环氧乙烯基酯树脂防腐应用

环氧乙烯基酯树脂防腐应用

乙烯基酯树脂的典型用途，可以覆盖几乎全部工业领域，并且在各种介质、环境、工况下使用，据中国环氧树脂行业协会专家介绍，它尤其用于防腐蚀处理，具有许多技术独到处。

一、乙烯基酯树脂的应用及分类

(1)按使用乙烯基酯树脂进行耐腐蚀处理的对象划分

1)耐蚀玻璃钢——管、罐、各种药品槽，烟囱，洗涤器；

2)耐蚀玻璃钢衬里——风扇、各种药品槽，烟囱、通风管；

3)涂层——排烟脱硫装置，海上建筑物，各种药品槽，烟囱、通风管；

4)混凝土槽衬里——工厂的地坑，电解槽池，污水池槽等；

5)电器集尘机极板；

6)分离器的叶片、角钢等(用挤拉成型)；

7)用作粘结剂，制作电视机显像管防爆绝缘胶带；

8)电视机零部件；

9)模具用胶衣；

10)印刷油墨，胶板印刷(用光固化)。

(2)根据接触的化学介质分，常用于较为苛刻环境的防腐蚀处理，如：

1)35%盐酸的贮罐；

2)盐酸：水=1：5；氢氧化钠：水：1：5相互交替，使用温度60～70℃的玻璃钢贮罐；

3)40%盐酸，使用温度60℃，混凝土槽的衬里；

4)硫酸7%，氯气含量0.05%～0.1%，嘧啶10～40g/L，硝酸微量，使用温度60～75℃，气液接触的塔；

5)50%硫酸+氢氧化铝，最高使用温度120℃的硫酸制造装置；

6)72%硫酸的FRP贮槽(3m3、6m3)：

7)62%～63%硫酸，20%氢氧化钠，最高使用温度90℃的中和反应器；

8)硫酸5%、盐酸4%、氢氟酸5%、硝酸1%的混酸FRP贮罐，使用温度40℃；

9)48%氢氧化钠的FRP贮罐；

10)45%氢氧化钠，最高使用温度80℃的混凝土槽的衬里；

11)氨气0.003%～0.16%，硫化氢(2～4)×10-6%，甲基硫醇，硫化甲基等最高使用温度80℃的排气装置。

12)80%硫酸，使用温度50℃的FRP贮罐；

13)75%硫酸、5%硝酸、水的混合酸的常温贮罐；

14)30%硫酸、57%氯化钠，使用温度85℃的综合装置；

15)18%盐酸，最高使用温度105℃的回收塔；

16)25%盐酸，最高使用温度110℃，长期使用的FRP贮槽。

(3)乙烯基酯树脂可与其他材料复合使用，或用乙烯基酯树脂做成不同的制成品，复合使用。在乙烯基酯树脂中应用最广泛的方法是他不但可以单独使用，而且也可以和其他热固性树脂配合使用。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，溴化的酚醛乙烯基树脂可以提高树脂的阻燃性，同时又具有对有机溶剂的耐腐蚀性和耐老化性。已用于从粗磷酸及铜尾矿中提取铀的生产过程，由于耐热老化性强，也可作耐高温管道及发电厂、冷冻厂的烟囱。当温度、介质、压力等条件叠加作用时，选材更须慎重。

二、乙烯基酯树脂在典型装置耐腐蚀处理的应用方法及实例剖析(一)

实例一：大型尿素造粒塔新型防腐蚀构造设计与应用

化肥生产过程存在酸、碱等腐蚀性介质作用，特别是化肥成品大多为盐类，由于潮解、结晶、渗透等原因，对钢结构及混凝土结构配件、各类设备产生较为严重的腐蚀。纵观氮、磷、钾等各类化肥的实际情况，尿素及硝铵等氮肥的腐蚀作用最为典型也较有代表性。中国环氧树脂行业协会专家认为，如果能有效地抵御尿素、硝铵的腐蚀，其它类型化肥的腐蚀问题就容易解决。而尿素腐蚀现象在造粒塔内表现较充分。

1、尿素造粒塔的结构特点及腐蚀状况

尿素造粒塔是尿素生产工艺过程的一个重要装置，现代化肥生产过程都具有较大型的造粒塔，其直径大于24m，塔高多数大于90m，一般采用自然通风，就其构造讲是一座建筑物，就其功能来说，是十分重要的非金属化工设备，且在生产过程中具有不可替代性。

(1)尿素造粒塔的结构特点。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，尿素造粒塔由喷淋层、筒体造粒及刮料层3部分构成，其结构是一个钢筋混凝土筒体，一般刮料层采用现浇施工，而筒体都采用滑模施工，其特点是：

1)刚度好不易产生变形，简体结构避免了平面须设缝的问题。

2)整体性好不易产生裂缝、断裂、扭曲等问题。塔壁较厚，所以不易损坏。

3)稳定性好径、高比一般在1/3～1/4，不会发生塌坍。而充分的结构配筋，更增加了其稳定性。

4)直径、高度大自然通风效果好。高度超过90m，上、下风口拔风效果十分显著。

5)抗渗性好

由于在滑模、现浇过程中均加入水泥外加剂，因此整体结构密实，抗渗等级大为提高。

(2)尿素造粒塔内腐蚀特点尿素颗粒本身(尤其在干燥状态)腐蚀性很小，一旦受潮、吸水、溶解，则腐蚀危害极大。

尿素在造粒塔内的形成是由熔融尿液经过塔顶喷头喷射，遇到上升冷气流后急剧收缩的结果。现代化大型装置的生产工艺，已经提高了喷头出口温度(目前已超过140℃，并有继续提高的趋势，这样一来，塔内基本形成气、液、固三相，对塔内壁产生腐蚀影响：塔顶高温潮湿气雾的扩散、渗透；塔中部液体渗透、结晶、溶胀；塔下部颗粒冲刷。其中，塔中部腐蚀最为严重，破坏性最大。

当生产出现不正常情况时，高温尿液会直接喷射到塔壁，情况非常危险。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，高温部分会迅速摧毁防蚀层，对钢筋混凝土塔体产生严重危害；低温部分产生粘壁现象，最终破坏塔壁防护层、危及塔底安全。平时洗塔(塔底清理)，大修理期间，用热水清洗塔壁也是造成塔内腐蚀的直接重要原因。情况很简单，这是由于水使结晶尿素溶解形成尿素水溶液，加剧了渗透过程，洗涤以后，腐蚀最快的往往是塔底花岗石刮料平台(塔底及刮料平台的腐蚀与防护，不作详细探讨)。由于造粒塔特殊的结构特点，一般来说塔外壁受到的腐蚀比较小，即使不作任何防护，这种腐蚀过程也很缓慢，但由于尿素生产区往往处在化工大气、酸雨等的作用下，因而塔外壁用涂料加以适当保护是必要的。 二、乙烯基酯树脂在典型装置耐腐蚀处理的应用方法及实例剖析(二)

2、尿素造粒塔常见的防护措施及实际效果

针对尿素腐蚀对造粒塔内的影响(塔壁、塔底、刮料层)，业内曾经采取了不少防护措施。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，各种方法产生的效果也有较大区别，但每种防护措施都有一定的局限性。

(1)“赤膊塔”，主要考虑到尿素颗粒的腐蚀属盐的结晶、溶胀，因此只要提高塔体的抗渗等级(抗渗等级≥1.2MPa)，防止尿液渗透就可进行防护。主要措施是在浇塔过程中，对混凝土加减水剂、密实剂、阻锈剂等水泥外加剂。个别的对塔内表面喷涂养护剂，或局部刷些涂料，以利提高塔身的防腐蚀效果。有资料报道，国外许多化肥生产厂家对尿素造粒塔就如此处理，且具有良好的使用效果。我国曾经在70年代引进的十余套装置中，个别进行尝试，但由于密实剂等化工材料的生产技术以及施工过程比较复杂，加之操作原因，往往容易造成缺陷，影响塔体使用寿命和效果。

(2)刷涂料防护，涂料品种包括：氯磺化聚乙烯、聚氨基甲酸酯、环氧聚氨基涂料、PAPI、氯乙烯一偏氯乙烯等。主要目的在于依靠有机涂层，在塔壁表面形成连续、致密的涂膜，防止尿液渗透，但因涂层薄，抗渗效果差，不耐冲刷，而且需要经常重涂，尤其是聚氨基甲酸酯等涂料，虽然耐尿素腐蚀，但与混凝土的膨胀系数有较大差距，涂膜柔韧性欠佳，所以易产生细微裂纹，引起尿液腐蚀，同时有些涂料配套又存在问题，故成功的事例很少。调查中曾看到某塔因涂层剥落引起腐蚀，造成塔体出现直径1m多的大洞，而且塔体一旦经过尿液腐蚀污染，会在很深的部位形成结晶、残留液，直接影响涂层的附着力，同时对新涂层产生背面腐蚀压力。而引起剥离，因此修复非常困难。

(3)贴玻璃布，形成玻璃钢保护层，是一种较好的办法，采用的材料包括：环氧树脂、氯磺化聚乙烯、聚氨酯(一布六胶)、进口材料等。中国环氧树脂行业协会专家表示，由于环氧树脂耐温性较低且脆性大；氯磺化聚乙烯粘结力小抗渗效果差，采用单纯贴布方法，没有富树脂层，且由于胶液含量低，表面粗糙容易形成粘塔、渗透等作用，防腐蚀效果也不理想，有时由于材料本身原因(例如材料寿命短)造成提前老化、脱落、起壳等现象，同时由于塔体过高，内部又没有其它附属结构可以依托，故影响使用，更影响维修。调查中也发现有的塔这样防护后，使用时间超过8年效果良好而仍在使用。

(4)贴玻璃布加涂料复合进行防护，采用的材料包括：环氧树脂与环氧涂料复合、与氯磺化聚乙烯涂料复合等。复合保护技术，设想独到，但关键在于材料、施工技术。从目前已经采用这类构造的塔体看，使用效果多数较理想。特别是选用乙烯基酯树脂材料与乙烯基酯鳞片涂料复合(俗称“刚柔结合”)，效果更佳。

(5)采用树脂鳞片胶泥进行防护，由于树脂鳞片胶泥具有抗渗透性好、耐温度急变、选择树脂具有较大的灵活性，故可以提高塔内壁的耐温度等级，同时根据鳞片树脂胶泥配比的不同，可以有效地提高树脂含量，从而达到显著的防护效果，所以这是一个十分经济、可行的措施。从现场操作看，还具有施工周期短，操作简单等特点。

从上述方法看，中国环氧树脂行业协会专家认为，塔内壁防护层的造价随着构造复杂程度增加而逐步上升，这也反映出尿素造粒塔防腐蚀投资应该一步到位，以减少日后修复的困难与麻烦。有效提高尿素造粒塔的利用率，延长使用寿命。塔底及刮料平台多采用不锈钢板、花岗石或两者搭接作面层，下面附设防腐蚀隔离层，并采用防腐蚀材料作结合层的结构，提高抗渗、抗冲、承载及防腐蚀功能。塔外表面选择抗紫外线、耐候性较好的防腐蚀涂料进行防护。

二、乙烯基酯树脂在典型装置耐腐蚀处理的应用方法及实例剖析(三)

3、新型防腐蚀材料选用及构造设计

(1)新型材料选用原则及依据选用塔内壁防腐蚀材料，必须具备：自身寿命长，耐温度急变性好、抗渗透性能强、粘结强度高、防腐蚀效果突出。塔外表面材料应能抗紫外线、耐蚀性好、对刮料平台还得考虑具有抗冲击性能。中国环氧树脂行业协会专家说，乙烯基酯树脂是综合性能非常优越的一类高度耐蚀材料，国际上从20世纪60年代末开发此类材料至今一直处于高耐蚀树脂材料的领先地位。用环氧树脂作为骨架与甲基丙烯酸聚合制得的乙烯基酯树脂，综合了环氧树脂的优点，固化后的性能比环氧树脂提高许多。它不仅改进了环氧树脂的操作性、工艺性，其突出特点还在于耐蚀性、韧性、对玻璃纤维的浸润性能优良。耐温度性能较环氧树脂(E44)有较大提高，气态达120℃。

用乙烯基酯树脂作为主要成膜物质，开发、生产的乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料，不仅抗渗耐磨，而且保留了成膜树脂的耐蚀和力学性能，一次成膜厚度可以达到100um以上。乙烯基酯树脂与鳞片涂料复合，可以解决单一材料难以对付的腐蚀问题。这种复合技术，国外有过不少报道，日本一项调查表明：采用这种结构制造的设备，有25年以上成功使用的纪录。作者曾经将这类结构应用于85℃连续操作系统、高速搅拌、固体颗粒、较强酸性介质的碳钢反应罐(用作衬里材料)，使用三年以上完好无损。另有三台配酸设备，用乙烯基酯树脂衬里，也使用十年以上。由此可见，选用乙烯基酯树脂(甲基丙烯酸型)制作尿素造粒塔内表面防护层，从理论到实践都是可行的，也是理想的选择。