塑料管道
(1)硬聚氯乙烯塑料管道。在防腐蝕工程中常用硬聚氯乙烯塑料和道輸送腐蝕介質(zhì)如酸、堿、鹽溶液及腐蝕氣體。它具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、質(zhì)量輕，減磨、耐震、絕緣、復(fù)合能力強，加工方便，成本低等優(yōu)良綜合性能。它的缺點耐熱性能差，硬聚氯乙烯塑料管可單獨使用，也可襯里鋼管內(nèi)部，增加強度，也可在硬聚氯乙烯塑料管外纏繞玻璃鋼增強，提高強度和使用溫度。
?、儆簿勐纫蚁┧芰衔锢砹W性能 硬聚氯乙烯在20℃以下拉伸強度可達50 MPa，但隨溫度的升高，強度下降很快，每升高1℃約下降0．6MPa；隨著濕度的降低，它的抗沖強度迅速下降。
?、谟簿勐纫蚁┧芰夏透g性能 硬聚氯乙烯塑料除氧化劑如50％以上的硝酸、發(fā)煙硫酸之外，它能耐各種濃度的酸類、堿類和鹽類溶液的腐蝕。
?、塾簿勐纫蚁┕懿囊?guī)格見表4—27。
表4-27 硬聚氯乙烯管材規(guī)格
| 公稱直徑/mm | 外徑及容差/mm | 輕型管 | 重型管 | ||
| 壁厚/mm | 的似質(zhì)量/kg·km-1 | 壁厚/mm | 近似質(zhì)量/kg·km-1 | ||
| 8 | 12.5±0.2 | 2.25±0.23 | 0.04 | ||
| 10 | 15.0±0.2 | 2.5±0.25 | 0.60 | ||
| 15 | 20.0±0.2 | 2.0±0.2 | 0.7 | 2.5±0.25 | 0.85 |
| 20 | 25.0±0.3 | 2.0±0.2 | 0.9 | 3.0±0.3 | 1.3 |
| 25 | 32.0±0.3 | 3.0±0.3 | 1.7 | 4.0±0.4 | 2.2 |
| 32 | 40.0±0.4 | 3.5±0.35 | 2.5 | 5.0±0.5 | 3.4 |
| 40 | 51.0±0.4 | 4.0±0.40 | 3.6 | 6.0±0.6 | 5.2 |
| 50 | 65.0±0.4 | 4.5±0.45 | 5.2 | 7.0±0.7 | 7.4 |
| 65 | 76.0±0.5 | 5.0±0.5 | 6.8 | 8.0±0.8 | |
| 80 | 90.0±0.5 | 6.0±0.6 | 10 | ||
| 100 | 114.0±0.6 | 7.0±0.7 | 15 | ||
| 125 | 140.0±0.8 | 8.0±0.8 | 20 | ||
| 150 | 166.0±1.0 | 8.0±0.8 | 25 | ||
| 200 | 218.0±1.3 | 10.0±1.0 | 40 | ||
?、苡簿勐纫蚁┧芰瞎艿膽?yīng)用實例見表4—28。
表4-28 硬聚氯乙烯塑料管的應(yīng)用實例
| 管道名稱 | 規(guī)格 | 介質(zhì) | 溫度/℃ | 壓力/MPa | 使用情況 |
| 稀HNO3 管道 |
φ100 硬PVC |
<42％HNO3
|
常溫
|
常壓
|
5年良好 |
| 老化器 硬PVC管 |
DN65
|
60％磺酸發(fā)煙 H2SO4 |
38
|
常壓
|
4年良好 |
| H2SO4輸送管道 | φ300×20 300m以上 硬PVC |
88g/L H2SO4 87g/L ZnSO4 185g/L NaSO4 |
25
|
0.2～0.3
|
2～3年良好
|
| 煙囪，硬PVC | φ400×32m | 廢氯氣 | 常溫 | 常壓 | 4～5年仍在用 |
| H2SO4輸送管道 | φ125×40m δ=8mm 硬PVC |
13％H2SO4
|
70 | 0.06 | 3年仍用 |
| 下水管 | φ8×40m | 28％HCl 20％異丙醇，苯，甲醛，三氯化鋁少量紅油 |
常壓 | 7～8年良好 | |
| 引風度 | φ300×3×20m 硬PVC |
氯化氫 異丙醇 |
常溫
|
常壓
|
6～7年 |
| 鹽酸室外管道 | φ1003 L=400m |
35HCl | 35 | 0.2 | 已用6年 |
| 氫氟酸管道 | φ20 | 稀HF | 60 | 已用3年 | |
| 漂白粉管道 | φ50 | 漂白粉20％ | 已用2年 | ||
| 磺酸管道 | φ65 | 磺酸60％ | 38 | 已用4年 | |
| 氯氣(濕)管道 | 電解槽出口 管道φ100 φ200 L=40～50m |
95％氯氣 | 80～90 | 已用5年 | |
| 氟氣管道 | φ800 L=100 m |
10～20g/m3 | 80～90 | 已用1年 |
(2)聚丙烯塑料管道。聚丙烯塑料具有良好的耐防腐性能，耐120℃以下的稀硫酸、磷酸、溴乙烷、硝基苯等介質(zhì)的腐蝕。聚丙烯塑料是由石油裂解氣中的丙烯聚合而成的，是無色、無味、無毒的熱塑性塑料。它是由丙烯以烷基鋁和氯化鈦為催化劑，在20～100℃和0．2～5 MPa大氣壓力之下進行聚合反應(yīng)而制得的、其分子結(jié)構(gòu)式為
平均分子量在8萬以上。
?、倬郾┧芰系奶攸c
a．綜合力學性能好，在-15～+120℃保持一定的機械強度。
b．聚丙烯的相對密度0.90～0．91，是現(xiàn)有塑料中最輕的一種。制品表面光潔，不易結(jié)垢堵塞。
c. 耐腐蝕性能優(yōu)良。
d．聚丙烯的使用溫度高于聚乙烯、聚氯乙烯，可在100℃溫度下使用。如果不受外力，在150℃時亦不變形。
e. 聚丙烯塑料的線膨脹系數(shù)比較大，約為硬聚氯乙烯的2倍。
f．聚丙烯塑料的彈性模量比硬聚氯乙烯小，但高于聚乙烯等軟塑料。它具有一定的剛度，能作單獨的結(jié)構(gòu)材料使用。
g．聚丙烯的主要缺點是成型收縮率較大，氐溫時性脆，耐磨性不好。
?、诰郾┧芰系哪透g性能 聚丙烯塑料能耐多種酸堿鹽溶液、有機溶劑。不耐氧化性酸如鉻酸、發(fā)煙硫酸、濃硝酸、氫氟酸、氯磺酸的腐蝕，與硬聚氯乙烯、聚乙烯相比，它的突出優(yōu)點在80℃以上時，還能耐70％以上的硫酸、硝酸、暖酸、各種濃度的鹽酸、40％堿以及稀醋酸、甲酸等介質(zhì)的腐蝕，甚至100℃時仍能耐許多稀酸、稀堿的腐蝕。
?、劬郾┧芰瞎?可作化工防腐輸送管道，耐腐蝕、質(zhì)量輕、易加工，價格低等特點。
聚丙烯塑料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，耐酸喊鹽溶液的作用。100℃下用于濃磷酸，40％硫酸和鹽酸溶液的介質(zhì)中，在室溫下幾乎對所有溶劑都很穩(wěn)定，不易溶解。除濃的醋酸和丙酸外，對大多數(shù)有機酸都具有良好的耐腐蝕性。聚丙烯塑料的耐腐蝕性與分子量和結(jié)晶度有關(guān)，其耐熱溫度比聚氯乙烯塑料高：最高使用溫度一般推薦為110～120℃，在沒有外力作用時允許使用到15D℃。聚丙烯塑料管國內(nèi)已有定型產(chǎn)品，選用各種規(guī)格的聚丙烯塑抖管代替其他材料的管道，用在化工生產(chǎn)上解決了腐蝕問題，實例正明具有良好效果。聚丙烯塑料管用于蘭州制藥廠作溴乙烷輸送管道，介質(zhì)溫度120～130℃，比原使用的鉛管壽命(1個月)提高10倍。
a．聚丙烯塑料彎管法蘭成型 聚丙烯塑料塑化溫度160～170℃，利用甘油加熱聚丙烯塑料管4～5 min，外觀質(zhì)量好，抗沖擊強度下降很少。
制彎管時將160～170℃熱砂裝入管內(nèi)，管兩端用塞塞緊，放入甘油中。甘油溫度(170±2)℃，不斷翻轉(zhuǎn)約3～5min管子顏色發(fā)白變軟，取出管子速放模具上彎至所需要角度，然后用冷水冷卻定型擴口，將管子一端放入(170±2)℃甘油中幾分鐘后，管口顏色發(fā)白變軟速取出，套在木模上擴口，用冷水冷卻定型，再放入甘油中加熱進行翻邊，如圖4-19所示。
b．管子連接 焊接和法蘭連接。管子熱風焊接，溫度240～270℃，焊接速度8 m／h，熱風
壓力O．02 MPa，焊條2～4 mm，焊縫冷卻后可投入使用。
法蘭連接，在聚丙烯塑料的法蘭連接中，以鋼的活套去蘭連接最有效，如圖4-20所示。
?、芫郾┕芤?guī)格推薦使用壓力，見表4—29。
表4-29 聚丙烯管規(guī)格推薦使用壓力
| 管型 | 公稱直徑/mm | 外徑/mm | 壁厚/mm | 推薦使用壓力/MPa | ||||
| 20℃ | 40℃ | 60℃ | 80℃ | 100℃ | ||||
| 輕型 | 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 |
20 25 32 40 51 65 76 90 114 140 166 218 |
2 2 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 8 10 |
1 0.6
|
0.6
0.4 |
0.4 0.25
|
0.25
0.15 |
0.15
0.1以下 |
| 重型 | 8 10 15 20 25 32 40 50 65 |
12.5 15 20 25 32 40 51 65 76 |
2.25 2.5 2.5 3 4 5 6 7 8 |
1.6
|
1.0
|
0.6
|
0.4
|
0.25
|
?、菥郾┧芰瞎茉趪鴥?nèi)使用情況 見表4—30。
表4-30 聚丙烯塑料管在國內(nèi)使用情況
| 名稱 | 規(guī)格，長度 | 介質(zhì) | 效果 | 使用單位 |
| 輸送管 | DN40,10m | 15H2SO470～80℃ | 4年良好 | 蘭化公司有機廠 |
| 輸送管 | DN40,24m | 50H2SO4100℃以下 | 良好 | 蘭化公司化肥廠 |
| 母液輸送管 | DN50,10m | 鹽酸母液pH值4 100～120 ℃ |
3年以上 | 蘭州合成制藥廠 |
| 溴乙烷蒸汽管 | DN100,12m | 溴乙烷120℃ | 良好 | 蘭州合成制藥廠 |
| 壓送管 | DN40,15m | 撲熱息痛成品液含微量醋酸pH值5 90～100 ℃ |
良好 | 蘭州合成制藥廠 |
| 噴淋管及噴頭 | DN50,1m | 管內(nèi)磷酸40℃ 管外氨氣80℃ |
1年多工藝改革停用 | 南京磷肥廠 |
| 輸送管 | DN50,45m | 氯化鋅鹽酸pH值2.3～3.5 80℃ | 半年因管彎停用 | 南京長征化工廠 |
| 蒸汽管 | DN80,7m | 氯乙酸甲酯蒸氣105～130℃ | 良好 | 廣州濃藥廠 |
| 循環(huán)管 | DN40,20m | 碳酸氫銨 40～60℃ 0.46MPa |
良好 | 蘭州紅古氮肥廠 |
| 放空管及導(dǎo)管 | DN50 DN100 DN150 300m |
氯甲基甲醚 <60℃ |
良好 | 北京化工五廠 |
| 輸送管 | DN40,100m | 氯丙烯 | 有溶脹彎曲現(xiàn)象 | 北京油漆廠 |
| 污水管 | DN150 3000m |
含硫污水30℃ | 7年良好在用 | 錦州石化煉油廠 |
| 輸送管 | DN50,16m | F22及微量鹽酸和氯仿70～80℃ | 1年多良好 | 某化工廠 |
| 輸送管 | DN50,4m DN50,1m DN50,20m DN50,2m |
氫氟酸鹽酸及微量氯仿70～80℃ 碘代丁烷106℃ 氯甲基甲醚60℃ 飽和鹽水100 ℃ |
1年多良好 | 某化工廠 |
| 輸送管 | DN50,1m | DD混劑含三氯丙烷二氯丙烷105℃ | 某化工廠 |
(3)石棉酚醛塑料管道。前蘇聯(lián)稱為法奧利特，是以酚醛樹脂為黏結(jié)劑，以耐酸石棉為填料的熱固性塑料。使用溫度130℃，耐多種酸、鹽類及有機溶劑。石棉酚醛塑料可制成各種化工管道、管件、泵、閥等。廣泛用于氯堿、染料、制藥等化工行業(yè)。
?、偈薹尤┧芰系奈锢砹W性能見表4-31。
表4-31 石棉酚醛塑料的物理力學性能
| 性能指標 | 數(shù)值 |
| 密度/kg·m-3 | 1.6～2.0 |
| 線膨脹系數(shù)(20～100℃)/℃-1 | (2～3)×10-5 |
| 馬丁耐熱度/℃ | ≥150 |
| 抗拉強度/MPa | ≥24.5 |
| 抗壓強度/MPa | ≥98.1 |
| 抗彎強度/MPa | ≥58.8 |
| 抗剪強度/MPa | ≥28.4 |
| 抗沖擊強度/N·cm·cm-2 | ≥34.3 |
| 導(dǎo)熱系數(shù)/W(m·K-1) | ≥0.178 |
| 吸水率(24h)％ | ≥0.05 |
| 酸溶液/％ | -0.6 |
| 與鋼板附著力/MPa | 0.5～2 |
?、谑薹尤┧芰系幕瘜W穩(wěn)定性能 石棉酚醛塑料能耐大部分酸類，有機溶劑等介質(zhì)的腐蝕，特別能耐鹽酸、氯化氫、硫化氫、二氧化硫、低濃度及中等濃度硫酸的腐蝕，但不耐強氧化性的酸、堿、碘、溴、苯胺、吡啶等介質(zhì)的腐蝕。
?、凼薹尤┧芰瞎艿缿?yīng)用實例 石棉酚醛塑料管是由酚醛樹脂(100)、耐酸石棉、纖維石棉(152～218、8～11)混合擠壓或模塑成型。石棉酚醛塑料管道應(yīng)用實例，見表4—32。
表4-32 石棉酚醛塑料管道應(yīng)用實例
| 管道名稱 | 工藝條件 | 使用時間 |
| 鹽酸吸收塔φ300×5000mm φ500×7000mm |
HCl31％,80～100℃,常壓 HCl31％,90℃,負壓 |
已用8年 已用10年 |
| 鹽酸分析塔φ700×7500m | HCl20％～35％,30～135℃,60Pa | 已用6年 |
| 氯氣總管φ250～350 | 濕氯氣，氯水85～90℃微負壓 | 可用8年 |
| 管道 | 98％H2SO4,100℃ 98％H2SO4,30～90℃ 40％H2SO4,35％HCl，氯苯 少量，130～150 ℃ |
12年 6年 良好 |
| 某焦化廠 中央導(dǎo)管 (丁腈酚醛塑料管) |
φ1725×3500mm 未凈化煤氣母液含硫酸20％～30％ 60～70℃最高120℃ 壓力0.15～0.18MPa |
使用3年 |
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