一、銅冶煉煙囪腐蝕環(huán)境
銅冶煉煙囪中最常見的腐蝕性氣體是二氧化硫。二氧化硫遇水轉(zhuǎn)變成亞硫酸,再氧化成硫酸。硫酸與混凝土中的水化物通過酸或鹽的離子交換,生成易溶的鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽和硅膠等。當(dāng)煙氣溫度低,濕度大,煙囪內(nèi)的煙氣上抽力就降低,流速就低,容易產(chǎn)生煙氣聚集。
當(dāng)煙氣溫度低于結(jié)露溫度時(shí),煙氣容易冷凝并結(jié)露,在潮濕環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕性的液體,因此腐蝕嚴(yán)重。煙氣中的煙灰也是一種重要的腐蝕介質(zhì)。煙灰主要成分是各種金屬氧化物,它們顆粒小,吸附性強(qiáng),極易吸收酸液。金屬氧化物與酸生成可溶性鹽(如鐵、鎂、銅等的硫酸鹽)。這些鹽類隨冷凝液滲入灰縫、絕熱材料、混凝土孔隙中,鹽在孔內(nèi)結(jié)晶,當(dāng)煙筒內(nèi)溫度降低,或干、濕交替時(shí)又會(huì)反復(fù)結(jié)晶,從而產(chǎn)生巨大結(jié)晶應(yīng)力,造成結(jié)晶腐蝕。
因而,存在上述煙氣腐蝕的作用,在煙囪設(shè)計(jì)中必須考慮采取有效的防腐蝕措施,以延長(zhǎng)煙囪的使用壽命。
二、整體纏繞FRP煙囪特性
1、耐腐蝕能好,使用壽命長(zhǎng);可以抵抗各種酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑及污水等化學(xué)介質(zhì)的長(zhǎng)期侵蝕。可以根據(jù)不同的介質(zhì)類別和使用溫度選擇不同性能的樹脂材料。
2、優(yōu)良的力學(xué)性能;FRP比重小(1821g/?3),強(qiáng)度高(≥300MPa),其比強(qiáng)度遠(yuǎn)大于鋼管和鑄鐵管。
3、水力學(xué)性能優(yōu);FRP煙道內(nèi)表面十分光滑、摩擦阻力?。╪≤00084),能明顯減少沿程壓力損失、增大流量,在相同流量的情況下,可以選用較小的管徑或功率較小的輸送泵,從而降低了工程初期投資、節(jié)約能耗(降低運(yùn)行成本)。同時(shí)也大大降低了煙灰積聚的可能,一定程度上緩解了結(jié)晶腐蝕。
4、可設(shè)計(jì)性好;適應(yīng)范圍廣,可以通過改變選材、纏繞角和鋪層的設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同的工作壓力、介質(zhì)、剛度(或埋設(shè)深度)要求,從而制成不同壓力等級(jí)和特殊性能的FRP煙道。
5、接頭少,密封好;FRP煙道單根長(zhǎng)度一般為12米,采用雙“O”型密封圈承插連接,每個(gè)接口均可試壓,密封可靠。
6、重量輕,易于運(yùn)輸、安裝;
因此,整體纏繞FRP煙囪具有造價(jià)低,制作周期短,壽命長(zhǎng),加工方便,安裝簡(jiǎn)單,質(zhì)量輕,強(qiáng)度、剛度高,內(nèi)外表面光滑,抗老化性能、在高溫下耐腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn),而且可以很方便的增加噴淋器、過濾網(wǎng)等以吸收煙氣中的有害成分。
三、整體纏繞FRP煙囪制造、安裝、檢驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
HG/T20696 《玻璃鋼化工設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)定》
ASTM D3299-88《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂,耐化學(xué)性貯罐》
CD130A19-85《玻璃鋼設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)條件》
GB/T8237《玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)液體不飽和樹脂》
ANSI/AWWAC950-1995《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力管》
HG/T21633-91《玻璃鋼管和管件》
HG 20596-97《鋼制法蘭、墊片、緊固件》
四、整體纏繞FRP煙囪各層結(jié)構(gòu)
整個(gè)筒體分段制作安裝,每節(jié)4-6米, 采用法蘭連接方式,也可采用承插連接方式,每節(jié)現(xiàn)場(chǎng)纏繞制作安裝,具體結(jié)構(gòu)如下:
1、 防腐層(含膠量控制90%以上)
選用MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,防腐層厚度5mm;(選用工業(yè)級(jí)別C型的玻璃纖維表面氈及450g/m2的短切氈)
2、 結(jié)構(gòu)層(含膠量控制40%)
選用MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,結(jié)構(gòu)層厚度約15mm; 該層采用2400Tex 無(wú)堿纏繞紗角向纏繞成型直至設(shè)計(jì)厚度。
3、 耐老化層(層厚0.5mm,含膠量100%)
該層全部為樹脂層、厚度約0.5mm,層中含抗老化劑。
防老化層中采用添加抗老化劑(UV-531二甲苯酮類)的MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,吸收紫外線及有害波段的光波,提高設(shè)備耐侯性能,延長(zhǎng)使用壽命。
煙囪采用承插方式連接,各分段承插連接口,用玻璃鋼糊制加強(qiáng):先用樹脂膠泥將承插口縫隙填充,然后糊制玻璃固定加強(qiáng),承插口形式如下圖:
五、煙囪制作成型工藝
煙囪本體采用微機(jī)控制立式纖維纏繞工藝,即在微機(jī)控制下,模具繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),繞絲頭帶著浸潤(rùn)樹脂的玻璃纖維沿模具軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),兩者運(yùn)動(dòng)的速比由微機(jī)控制,纏繞的層數(shù)由微機(jī)按預(yù)先輸入的參數(shù)控制,樹脂固化后在模具表面形成制品。
六、FRP煙囪制造技術(shù)要求
1、表面應(yīng)平整光滑,色澤均勻,無(wú)雜質(zhì)混入,無(wú)纖維外漏,無(wú)目測(cè)可見的裂紋、劃痕、疵點(diǎn)及泛白分層等缺陷。
2、 煙囪兩端端口截面截面均用樹脂封口。
3、玻璃鋼層間無(wú)分層,異物夾雜、樹脂結(jié)節(jié)現(xiàn)象。
4、 FRP容器本體必須采用自然固化。
5、煙囪上曝露的鋼制支耳件應(yīng)涂刷樹脂防腐。
6、樹脂固化度≥85%,巴氏硬度值≥40
七、結(jié)語(yǔ)
從上述整體纏繞FRP煙囪的性能的優(yōu)越性、制作工藝的可行性及近年來國(guó)內(nèi)FRP所用材料的品質(zhì)進(jìn)一步提升,使得性價(jià)比得到突出體現(xiàn),整體纏繞FRP煙囪在銅冶煉廠及相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。
銅冶煉煙囪中最常見的腐蝕性氣體是二氧化硫。二氧化硫遇水轉(zhuǎn)變成亞硫酸,再氧化成硫酸。硫酸與混凝土中的水化物通過酸或鹽的離子交換,生成易溶的鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽和硅膠等。當(dāng)煙氣溫度低,濕度大,煙囪內(nèi)的煙氣上抽力就降低,流速就低,容易產(chǎn)生煙氣聚集。
當(dāng)煙氣溫度低于結(jié)露溫度時(shí),煙氣容易冷凝并結(jié)露,在潮濕環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕性的液體,因此腐蝕嚴(yán)重。煙氣中的煙灰也是一種重要的腐蝕介質(zhì)。煙灰主要成分是各種金屬氧化物,它們顆粒小,吸附性強(qiáng),極易吸收酸液。金屬氧化物與酸生成可溶性鹽(如鐵、鎂、銅等的硫酸鹽)。這些鹽類隨冷凝液滲入灰縫、絕熱材料、混凝土孔隙中,鹽在孔內(nèi)結(jié)晶,當(dāng)煙筒內(nèi)溫度降低,或干、濕交替時(shí)又會(huì)反復(fù)結(jié)晶,從而產(chǎn)生巨大結(jié)晶應(yīng)力,造成結(jié)晶腐蝕。
因而,存在上述煙氣腐蝕的作用,在煙囪設(shè)計(jì)中必須考慮采取有效的防腐蝕措施,以延長(zhǎng)煙囪的使用壽命。
二、整體纏繞FRP煙囪特性
1、耐腐蝕能好,使用壽命長(zhǎng);可以抵抗各種酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑及污水等化學(xué)介質(zhì)的長(zhǎng)期侵蝕。可以根據(jù)不同的介質(zhì)類別和使用溫度選擇不同性能的樹脂材料。
2、優(yōu)良的力學(xué)性能;FRP比重小(1821g/?3),強(qiáng)度高(≥300MPa),其比強(qiáng)度遠(yuǎn)大于鋼管和鑄鐵管。
3、水力學(xué)性能優(yōu);FRP煙道內(nèi)表面十分光滑、摩擦阻力?。╪≤00084),能明顯減少沿程壓力損失、增大流量,在相同流量的情況下,可以選用較小的管徑或功率較小的輸送泵,從而降低了工程初期投資、節(jié)約能耗(降低運(yùn)行成本)。同時(shí)也大大降低了煙灰積聚的可能,一定程度上緩解了結(jié)晶腐蝕。
4、可設(shè)計(jì)性好;適應(yīng)范圍廣,可以通過改變選材、纏繞角和鋪層的設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同的工作壓力、介質(zhì)、剛度(或埋設(shè)深度)要求,從而制成不同壓力等級(jí)和特殊性能的FRP煙道。
5、接頭少,密封好;FRP煙道單根長(zhǎng)度一般為12米,采用雙“O”型密封圈承插連接,每個(gè)接口均可試壓,密封可靠。
6、重量輕,易于運(yùn)輸、安裝;
因此,整體纏繞FRP煙囪具有造價(jià)低,制作周期短,壽命長(zhǎng),加工方便,安裝簡(jiǎn)單,質(zhì)量輕,強(qiáng)度、剛度高,內(nèi)外表面光滑,抗老化性能、在高溫下耐腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn),而且可以很方便的增加噴淋器、過濾網(wǎng)等以吸收煙氣中的有害成分。
三、整體纏繞FRP煙囪制造、安裝、檢驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
HG/T20696 《玻璃鋼化工設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)定》
ASTM D3299-88《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂,耐化學(xué)性貯罐》
CD130A19-85《玻璃鋼設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)條件》
GB/T8237《玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)液體不飽和樹脂》
ANSI/AWWAC950-1995《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力管》
HG/T21633-91《玻璃鋼管和管件》
HG 20596-97《鋼制法蘭、墊片、緊固件》
四、整體纏繞FRP煙囪各層結(jié)構(gòu)
整個(gè)筒體分段制作安裝,每節(jié)4-6米, 采用法蘭連接方式,也可采用承插連接方式,每節(jié)現(xiàn)場(chǎng)纏繞制作安裝,具體結(jié)構(gòu)如下:
1、 防腐層(含膠量控制90%以上)
選用MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,防腐層厚度5mm;(選用工業(yè)級(jí)別C型的玻璃纖維表面氈及450g/m2的短切氈)
2、 結(jié)構(gòu)層(含膠量控制40%)
選用MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,結(jié)構(gòu)層厚度約15mm; 該層采用2400Tex 無(wú)堿纏繞紗角向纏繞成型直至設(shè)計(jì)厚度。
3、 耐老化層(層厚0.5mm,含膠量100%)
該層全部為樹脂層、厚度約0.5mm,層中含抗老化劑。
防老化層中采用添加抗老化劑(UV-531二甲苯酮類)的MFE-707阻燃型乙烯基酯樹脂,吸收紫外線及有害波段的光波,提高設(shè)備耐侯性能,延長(zhǎng)使用壽命。
煙囪采用承插方式連接,各分段承插連接口,用玻璃鋼糊制加強(qiáng):先用樹脂膠泥將承插口縫隙填充,然后糊制玻璃固定加強(qiáng),承插口形式如下圖:
五、煙囪制作成型工藝
煙囪本體采用微機(jī)控制立式纖維纏繞工藝,即在微機(jī)控制下,模具繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),繞絲頭帶著浸潤(rùn)樹脂的玻璃纖維沿模具軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),兩者運(yùn)動(dòng)的速比由微機(jī)控制,纏繞的層數(shù)由微機(jī)按預(yù)先輸入的參數(shù)控制,樹脂固化后在模具表面形成制品。
六、FRP煙囪制造技術(shù)要求
1、表面應(yīng)平整光滑,色澤均勻,無(wú)雜質(zhì)混入,無(wú)纖維外漏,無(wú)目測(cè)可見的裂紋、劃痕、疵點(diǎn)及泛白分層等缺陷。
2、 煙囪兩端端口截面截面均用樹脂封口。
3、玻璃鋼層間無(wú)分層,異物夾雜、樹脂結(jié)節(jié)現(xiàn)象。
4、 FRP容器本體必須采用自然固化。
5、煙囪上曝露的鋼制支耳件應(yīng)涂刷樹脂防腐。
6、樹脂固化度≥85%,巴氏硬度值≥40
七、結(jié)語(yǔ)
從上述整體纏繞FRP煙囪的性能的優(yōu)越性、制作工藝的可行性及近年來國(guó)內(nèi)FRP所用材料的品質(zhì)進(jìn)一步提升,使得性價(jià)比得到突出體現(xiàn),整體纏繞FRP煙囪在銅冶煉廠及相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。