新型防腐材料在混合离子交换床中应用

黄启明 王岩

【摘要】 一套除盐水装置2003年开始建设，2004年投入运行，该装置混床已投入使用10年以上，按照混床内部防腐使用的常規统计数据，10-15年橡胶防腐内衬出现失效情况。2017年11月4#混床在运行过程中，罐体出现泄漏，打开发现部分橡胶内衬防腐已出现龟裂，起皮现象，经与相关单位协商，一种新型材料可以对此情况修复。

【关键词】混床  橡胶防腐内衬  新型防腐材料

一、离子交换床

（一）离子交换床的作用

在除盐水生产工艺中，混合离子交换床是水与离子交换树脂反应的容器，也是酸、碱再生离子交换树脂的容器。其中离子方程式如下：

R-H+Na+    R-Na+H+              （1）

R-H+Na+    R-Na+H+              （2）

通过以上反应式可以看出，在离子交换床再生过程中需要用到强碱、强酸处理离子交换树脂，因此离子交换床的内衬防腐对于设备的长期运行有着至关重要的作用。

（二）离子交换床常用衬里

（1）橡胶衬里。橡胶衬里是指在由金属或其它基体构成的管道或设备内表面以及接触介质的外表面粘贴一层或多层具有耐摩擦、耐高温、耐腐蚀等功能的橡胶材料作为保护层， 形成连续、封闭性隔离层， 利用自身的化学惰性或物理隔绝以保护管道或设备的本体不受外界恶劣化学或物理环境的影响而产生材料疲劳、变形、腐蚀等缺陷， 并以此延长管道或设备的使用寿命， 起到保护的作用。

（2）玻璃钢衬里。使用玻璃钢粘贴在金属设备表面上，利用玻璃钢的化学惰性保护设备本体，延长设备使用寿命，达到保护设备本体的目的。

（3）新型纳米涂层。使用新型的XH-NM纳米涂层材料，是以耐腐蚀纳米材料为主要物质.鳞片状的纳米材料为骨料和助剂组成的涂料。鳞片很薄，能在涂层中重叠、平铺、定向排列，成型后使涂层结构恰似鱼鳞一样，层层覆盖，又如层层盔甲，形成致密防护层。纳米材料防腐机理和普通涂料防腐机理见图1。

二、 XH-NM纳米材料的特点

XH-NM耐磨高分子复合材料，具有优异的耐化学腐蚀性及抗腐蚀介质渗透性、优异的机械强度及性能、优异的基材附着力、高耐温性、耐热冲击性、低热膨胀系数、高电热绝缘性、高抗老化性、高使用寿命及优异的施工及维修便捷性等特点，可代替衬胶、衬塑、衬聚脲、鳞片胶泥、花岗岩、耐酸瓷砖、耐酸水泥、呋喃、乙烯基及环氧树脂手糊玻璃钢等传统工艺，并适用于高低温环境场所。

（一）机械性能

三、XH-NM纳米材料的应用

（一） XH-NM纳米材料防腐涂层制作

（1）基材处理：全面打磨，清除基面焊渣、焊瘤及飞溅物;设备阴阳角、焊缝、尖角锐边、管件接口等打磨平整或圆弧平滑过渡;喷砂除锈Sa2.5级或打磨至St3级;清扫及吸尘，建议采用稀释剂或清洁剂整体擦拭一遍，清除残留油污及砂粒;处理后表面应清洁干燥，无灰尘、油污及其它化学介质;喷砂除锈、清扫除尘及第一道底涂施工应在1-8小时内完成，以免基材返锈及重复污染。

（2）底涂施工：涂抹XH-NM耐磨高分子复合材料底涂两道;标准用量2.2kg/m2×2道，固化剂加量1.0%-3.0%（随温度下降而递增）;复涂间隔：3小时;本底涂可以与金属基材形成化学键联，对金属基材粘附能力极强;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调配成腻子进行修补，腻子凝固前须用稀释剂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;标准用量2.2kg/m2×3道，固化剂加量1.0%-3.0%（随温度下降而递增）;复涂间隔：3小时;本面涂具有优异的耐化学腐蚀性及纳米级抗腐蚀介质渗透性，绝大程度上解决因返锈而导致衬层剥离、脱落、溶胀及开裂等问题。

（4）密封涂层施工：涂抹新型XH-NM耐磨高分子材料密封涂层两道;标准用量2.5kg/m2×2道，固化剂加量1.0%-3.0%（随温度下降而递增）;复涂间隔：由于密封涂层优异的密封特性，不建议多道施工。

（5）施工条件。①温度5℃-40℃，且基材表面温度高于露点3℃以上，相对湿度85%以下;②潮湿表面、返潮天气、大风天、现场灰尘过大时禁止涂装作业;③良好的通风、照明、配电及安全防护条件，严禁烟火。

四、 XH-NM纳米材料应用

动力车间一套除盐水4#混床内部防腐橡胶失效，一处损坏导致整个罐体内的橡胶防腐损坏，现场重新制作橡胶内衬施工难度大，车间利用有XH-NM纳米材料对罐内防腐重新制作，整个修复成本6.5万元，与相同设备再次使用橡胶防腐节省4万多元，而且此纳米材料在设备管接接缝处可以完整的与设备粘合，不存在橡胶衬里与设备内部管件粘合不紧密的情况。

五、结论

XH-NM纳米材料具有抗渗性、抗腐蚀性、耐磨性强，机械强度高，残余应力小.施工特性好，易修补，造价低等特点，对离子交换床防腐效果较好，适合装置现场施工。