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石墨在防腐领域的应用

2020-07-07

 目前,石墨设备的主要应用有:石墨热交换器,石墨冷凝器,衬里石墨反应器,衬里石墨反应罐,浓缩罐,反应塔,填料塔和磷酸萃取罐,造粒塔等高温反应设备,传热设备,冷凝设备和防腐衬里的防腐设备。石墨具有良好的化学稳定性。本文从水塔,换热器和合成炉中石墨的应用探讨了石墨在防腐领域的应用。

1概述

在国民经济的许多领域,例如化学工业,医药,冶金,纺织,国防,电子,环境保护等,由于介质的强腐蚀性,设备不仅应耐腐蚀,而且还应具有良好的传热性能。根据相关数据,中国化工行业设备腐蚀所造成的直接和间接损失约为1300亿元,甚至远高于这一数字[1]。如何避免强腐蚀性介质对设备的腐蚀,从而减少设备投资和维护成本,提高生产效率和利润,是每个化工企业都需要永远解决的问题。特别是在氯碱工业,磷酸和氟化学工业,高温反应设备和传热设备中,大多数常规材料无法使用。如果选材错误,造成设备损坏,将给企业造成巨大损失。如何选择优 质的防腐材料是保证正常生产的关键。磷酸,氢氟酸和含氟介质在高温下具有非常好的腐蚀性能[2]。不锈钢,铝,镁,铜和除钢以外的大多数其他合金会被磷酸严重腐蚀,因此不应使用。非金属硅酸盐材料(例如陶瓷,玻璃和搪瓷)在所有浓度和温度下均具有良好的耐磷酸腐蚀性能。然而,由于原料例如氟化物,氯化物和硫酸中的汗液,它不能抵抗氢氟酸,氟化氢和其他含氟介质的腐蚀,特别是在湿法磷酸工业中。因此无法使用。各种塑料(例如聚乙烯,聚氯乙烯,聚苯)和橡胶材料(例如天然橡胶,丁基橡胶和氟橡胶)均耐磷酸和氢氟酸腐蚀。但是,大多数的耐久温度都比较低,低于65℃,不能满足高温反应和储存设备的需要;氟橡胶在高温下具有良好的耐腐蚀性,但其价格过高,通常用于航空航天,军工等行业,很少在大面积的常规化学设备中使用[3]。

石墨是一种典型的脆性材料,它具有良好的耐蚀性和导热性,较小的线性系数,良好的耐热性,良好的加工性能,耐磨性,重量轻,温升但强度不会降低。在压制石墨部件的表面上不容易结垢,这可以确保产品的纯度。缺点是机械强度低,弹性变形小,脆性,耐冲击性差和抗张强度低[4]。石墨设备基本上是厚壁设备,通常不会在材料的抗压强度达到不稳定性破坏的限之前发生,通常用于圆柱强度破坏。石墨设备主要用于常压和低压操作,使用温度不太高。石墨设备的设计压力不超过2.4 MPa,设计温度为-60〜400℃。石墨设备的材料通常是浸渍的不渗透石墨。石墨材料主要用于热交换器,塔,过滤器,反应器,吸收器和其他设备。在石墨设备的设计中,应充分发挥石墨材料的抗压强度,使石墨成分承受压缩应力,避免或减小拉应力和弯曲应力。换热器的通道方向须与石墨各向异性导致的导热方向一致。作为加热设备,当将树脂浸渍的石墨,压制的石墨及其粘合剂与金属材料或其他材料结合使用时,应使粘合结构 小化。同时,应避免设备主要石墨零件的粘结结构。


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