新型防腐材料在混合離子交換床中應用

黃啟明 王巖

【摘要】 一套除鹽水裝置2003年開始建設，2004年投入運行，該裝置混床已投入使用10年以上，按照混床內部防腐使用的常規統計數據，10-15年橡膠防腐內襯出現失效情況。2017年11月4#混床在運行過程中，罐體出現泄漏，打開發現部分橡膠內襯防腐已出現龜裂，起皮現象，經與相關單位協商，一種新型材料可以對此情況修復。

【關鍵詞】混床 ?橡膠防腐內襯 ?新型防腐材料

一、離子交換床

（一）離子交換床的作用

在除鹽水生產工藝中，混合離子交換床是水與離子交換樹脂反應的容器，也是酸、堿再生離子交換樹脂的容器。其中離子方程式如下：

R-H+Na+ ? ?R-Na+H+ ? ? ? ? ? ? ?（1）

R-H+Na+ ? ?R-Na+H+ ? ? ? ? ? ? ?（2）

通過以上反應式可以看出，在離子交換床再生過程中需要用到強堿、強酸處理離子交換樹脂，因此離子交換床的內襯防腐對于設備的長期運行有著至關重要的作用。

（二）離子交換床常用襯里

（1）橡膠襯里。橡膠襯里是指在由金屬或其它基體構成的管道或設備內表面以及接觸介質的外表面粘貼一層或多層具有耐摩擦、耐高溫、耐腐蝕等功能的橡膠材料作為保護層， 形成連續、封閉性隔離層， 利用自身的化學惰性或物理隔絕以保護管道或設備的本體不受外界惡劣化學或物理環境的影響而產生材料疲勞、變形、腐蝕等缺陷， 并以此延長管道或設備的使用壽命， 起到保護的作用。

（2）玻璃鋼襯里。使用玻璃鋼粘貼在金屬設備表面上，利用玻璃鋼的化學惰性保護設備本體，延長設備使用壽命，達到保護設備本體的目的。

（3）新型納米涂層。使用新型的XH-NM納米涂層材料，是以耐腐蝕納米材料為主要物質.鱗片狀的納米材料為骨料和助劑組成的涂料。鱗片很薄，能在涂層中重疊、平鋪、定向排列，成型后使涂層結構恰似魚鱗一樣，層層覆蓋，又如層層盔甲，形成致密防護層。納米材料防腐機理和普通涂料防腐機理見圖1。

二、 XH-NM納米材料的特點

XH-NM耐磨高分子復合材料，具有優異的耐化學腐蝕性及抗腐蝕介質滲透性、優異的機械強度及性能、優異的基材附著力、高耐溫性、耐熱沖擊性、低熱膨脹系數、高電熱絕緣性、高抗老化性、高使用壽命及優異的施工及維修便捷性等特點，可代替襯膠、襯塑、襯聚脲、鱗片膠泥、花崗巖、耐酸瓷磚、耐酸水泥、呋喃、乙烯基及環氧樹脂手糊玻璃鋼等傳統工藝，并適用于高低溫環境場所。

（一）機械性能

三、XH-NM納米材料的應用

（一） XH-NM納米材料防腐涂層制作

（1）基材處理：全面打磨，清除基面焊渣、焊瘤及飛濺物;設備陰陽角、焊縫、尖角銳邊、管件接口等打磨平整或圓弧平滑過渡;噴砂除銹Sa2.5級或打磨至St3級;清掃及吸塵，建議采用稀釋劑或清潔劑整體擦拭一遍，清除殘留油污及砂粒;處理后表面應清潔干燥，無灰塵、油污及其它化學介質;噴砂除銹、清掃除塵及第一道底涂施工應在1-8小時內完成，以免基材返銹及重復污染。

（2）底涂施工：涂抹XH-NM耐磨高分子復合材料底涂兩道;標準用量2.2kg/m2×2道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復涂間隔：3小時;本底涂可以與金屬基材形成化學鍵聯，對金屬基材粘附能力極強;基材若有凹坑、裂痕、孔洞等缺陷，可于底涂施工后，使用本底涂及石英粉按1：2調配成膩子進行修補，膩子凝固前須用稀釋劑的抹平或待固化后表面打磨平整。

（3）面涂施工：涂抹XH-NM耐磨高分子材料面涂三道;標準用量2.2kg/m2×3道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復涂間隔：3小時;本面涂具有優異的耐化學腐蝕性及納米級抗腐蝕介質滲透性，絕大程度上解決因返銹而導致襯層剝離、脫落、溶脹及開裂等問題。

（4）密封涂層施工：涂抹新型XH-NM耐磨高分子材料密封涂層兩道;標準用量2.5kg/m2×2道，固化劑加量1.0%-3.0%（隨溫度下降而遞增）;復涂間隔：由于密封涂層優異的密封特性，不建議多道施工。

（5）施工條件。①溫度5℃-40℃，且基材表面溫度高于露點3℃以上，相對濕度85%以下;②潮濕表面、返潮天氣、大風天、現場灰塵過大時禁止涂裝作業;③良好的通風、照明、配電及安全防護條件，嚴禁煙火。

四、 XH-NM納米材料應用

動力車間一套除鹽水4#混床內部防腐橡膠失效，一處損壞導致整個罐體內的橡膠防腐損壞，現場重新制作橡膠內襯施工難度大，車間利用有XH-NM納米材料對罐內防腐重新制作，整個修復成本6.5萬元，與相同設備再次使用橡膠防腐節省4萬多元，而且此納米材料在設備管接接縫處可以完整的與設備粘合，不存在橡膠襯里與設備內部管件粘合不緊密的情況。

五、結論

XH-NM納米材料具有抗滲性、抗腐蝕性、耐磨性強，機械強度高，殘余應力小.施工特性好，易修補，造價低等特點，對離子交換床防腐效果較好，適合裝置現場施工。