墨纖維增強后,聚四氟乙烯甚至可以耐500度以上的高溫。但是,當用作抗壓密封墊、閥門密封圈和閥座時,聚四氟乙烯和其他含氟聚合物有著致命的弱點,即低溫流動等問題。能防止低溫流動的一種熱塑性塑料是PEEK,它雖然不如含氟聚合物那樣耐化學腐蝕,但它是與之性能為接近的一種材料。另外,環氧樹脂也可以提供廣泛的抗腐性能,特別是在海洋和有氯的環境中。 具有更佳的抗腐性能和強度的新材料近年來不斷涌入市場。如用于管道和熱交換器的不銹鋼,用釩增強的制造反應器的材料,高溫下使用的高強度鋼等。生產這些材料時可能會有特殊要求,以確保它們的不同使用場合的耐腐蝕性能,而這些特殊要求往往是工業標準和規范上所沒有的。在過去幾十年里,含鉻量高的合金被證明無論是在還原還是氧化環境中性能都很好,加進了能耐腐蝕的元素后,使其更適合在苛刻的大氣和溶液中使用。含鉻量高的耐熱鐵合金,可用于制造大口徑的厚壁電站鍋爐管道。與此同時,研究人員正在集中精力開發新材料和在化工流程工業方面的應用。日本研究和開發中心與日本多家企業正在合作開發一種性能超過現有材料的超級金屬。現有的適用鐵合金的晶粒直徑在10-100微米之間,科研人員正在努力將晶粒直徑縮小到1微米以下,并提高其強度、韌性,使其具有更好的耐腐性能。 應用于高腐蝕介質,如濃鹽酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氯化有機化合物和酸性金屬氯化物水溶液的化工設備,只有少數材料可以制造,而在金屬材料中,因制造成本原因排除了貴金屬后,只有高熔點金屬鈦能勝任這一工作。 由于表面能形成極為穩定的五氧化鈦層,鈦對許多氧化物質和還原物質具有極好的耐腐蝕性,只有氫氟酸和氟離子才能侵蝕鈦材料。因此,幾乎所有類型的化工設備和部件,如容器、管道、閥門、攪拌器等都可以用鈦材料制造。不過由于相同環境下的傳熱不同,熱交換器更易受到腐蝕因此用鈦材料制成熱交換器,更能體現其性能的優越。一般由于重量和成本的原因,用鈦材料制造的部件壁厚都非常薄,這也使得鈦材料設備的傳熱性能良好,換熱表面積大大減小,裝置結構可更加緊湊。另外,鈦材料的延展性好,易于冷卻成型制成各種部件,同時,鈦材料制件的強度高,比塑料制件可以承受更高的操作壓力。鈦的熔點為3000度,在此條件下,會與其他金屬形成易脆化的化合物。因而鈦材料設備的質量還與設計經驗和制造技術有很大關系。 另外,表面處理是金屬材料提高抗腐蝕性能的另一種有效辦法。在不銹鋼表面涂敷銀基纖焊合金,可以提高其強度并使其具有良好的抗腐蝕和抗氧化性能。這類技術已經用于熱交換器等的生產,現在正在評估應用于鋁和陶瓷方面的情況。美國開發出一種可用于鋁合金的被稱為微等離子工藝(MPP)斷電化學微電弧氧化工藝,可以形成一層厚的涂層,能耐腐蝕、耐磨損、耐熱,并且有絕緣性能。MPP工藝也可以用于鋼鐵的表面?;?。目前正在進行研究,進一步應用于鈦和鎂上。 總體上看,充分利用現有的防腐技術,選用合適的防腐材料,不僅可使生產過程更安全可靠,還可有效地降低管理成本和維護費用。而如何生產出更經濟、實用的防腐材料,提高裝置的防腐效果,仍將是本世紀工程和科研人員為之努力的方向。
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