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玻璃鳞片作为一种特殊的防腐蚀填料,用于防腐蚀涂料中,使涂层具备了上述性能。因而,玻璃鳞片涂料具有优异的防腐蚀性能,成为值得人们青睐的新型防腐蚀材料。那玻璃鳞片被应用在哪些方面呢?玻璃鳞片涂料可广泛用于:石油、石化输油管线、贮罐、设备、海洋设施、海上钻井平台、化工贮气柜及输气管;冶金发电厂的排烟脱硫装置,还可作为玻璃钢设备的防渗层。玻璃鳞片是玻璃经1700℃高温熔融再经独特工艺吹制而成的极薄的玻璃碎片,国外已应用几十年。高温熔融状态下的玻璃,经特殊工艺加工,使得玻璃鳞片具有比普通玻璃强度大、比重小的特性。玻璃是无机材料,其组成决定了它具有良好的耐化学药品及抗老化性能。玻璃鳞片很薄,鳞片涂料经正确施工,使得它在涂层中可与基体平等叠压排列,象片片鱼鳞,如层层盔甲,形成致密的防渗层(有人形象地称它为迷宫式结构),据测可达数十上百层,使得腐蚀介质扩散渗透到被保护基体的途径变得曲曲折折,大大延长了介质渗透的途径和时间,相应提高了涂层的抗渗透性能及耐蚀寿命。涂层中大量的玻璃鳞片形成许多小区域,使涂层中的裂纹、气泡相互分割,大大减慢了介质的渗透速度,使介质渗透率明显缩小。玻璃鳞片涂层比其他材料抗介质渗透性可提高几倍到十几倍。玻璃鳞片的存在不仅减少了涂层与底材之间的热膨胀系数之差,而且也明显降低了涂层本身的硬化收缩率。玻璃鳞片涂层的硬化收缩率,只有其他材料的几分之一到数十分之一,这不但有助于抑制涂层龟裂、剥落等的出现,而且可提高涂层的附着力与抗冲击性能。
环氧玻璃鳞片涂料的用途和使用
一般有砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。冶炼厂的脱硫烟道:代替原来从日本进口的鳞片胶泥材料使用,经多年使用后未能有异常情况出现。山东某工程公司的FGD设备:采用高温型VEGF鳞片胶泥材料,制作长期使用温度达170℃的FGD装置,根据运作情况表明性能良好。
脱硫设备上应用较多,国外电厂烟囱早期有应用,现已较少采用。国内电厂烟囱尚无应用。
2.3.6防腐涂料层 耐酸浇筑料
1)防腐涂料层、耐酸浇筑料
钢内筒内表面先涂刷防腐涂料层再加浇耐酸浇筑料,耐酸浇筑料层内一般配置与钢内筒相连结的钢丝网。
防腐涂料层为OM Ⅰ型防腐涂料。
耐酸耐热浇筑料一般有耐酸耐热混凝土、钾水玻璃耐酸砂浆层
2)防腐涂料层、耐酸浇筑料耐腐蚀性能
此方案,防腐衬料的施工条件较差,质量控制较难。而且设计对防腐衬料要求较高,不能产生细的裂缝,以免烟气渗入对烟囱钢内筒产生腐蚀。
多管式钢内筒烟囱,钢内筒内浇筑防腐衬料方案投资在多管式钢内筒烟囱方案中 。
由于烟气不可避免对防腐衬料产生腐蚀,此类烟囱需定期对钢内筒进行检修和维护。根据日本国的经验,一般十几年就需对防腐衬料重新修补施工。
3)防腐涂料层、耐酸浇筑料内衬构造
钢内筒由厚度为10~18mm的钢板卷成弧形后焊接而成。钢内筒外面沿高度每6m左右间隔设置一个钢性环(T型钢或加劲角钢)。在检修平台和吊装平台标高处设有钢内筒稳定装置,以保证钢内筒的横向整体稳定。钢内筒采用耐硫酸*腐蚀钢板,在钢内筒结构设计计算时,预留2mm厚度的腐蚀富裕度。
钢内筒内表面浇筑一层厚度为60mm的耐腐蚀混凝土防腐层。混凝土防腐层的胶结料为钾硅砂浆,混凝土防腐层内配有钢筋网,并与钢内筒有锚筋联结。钢内筒简图如下。
4)工程应用
国内北仑港电厂#1、#2 (600MW)机组(未脱硫)采用耐酸耐热料、韩城第二发电厂新建600MW机组(脱硫)采用钾水玻璃耐酸砂浆层内贴陶瓷耐酸板。这种耐腐做法的烟囱,日本国在有塔架及无塔架式钢烟囱上应用较多。
玻璃鳞片结构;
玻璃鳞片的内部结构与玻璃纤维的十分相似,是熔融玻璃处在拉伸力的状态下,进行急速冷却而制得。熔点以下一般处在热力学自由能 的稳定平衡态。所以玻璃鳞片的性能,与逐渐冷却的平板玻璃有所不同,它的强度要比普通玻璃板的大得多。若采用玻璃鳞片制成涂层的填料,作为防腐蚀保护层使用,它亦将比采用云母、硅酸钙及硅酸铝等填充材料的,具有更加优越的性能。
玻璃种类 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO B2O3 Na2CO3 K2O BaO
C玻璃 64.6 4.2 13.4 3.3 4.3 9.3 0.9
E玻璃 54.2 14.6 21.1 0.3 9.0 0.5 0.3
表1玻璃鳞片的玻璃组成 (%)
由于玻璃鳞片在涂层中是重叠排列的,因此对涂膜的抗渗透性起了很大作用。涂装方法可采用刷涂、高压无气喷涂或辊筒涂装。
玻璃种类 冰醋酸 10%HCl 10%H2SO4 10%HNO3 28%NH4OH H2O
C玻璃 0.42 4.08 2.43 4.35 1.25 0.95
E玻璃 0.78 43.88 42.74 40.2 0.66 0.64
注:测试数据为9.5um厚涂膜在96℃的各种介质中浸泡24h后的失重百分比。玻璃鳞片涂料的特性;
1)对化学介质、气体、蒸气的渗透性远比玻璃钢衬里小,难以引起水蒸气扩散现象,这是由于层层重叠排列的玻璃鳞片,使介质渗透距离长的缘故。
2)固化时收缩低,由于分散,粘接面残余应力小。
3)热膨胀系数小,粘接热应力相应也小,耐热温度高,耐热冲击性能好。
4)力学强度虽不如玻璃钢衬里,但耐磨性、耐刮擦性能出色,对机械损伤也只限于局部。
5)玻璃鳞片涂料施工工艺性能也很好。
玻璃鳞片涂料若仅是玻璃鳞片和树脂的物理混合,是不能充分发挥其性能的,这里还涉及玻璃鳞片的截面问题,玻璃鳞片混合量及混合方法,树脂的选择,基体的前处理,底漆的选择,施工方法等一系列的参数是决定玻璃鳞片涂料的技术关键。关于玻璃鳞片涂料品种及特性见表3,其物理性能见表4。
树脂种类 型号 适用范围 耐热性/℃
日本FUJI 中国华昌 液相 气相
间苯型UP #3 - 耐酸 80 90
双酚型UP #4 - 耐酸、耐碱 80 90
二甲苯型UP - FX 耐酸、耐碱、盐雾 80 90
环氧树脂 #106 FE 耐水、耐弱酸、耐碱、耐盐 78 80
乙烯基酯树脂 #5R FV-5 耐酸、耐碱 90 100
#6H FV-1 耐酸、耐热、耐溶剂 120 150
#6R FV-2 耐强酸、耐碱、难燃性 110 130
#7H MW-2 耐酸、耐碱、耐热 110 140一次性合成乙烯基玻璃鳞片胶泥 施工方便技术领先
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