钢衬玻璃管道防腐蚀技术.docx

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钢衬玻璃管道防腐蚀技术

钢衬玻璃管道防腐蚀技术

　　钢衬玻璃管道具有玻璃的耐腐蚀性能，内表面光滑、洁净，流体阻力小，不易结垢，耐磨性好。

由于衬钢管内部耐压、抗冲击、抗弯、抗扭曲、制造简单、使用方便、价格低廉，是石油、化工、医药、食品等工业生产过程中防腐蚀、防堵塞，隔绝铁离子的重要输送管道，发挥了玻璃材料的作用，不仅可代替不锈钢、铜、铅等金属材料，而且保证生产，保证产品质量，减少维修费用。

觋已有专业生产厂家生产钢衬玻璃管道、阀门及其他防腐设备。

（1）钢衬玻璃管道的性能及使用范围。

目前国内采用硼硅酸盐玻璃作为衬里玻璃。

硼硅酸盐玻璃又称耐热玻璃或硬质玻璃，含氧化硼量不大于13％，否则会降低玻璃的化学稳定性能。

　　硼硅酸盐玻璃料的化学组成见表4-42，硼硅酸盐玻璃物理力学性能见表4-43。

　　表4．42硼硅酸盐玻璃料的化学组成

　　原料

　　化学组成/％

　　SiO2

　　78～79

　　Al2O3

　　1～2

　　B2O3

　　12.5～14.6

　　Na2O

　　5.4～5.9

　　CaO

　　<0.6

　　表4-43硼硅酸盐玻璃物理力学性能

　　项目

　　性能

　　密度/g·cm-3

　　2.28

　　抗压强度/MPa

　　600～1300

　　拉伸强度/MPa

　　30～90

　　热膨胀系数/℃-1

　　（3.9～4.2）×10-6

　　软化点/℃

　　690～700

　　钢衬玻璃管道的力学性能见表4-44。

　　表4-44钢衬玻璃管道的力学性能

　　项目

　　性能

　　项目

　　性能

　　抗冲击强度（落球法）/MPa

　　≥1.2

　　冷冲击△T/℃

　　80

　　抗弯曲强度/MPa

　　≥300

　　热冲击△T/℃

　　120

　　耐压（水压法）/MPa

　　≥1.2

　　使用压力/MPa

　　≤0.6

　　使用温度/℃

　　0～150

　　除氢氟酸、热磷酸、热浓碱之外，钢衬玻璃管道还适用于其他所有的无机酸、有机酸、各种盐溶液及有机溶剂等介质。

（2）钢衬玻璃管道品种与规格

　　钢衬玻璃管道、管件：

用吹制法管径DN25～300mm，直管最大长度达3m。

　　膨胀法衬玻璃直管：

DN25～300mm，最长达5m。

　　弯头：

DN25～100mm，L=132～506mm。

　　三通、四通：

DN25～300mm，L=90～272mm。

　　大小头：

DN25／50～150／240mm。

　　其他钢衬玻璃防腐蚀制品有以下几种。

　　玻璃隔膜阀：

许用压力0．2MPa，耐温急变小于等于60℃，有φ25和φ50两种。

　　泵：

BHX玻璃泵，最大流量6、20、40m3／h，使用温度为-1O～90℃。

　　玻璃设备：

有反应塔（内径100～300mm），反应器（30～50L），热交换器0．15～1.5m2以及旋风分离器、气冲泵等。

　　（3）钢衬玻璃管道制造工艺

　　①玻璃衬里对材料的要求玻璃衬里的材料有3种：

玻璃、密着剂和金属材料（钢和铸铁）。

　　a.玻璃衬里常用硼硅酸盐玻璃，以满足耐腐蚀介质的要求，玻璃热膨胀系数与所衬里层的热膨胀变化规律基本一致，一般略小于金属的热膨胀系数。

此外还易于成型。

玻璃原料技术要求如表4-45所示，钢衬玻璃管道常用玻璃配方如表4-46所示。

　　表4-45硼硅酸盐玻璃原料技术要求

　　表4-46玻璃配方

　　b．金属材料（钢或铸钢）要求熔点高于玻璃加于温度，高温烧制时不变化形状，易于底釉黏附。

金属成分均匀，无裂缝。

砂眼、毛刺、气泡等缺陷，壁厚均匀。

　　c．密着剂它是钢铁与玻璃牢固复合的中间过渡层，一般使用搪瓷底釉（钴、镍、铜、锰的氧化物）。

热膨胀系数与钢铁基本一致，对金属表面有良好的密着性，牢固黏附于金属表面上。

　　②衬制工艺为了使玻璃牢固地黏附在金属管件上，先要进行表面处理清除管件上的污染物及锈蚀。

再经650～800℃退火，消除残余应力、金属表面的碳素及杂质。

喷砂处理，除去管内锈层。

喷涂底釉一般厚度为0．8～lmm。

烘干焙烧，温度880～900℃。

然后出炉。

　　钢衬玻璃管道有三种方法：

吹制法、膨胀法、喷涂法。

　　a．吹制法将涂上底釉的制件搪烧后出炉，用人工吹制或压缩空气的方法衬上玻璃。

经800～1000℃搪烧，降温而成。

此法生产的品种有管道、管件、小型反应釜和塔节等。

　　钢衬玻璃管及管件法兰密封面的磨平，磨料为50～80目的金刚砂，磨床为圆盘平面磨床。

　　b.膨胀法用电阻炉或中频加热设备。

将涂上底釉的管件烧好，冷却后将玻璃管放入管内，再用上述设备加热，用压缩空气的方法将玻璃衬上，此法生产的品种目前只有直管。

　　c.喷涂法先将底釉喷涂到钢铁制件上，搪烧后，再喷玻璃粉搪烧而成。

此法特点是不但能内衬，还能外贴，解决外防腐问题，生产品种有直管、塔节、小型反应釜、冷却器等。

　　钢衬玻璃层的厚度2～5mm，耐温0～150℃。

耐温急变性为冷冲击△T=80℃，热冲击△T=120℃。

　　（4）钢衬玻璃管道应用实例

　　①兰化合成橡胶厂苯乙烯车间、苯酚车间苯烃化液介质（HCl气体），温度105℃。

原用电木涂料衬里管，使用寿命半年左右，250m长换上钢衬玻璃管效果良好，最长已使用10年以上。

　　②在防堵塞用途土，兰州合成橡胶厂丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶胶浆输送管道原用碳钢管，3～6个月被凝胶堵塞，要拆除清理、烧除，不但劳动量大，而且管道烧后变形，不易安装，要配新管。

1971年换上3000m钢衬玻璃管道后效果良好。

每年节约胶浆30t以上。