不锈钢酸洗工程用耐腐蚀树脂

作者：无锡光明化工厂 杜葆光 张卫

欢迎访问e展厅 展厅 1 工程塑料展厅 聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ... 随着我国国民经济的快速增长，钢铁工业发展迅速。不锈钢的酸洗处理是不锈钢及其制品生产加工过程中的重要一环。不锈钢酸洗用酸洗液是多种酸的混合物，腐蚀性强且具有氧化性，腐蚀介质温度较高。用耐腐蚀树脂解决酸洗工程中的槽、地面、沟、坑的腐蚀问题是目前常用的方法。 1. 酸洗工程用耐腐蚀树脂 1.1 双酚A型环氧树脂 双酚A型环氧树脂是我国60年代开始应用的耐腐蚀树脂。如上钢十厂冷軋板酸洗车间酸洗槽用环氧玻璃钢制作，酸洗液为盐酸，浓度25-30％，温度在80℃以下，使用时间为1969年至1992年。 环氧树脂用于酸洗工程防腐的缺点是：耐温性较低，最高使用温度在80℃以下；耐氧化性酸如耐硝酸较差；耐氢氟酸性能不好。因而在应用上受到限制。但环氧树脂粘结力较好，耐盐酸、稀硫酸 、盐类的性能较好，因而至今在酸洗工程中仍有限制的被应用。 1.2 呋喃树脂 呋喃树脂耐腐蚀性较好，耐温性高，最高使用温度可达160℃。60年代在我国防腐蚀工程中有应用。但由于其粘结强度低，脆性较大等缺点，一度曾没有被列入“工业建筑防腐蚀施工及验收规范”和“工业建筑防腐蚀设计规范”。 80年代改性呋喃树脂—YJ呋喃树脂的研制成功使我国呋喃树脂的应用出现了新的生机。无锡光明化工厂开发生产的GM系列呋喃树脂也已列入新的“呋喃树脂防腐蚀工程技术规程” 1.3 双酚A不饱和聚酯树脂 双酚A不饱和聚酯树脂于70年代在我国开始应用于酸洗工程的防腐蚀。如1977年用于上海金山石化总厂机修厂酸洗地面、地坑、地沟。介质为硝酸、氢氟酸、氢氧化钠溶液。近年来在酸洗行业防腐蚀中逐步被乙烯基酯树脂取代。 1.4 二甲苯型不饱和聚酯树脂 我国的二甲苯型不饱和聚酯树脂首先由华东化工学院开发并投入工业化生产应用。无锡光明化工厂于90年代初开始产品的开发，通过树脂的改性和树脂生产工艺的改进，目前生产的Xm系列二甲苯型不饱和聚酯树脂的活性好，固化物表面不发粘。产品在宝钢2＃彩涂工程废水管廊，宝钢2030废水处理系统废水池等工程使用均获得理想效果。宝钢1800冷轧带钢工程三标项目正采用Xm二甲苯不饱和聚酯树脂防腐蚀，于2003年9月开始施工，2004年8月工程完工。 1.5 乙烯基酯树脂 乙烯基酯树脂是由环氧树脂与不饱和一元酸加聚而成的一种新型耐腐蚀树脂，它兼有不饱和聚酯树脂与环氧树脂两种树脂之优点。其工艺性能与不饱和聚酯树脂一样，树脂粘度低，操作方便，可用引发剂、促进剂常温固化，施工不受季节限制。树脂中含有羟基，对玻璃纤维等有优良的浸润性和粘结力。乙烯基酯树脂具有优良的耐腐蚀性能，耐碱性与环氧树脂相似，耐酸性及抗氧化性与双酚A不饱和聚酯树脂相似。交联密度高的乙烯基酯树脂有良好的耐溶剂性和耐热性。 国内乙烯基酯树脂的开发始于80年代初，90年代开始有应用于酸洗工程的实例。由于乙烯基酯树脂的性能优良，现在已成为我国酸洗工程防腐蚀首选的品种。 乙烯基酯树脂的品种较多，目前已实现工业化批量生产的基本类型有双酚Ａ环氧丙烯酸类，双酚Ａ环氧甲基丙烯酸类和酚醛环氧类乙烯基酯树脂。酸洗工程多用后两类树脂。在几类树脂中酚醛环氧乙烯基酯树脂分子中除含有多个稳定的苯环结构外且端基有多个双键，其交联密度最大，因而其耐热性最高；耐腐蚀、耐氧化性酸、耐溶剂性最好。 1.6 几类树脂的性能比较 为了便于树脂材料的比较选择，就酸洗工程的特点将以上几种树脂作一比较，见表1. 树脂品种性能 环氧树脂 呋喃树脂 双酚A不饱和聚酯树脂 二甲苯不饱和聚酯树脂 双酚A乙烯基酯树脂 酚醛环氧乙烯基酯树脂 耐腐蚀性 盐酸 ≤31％，耐 ≤31％，耐 任意浓度耐 ≦31％ 耐 任意浓度耐 任意浓度耐 硫酸 ≦60％，耐 ≦60％，耐 ≦70％，耐 ≦70％，耐 ≦70％，耐 ≦75％，耐 硝酸 ≦10， 尚耐 ≦10％，耐 ≦40％，耐 ≦40％，耐 ≦40％，耐 ≦40％，耐 氢氟酸 ≦5， 尚耐 ≦20％，耐 ≦30％，耐 ≦30％，耐 ≦30％，耐 ≦30％，耐 氢氧化钠 耐 尚耐 尚耐 尚耐 尚耐 耐 酸洗中和的盐类 耐 耐 耐 耐 耐 耐 5％硫酸， 5％氢氧化钠交替 耐 耐 耐 耐 耐 耐 力学强度 高 一般 高 一般 高 高 粘结力 高 一般 高 高 高 高 收缩率 小 一般 大 较大 较大 较大 使用温度(液相) 80℃ 160℃ 100℃ 90℃ 100℃ 120℃ 施工工艺性 一般 一般 好 好 好 好 价格 中 较低 较高 较低 较高 高 注：耐腐蚀性与介质温度有关，在不同温度下会有不同结果，表中数据供参考 2. 工程实例 结合具体的工程实例，就目前酸洗工程如何选材，防腐蚀如何做作一交流。 2.1 宁波宝新二期不锈钢冷带退火酸洗工程 2.1.1工程概况 业主：宁波宝新不锈钢有限公司 工程名称：宁波宝新二期不锈钢冷带退火酸洗工程 工程部位：酸再生，酸洗线，中性盐回收站，废酸处理站 设计单位：上海冶金设计研究院 施工单位：上海化坚隔热防腐工程有限公司 施工时间：2001年10月—2002年2月 施工面积：2300平方米 腐蚀介质：硝酸，槽中酸液浓度 200g/L， 槽中酸液温度 75-85℃，原液浓度65％； 氢氟酸，槽中酸液浓度 55g/L， 槽中酸液 温度 75-85℃，原液浓度70％ 2.1.2各部位的做法 a. 地坪，设备基础： 乙烯基酯树脂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 5mm乙烯基酯树脂砂浆面层 b.硝酸区域地沟： 乙烯基酯树脂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层 c. 硝酸区域深坑： 乙烯基酯树脂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X150X50耐酸砖面层 d.硝酸，氢氟酸区域地沟： 乙烯基酯树脂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X150X50不透性石墨砖面层。 2.1.3材料选择 树脂选择双酚A甲基丙烯酸类乙烯基酯树脂； 布采用涤纶布，粉料采用重晶石粉，砂采用重晶石砂。 2.1.4工程特点 介质为混合酸，具有强氧化性和强腐蚀性；介质浓度高温度高；施工后期温度低(-4℃) 2.2五钢不锈钢长型材工程 2.2.1工程概况 业主：宝钢集团五钢有限公司 工程名称：五钢不锈钢长型材工程 工程部位：酸洗车间 设计单位：上海冶金设计研究院 施工单位：上海化坚隔热防腐工程有限公司 施工面积：3500平方米 施工日期：2003年12月—2004年2月 腐蚀介质：硝酸，槽中酸液浓度 180-210 g/L，槽中酸液温度 50-55℃，原液浓度65％ 氢氟酸，槽中酸液浓度50- 55g/L，槽中酸液温度 50-55℃，原液浓度70％ 硫酸， 槽中酸液浓度200g/L， 槽中酸液温度 55-70℃ ，原液浓度98％ 2.2.2各部位的做法 a硫酸，硝酸 区域地坪，设备基础： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 5mm乙烯基酯树脂砂浆面层。 b.硫酸，硝酸区域地沟： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层 c.硫酸，硝酸区域地坑： 环氧树脂底涂打底一道； 二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑二层150X150X20耐酸砖面层 d氢氧化钠，碳酸钠，硝酸钠区域地坪，设备基础： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油环氧树脂玻璃钢隔离层； 5mm环氧树脂砂浆面层。 e.氢氧化钠，碳酸钠，硝酸钠 区域地沟： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油环氧树脂玻璃钢隔离层； 环氧树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层 f.硫酸，硝酸，氢氟酸区域地坪，设备基础： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 5mm乙烯基酯树脂砂浆面层。 g硫酸，硝酸，氢氟酸区域地坑： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑二层150X70X10不透性石墨砖面层 h硫酸，硝酸，氢氟酸区域地沟： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； 乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X70X10不透性石墨砖面层。 2.2.3材料选择 树脂选择BRT4000乙烯基酯树脂；当介质为硫酸硝酸、氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钠时采用玻璃布、耐酸砖、石英粉、石英砂； 当介质为氢氟酸或混合酸中含氢氟酸时采用涤纶布、石墨砖、重晶石粉、重晶石砂。 2.2.4工程特点 介质为混合酸，具有强氧化性和强腐蚀性；介质浓度高温度高；施工后期温度低(-5℃) 2.3 宝钢2＃彩涂(碳钢)酸洗工程 2.3.1工程概况 业主：宝山钢铁股份有限公司 工程名称：宝钢2＃彩涂工程 工程部位：废水管廊，厂房内废酸坑 设计单位：武汉钢铁设计研究院 施工单位：上海化坚隔热防腐工程有限公司(宝冶建设公司总承包) 施工面积：1560平方米 施工日期：2000年9月—2001年2月 腐蚀介质： 废酸坑内为 5%硝酸, 15%硫酸, 10%盐酸； 混合酸液酸液最高温度 85℃ 2.3.2各部位的做法 a 废酸坑底部： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油BRT3002乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； BRT3002乙烯基酯树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层 b 废酸坑壁及盖板： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油BRT3002乙烯基酯树脂玻璃钢隔离层； BRT3002乙烯基酯树脂鳞片涂料3道 c. 废水管廊底部 环氧树脂底涂打底一道；二布三油Xm-2二甲苯型不饱和聚酯树脂玻璃钢隔离层； Xm-2二甲苯型不饱和聚酯树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层 d.废水管廊墙面 1:2水泥砂浆砌筑150X150X15耐酸砖；Xm-2二甲苯型不饱和聚酯树脂胶泥勾缝，缝宽6-8mm，缝深10-12mm e.废水管廊顶部 刷氯磺化聚乙烯涂料5道 2.3.3材料选择 采用玻璃布，耐酸砖，石英粉，石英砂 2.3.4工程特点 介质为混合酸，强腐蚀性、温度高、施工温度低(-5℃)、管廊内湿度大。 本工程2002.8由国家冶金工业局工程质量监督总站宝钢监督站核定为优良工程 2.4宝钢冷轧2030废水处理系统 废水池介质：稀的硫酸、盐酸、氢氧化钠、铬离子、油等；介质温度：50-70℃ 施工单位：上海化坚隔热防腐工程有限公司 ，施工日期：2000年9月 防腐结构： 环氧树脂底涂打底一道；二布三油Xm-2二甲苯不饱和聚酯树脂玻璃钢隔离层；Xm-2树脂胶泥砌筑150X150X20耐酸砖面层。 材料采用玻璃布，耐酸砖，石英粉，石英砂。 2004年 3月检查效果很好，没有发现腐蚀现象。 3. 讨论 a.乙烯基酯树脂是目前酸洗工程防腐蚀的优良树脂品种，当酸洗液温度较高，氧化性较强时，可选择双酚A甲基丙烯酸类的乙烯基酯树脂；当酸洗液温度高，氧化性强时，可选择酚醛环氧类的乙烯基酯树脂。 b.在没有氧化性酸，温度较低的情况时可选择环氧树脂或二甲苯型不饱和聚酯树脂等以降低工程造价，做到物尽其用。 c．在接触氢氟酸介质的情况时，不得使用硅质材料，即不得使用玻璃纤维布、石英粉、石英砂，而要用涤纶布、石墨粉(砖)或重晶石粉、重晶石砂。 d.在用乙烯基酯树脂为主体材料时，混凝土表面打底料用环氧树脂好还是用乙烯基酯好？有认为当混凝土湿度较大时环氧树脂的粘结力好一些。在用环氧树脂打底时要注意，必须在环氧树脂充分固化后方能做乙烯基酯树脂的施工。 e.与环氧树脂相比，乙烯基酯树脂的收缩率较大，施工时要注意防止防腐蚀层发生起壳，开裂。要求混凝土基层要有足够的强度，树脂固化速度不能太快，必要时设变形缝，用耐腐蚀弹性胶泥嵌填。 f.乙烯基酯树脂在较低温度下(-5℃)也能施工。可以通过选择不同的固化体系和调节加量来调节树脂的固化速度。常用的两种固化体系为： 过氧化甲乙酮(环己酮)／环烷酸钴； 过氧化二苯甲酰／二甲基苯胺 一般使用配方为： (1)乙烯基酯树脂100／过氧化甲乙酮2~4／环烷酸钴1~4； (2)乙烯基酯树脂100／过氧化二苯甲酰2~4／二甲基苯胺1~3 配方(2)固化速度比配方(1)快，而配方(1)后固化优于配方(2)。有报导认为配方(2)固化物的耐蚀性优于配方(1)的。低温或需要较快固化时可选择配方(2)，当气温高或需要有较长凝胶时间时可采用配方(1)，并减少引发剂、促进剂的用量。(end)

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