石墨板防腐技術(shù)(轉(zhuǎn)發(fā)）
石墨和碳是非常好的惰性材料，在許多的腐蝕環(huán)境下都有優(yōu)良的耐腐蝕性能。用石墨制成的磚板產(chǎn)品是重防腐襯里的重要材料，其能夠耐沸點(diǎn)的鹽酸、稀硫酸、氫氟酸、磷酸、堿液及有機(jī)溶劑等腐蝕介質(zhì)。石墨板襯里已經(jīng)成為化工行業(yè)磷酸反應(yīng)槽、洗滌塔、冶金行業(yè)酸洗槽、酸溝酸坑、磷酸鹽酸氫氟酸儲罐、發(fā)電廠脫硫塔煙囪、地坪等設(shè)施設(shè)備經(jīng)典的防腐工藝方法。
石墨板用于重防腐襯里為不透性石墨，最初的石墨板都具有孔隙（孔隙率達(dá)到20%-30%），使用合成樹脂浸漬后，樹脂固化閉塞孔隙，形成比較致密的不透性石墨。不透性石墨品種因所含樹脂不同，耐腐蝕性能也不一樣，比如酚醛樹脂浸漬石墨板耐酸不耐堿，呋喃樹脂（糠醇）浸漬石墨板耐酸耐堿。不透性石墨板具有高熱導(dǎo)性能，廣泛應(yīng)用于各種換熱器、管道、反應(yīng)釜、填料塔、造粒塔等高溫反應(yīng)設(shè)備、傳熱設(shè)備、冷凝設(shè)備的防腐內(nèi)襯；而用酚醛樹脂及呋喃（糠醇）樹脂浸漬的石墨板耐熱在200℃以下，如果添加適量的有機(jī)硅樹脂，則可以耐溫至350℃。另外，當(dāng)磷酸沉積在石墨上時(shí)，可以提高石墨的抗氧化性能，石墨與大多數(shù)介質(zhì)的“親和力”很小，所以一般的污垢不容易附著在其表面，清潔性能優(yōu)良，在冷凝設(shè)備和結(jié)晶設(shè)備使用非常理想。
重防腐石墨板雖然耐腐蝕性能優(yōu)良，但是依據(jù)浸漬樹脂不同，耐蝕性能也有所差異，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)腐蝕介質(zhì)具體情況確定石墨板種類。通常情況下，浸漬石墨板（無論是酚醛浸漬石墨板還是呋喃浸漬石墨板）都不耐濃硫酸（96%），耐稀硫酸，都不耐硝酸，耐氫氟酸，耐鹽酸，耐磷酸，耐蟻酸，耐氨水，耐氫溴酸，還耐甲醇，苯，丙酮，氯仿等一些化學(xué)品溶劑，其中酚醛浸漬石墨板不耐液堿而呋喃浸漬石墨板耐液堿。酚醛浸漬石墨板耐熱溫度<170℃，呋喃浸漬石墨板耐熱溫度<190℃，因此重防腐襯里首先必須要弄清楚介質(zhì)條件，再選擇確定何種樹脂浸漬石墨板主材，即使粘結(jié)石墨板的膠泥也要相應(yīng)的選擇，配套使用。例如，堿性介質(zhì)中，硅酸鹽膠泥和酚醛膠泥是不耐腐蝕的，應(yīng)選擇呋喃和環(huán)氧膠泥為主并且以石墨粉及硫酸鋇粉做膠泥填料；在強(qiáng)氧化性酸，如濃硫酸，硝酸，鉻酸和其他氧化性介質(zhì)如氯氣，次氯酸，雙氧水中不宜采用合成樹脂膠泥，而必須采用硅酸鹽膠泥；在含氟化合物如氟化氫，氟硅酸，氟硅酸鈉等介質(zhì)中不宜采用硅酸鹽膠泥，而是采用以石墨粉，硫酸鋇粉為填料的合成樹脂膠泥；在非氧化性介質(zhì)如鹽酸，醋酸，稀硫酸，酸性鹽介質(zhì)中，各種樹脂膠泥可以使用，也可以使用乙烯基樹脂膠泥，但是中性介質(zhì)如水則不宜使用硅酸鹽膠泥；兩種或者兩種以上混合介質(zhì)時(shí)，使用的膠泥必須對各種介質(zhì)均耐蝕，如酸堿交替時(shí)，要求既耐堿又耐酸就可以選擇呋喃膠泥或者環(huán)氧膠泥；對于化學(xué)品溶劑如醇類，酮類，苯，甲苯等，可以選擇呋喃膠泥或者充分固化的酚醛膠泥，而不選擇耐溶劑差的環(huán)氧膠泥和耐溶劑好容易滲透的硅酸鹽膠泥。石墨板重防腐施工時(shí)除了選擇合適的浸漬樹脂板和粘結(jié)膠泥外，還對有隔離層的增強(qiáng)纖維材料有限制，當(dāng)介質(zhì)中含氟時(shí)，不得使用含硅的材料，如石英粉，硅酸鹽，玻璃等。實(shí)際應(yīng)用中，可以在膠泥中加入桐油鈣松香（加入量為酚醛樹脂量的10%和石棉絨2-3%，增加膠泥的韌性和抗拉強(qiáng)度）。酸堿交替介質(zhì)環(huán)境，可以對膠泥進(jìn)行改性，用酚醛呋喃改性（8:2）或者酚醛環(huán)氧（7:3）作為膠泥襯里，可以同時(shí)耐40%NaOH和40%H2SO4。
石墨板防腐襯里分為單層襯里、多層襯里、復(fù)合襯里三種結(jié)構(gòu)。當(dāng)介質(zhì)為氣相設(shè)備，腐蝕性滲透性不大，需要隔熱或者防磨損的設(shè)備可以選擇單層石墨板防腐襯里；當(dāng)介質(zhì)腐蝕性滲透性強(qiáng)，有壓力或者溫度較高的或者使用條件比較苛刻的設(shè)備可以選擇多層石墨板防腐襯里（二層，三層襯里）；當(dāng)采用水玻璃膠泥，介質(zhì)腐蝕性滲透性強(qiáng)，有壓力和溫度較高，有操作溫差和振動(dòng)，其他使用條件比較苛刻的設(shè)備可以選擇復(fù)合襯里，這種襯里就是增加了隔離層。隔離層的作用就是相對于重防腐綜合結(jié)構(gòu)層的第二道防腐線，具有很好的防腐抗?jié)B，能夠滿足高溫高壓及振動(dòng)要求。隔離層有鉛隔離層（硫酸介質(zhì)，溫度<140℃），橡膠隔離層（天然橡膠，堿，非氧化性酸，<85℃；丁基橡膠，堿，非氧化性酸，<120℃；聚異丁烯橡膠，酸堿鹽，<60℃）玻璃鋼隔離層（環(huán)氧樹脂玻璃鋼，稀酸稀堿鹽類，<90℃；酚醛樹脂玻璃鋼，70%硫酸鹽酸醋酸，<130℃；呋喃樹脂玻璃鋼，70%硫酸鹽酸醋酸堿，<170℃，乙烯基玻璃鋼等）。需要強(qiáng)調(diào)的依然是含氟介質(zhì)不得使用含硅增強(qiáng)纖維材料，可以選擇有機(jī)纖維材料，如滌綸纖維布。
石墨板重防腐襯里施工應(yīng)用比較廣泛，性價(jià)比好的大部分采用有隔離層的復(fù)合襯里結(jié)構(gòu)，根據(jù)筆者施工經(jīng)驗(yàn)，通常為基層表面處理+樹脂底漆+樹脂膠泥膩?zhàn)?樹脂粘貼增強(qiáng)纖維布+耐蝕細(xì)骨料+樹脂膠泥襯貼石墨板+膠泥勾縫工藝方法。金屬和混凝土基層表面處理直至樹脂粘貼增強(qiáng)纖維布施工方法與普通的玻璃鋼做法一樣，當(dāng)最后一層纖維布鋪貼結(jié)束后用滾刷涂刷同種樹脂料后，隨即拋撒耐蝕細(xì)骨料，固化干燥后掃除粘結(jié)性不良的顆粒，如此操作可以增強(qiáng)石墨板與隔離層的粘結(jié)強(qiáng)度。石墨板襯里時(shí)，根據(jù)板材各種規(guī)格，選擇厚度為15-20㎜的板材（長寬規(guī)格有50*100,70*150,90*200）。設(shè)備襯里周向縫為連續(xù)縫，軸向縫應(yīng)錯(cuò)開，板縫錯(cuò)開距離不應(yīng)小于板尺寸的1/3，且>15㎜，同時(shí)襯相鄰兩排的縱錯(cuò)向距離最小為15㎜。襯板時(shí)先下后上，從左至右進(jìn)行施工，同層石墨板不得出現(xiàn)十字縫，雙層石墨板不得出現(xiàn)疊縫。膠合縫形式為擠縫，寬度2-3毫米，結(jié)合層厚度3-4毫米，各層襯層間膠泥厚度<3㎜，石墨板排列尺寸不足時(shí)，應(yīng)采用異形板填塞，不允許填塞膠泥或者碎板，膠縫膠泥應(yīng)該飽滿不允許有氣泡和洼陷和孔隙。砌襯石墨板要及時(shí)修縫，每砌襯一定數(shù)量時(shí)，在膠泥初凝前應(yīng)將灰縫填平壓實(shí)，使得膠泥面出現(xiàn)光澤。打灰時(shí)，應(yīng)讓膠泥潤濕基層和石墨板砌襯面，確保粘結(jié)牢固。砌襯立面時(shí)，應(yīng)控制適當(dāng)?shù)囊r砌高度，防止砌塊滑移和砌體受壓變形。筆者建議灰縫面使用同種樹脂液涂刷一遍，硅酸鹽膠泥需要進(jìn)行酸處理，有條件的可以進(jìn)行加熱固化處理（具體加熱要求為：常溫下72-100h,40-60℃24h,80-160℃24h,160-常溫自然降溫），提高耐蝕性能，降低線膨脹系數(shù)，防止使用過程中溫度差變化造成脫板或者膠泥開裂。沒有加熱固化條件的，可以放置室溫下自然固化干燥15天，待完全固化后才能投入使用，相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求按照HG/T20676-1990《磚板襯里化工設(shè)備》執(zhí)行。
石墨板襯里應(yīng)用在我們國家已經(jīng)是很成熟的重防腐工藝方法，腐蝕控制工程技術(shù)人員在長期的施工實(shí)踐中，總結(jié)了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，其廣泛的應(yīng)用為降低設(shè)備投資和維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)效益做出了重要貢獻(xiàn)。當(dāng)氯堿工業(yè)、磷酸與氟化工及其他化工行業(yè)中高溫反應(yīng)設(shè)備及傳熱設(shè)備在大多數(shù)防腐材料不能使用的情況下，石墨板是不可多得的重防腐襯里材料，也是最佳的選擇，是非金屬材料中唯一能夠?qū)崮透g的襯里材料，在我們國家重防腐領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。隨著我們國家工業(yè)化進(jìn)程及磚板重防腐材料技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨板應(yīng)用已經(jīng)不限于重防腐范圍，研發(fā)工程師根據(jù)其耐腐蝕性，導(dǎo)熱性，線性系數(shù)小，耐溫度急變性好，機(jī)械加工性能優(yōu)良，耐磨損，質(zhì)量輕等諸多優(yōu)良特性，已經(jīng)將其應(yīng)用范圍外延到其他新的領(lǐng)域，發(fā)揮著其獨(dú)特的性能優(yōu)點(diǎn)。
