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(七) 2、防腐蚀构造设计 选择了耐腐蚀与综合性能突出的树脂类材料，结构设计的合理性、科学性即成为防护构造耐久性的关键。中国环氧树脂行业协会专家根据工程应用实例，提供防护效果显著的构造层设计，供使用参考。 (1)电解槽防腐蚀构造层设计耐腐蚀玻璃钢层FRP具有质量轻、强度高、绝缘耐温性好、良好的施工工艺性和可设计等特点。树脂在FRP中一方面将玻璃纤维粘接成一个整体，起到传递载荷的作用，另一方面又赋予玻璃钢各种优良的综合性能，其中包括耐腐蚀性能。与毡结构的复合使用可进一步提高其耐蚀等级，如表面毡、短切毡含树脂量可达到0.5～1.4k/m2，称为富树脂层或主要耐蚀层。因而玻璃钢的耐蚀性能主要取决于耐蚀树脂的品种。 乙烯基树脂特别适宜用于电解槽制作或用其作衬里材料。中国环氧树脂行业协会专家推荐构造层为： 树脂玻纤毡(富树脂层，复合鳞片涂料效果更佳)2～3层，厚>1mm。 树脂玻璃钢结构层(5～7层布)厚>2mm。 树脂打底料二道。 钢筋混凝土基层槽体。 (2)湿法冶炼、制酸、酸洗等车间楼地面防腐蚀构造层设计 1)整体树脂砂浆楼地面整体树脂砂浆楼地面是国外近二十年来大力发展和积极推广的一项技术，MFE乙烯基酯楼地面专用低收缩树脂的问世，使我国楼地面用耐蚀材料又上了一个技术等级。 面层胶泥，厚约1mm 树脂砂浆，厚4～6mm 二布三胶FRP隔离层 树脂打底料二道 找平层C20细石混凝土，厚30mm 垫层C15混凝土，厚≥120mm或基层预制钢筋混凝土楼板 2)树脂胶泥砌筑耐酸砖构造 主要用于有一定抗冲击，抗压要求的环境。 面层耐酸砖，厚30～65mm 树脂胶泥结合层，厚4～6mm 二布三胶FRP隔离层 树脂打底料二道 整浇找平兼找坡层C20细石混凝土≥40mm 基层预制钢筋混凝土楼板或垫层C15混凝土，厚≥120mm 3)树脂砂浆砌筑耐蚀花岗岩地面构造：主要用于抗压、抗冲要求较高的部位。推荐构造层 花岗岩树脂胶泥勾缝，厚50-100mm 树脂砂浆砌筑层，厚5～10mm 二布三胶FRP隔离层 树脂打底料二道 找平层、垫层作法同1) 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(八)     3、工程经验与应用实例     (1)已经积累的工程经验乙烯     基酯树脂材料，已经在国内外许多大型工业装置得到普遍应用。冶金行业制作各种规格耐蚀整体玻璃钢贮槽、电解槽衬里；金属结构和混凝土结构表面的玻离钢防护层。尤其用于铜电解行业制酸系统的电除雾器(MFE-3全玻璃钢结构)，完全替代日本进口设备。     耐蚀整体树脂砂浆楼地面；花岗岩、耐酸砖的胶泥勾(灌)缝，目前在冶金行业建筑楼、地面，累计施工面积近百万平方米。如：白银公司、金昌公司、包头铜厂等均有应用，特别是在云南个旧湿法冶炼锡工程中制作的地面，有长达15年的使用历史，情况良好。     ·化工厂(制酸、氯碱、硫胺、氢氟酸、钛白粉、芒硝)     ·有色冶金(铜、镍、铅、锌电解、湿法冶炼、制酸系统)     ·机械工厂(金属件酸洗、电镀)     (2)应用实例  国家重点工程项目的应用，为企业解决了实际问题。     ·上海第十钢铁厂：冷轧带钢酸洗车间。     ·上海第二钢铁厂：盘条酸洗线(中外合资企业)。     ·四川攀枝花钢铁公司：冷轧酸洗车间钢结构。     ·辽宁本溪钢铁公司：冷轧酸洗车间。     ·印度尼西亚：烧碱工程钢结构及混凝土建筑物。     ·上海钢丝三厂：废水处理系统。     ·广西柳州有色冶炼总厂。     防腐蚀工程项目的选材与构造设计是非常重要的技术环节。中国环氧树脂行业协会专家说，正确选择材料、科学合理地进行结构设计，是保证防腐蚀效果的前提，配以专门化队伍的精心施工，周到细致的日常维护管理，可以使防腐蚀工程达到足够的耐久性。 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(九) 实例三：大型CPE装置建筑耐腐蚀结构设计与应用 CPE为氯化聚乙烯(Chloride Polyethylene)化学名称的英文缩写。其生产过程由于采用乙烯直接通氯气氯化工艺，因而伴有大量的氯气、氯化氢及其它含氯介质。对于建筑物产生十分严重的腐蚀现象，构成安全生产的威胁。某厂大型CPE装置是由单个容积达>50m3的一组反应设备组成的生产系统。其生产操作平台分别处于：±0.000m、5.500m、12.500m、16.500m和25.000m共五个楼层。各层之间由于生产工艺流程、操作要求不同，防护构造及措施也有较大区别。 1、耐蚀材料选用 针对上面实际情况，防腐蚀构造的设计、工程施工等一系列过程均必须由耐蚀材料的选择开始。以确保整套CPE装置能正常有效地运转。中国环氧树脂行业协会介绍说，设计选材的依据是——设计选材的依据之一：从调查以往生产过程中防腐蚀材料使用情况人手，确定新型耐腐蚀材料的应用。1990年该CPE厂第一套装置建造时，建筑防腐蚀地面采用耐酸砖树脂胶泥砌筑，现在损坏严重。主要原因是树脂选择重视不够、耐蚀性差，地漏、排水系统不合理，地面遭到介质腐蚀破坏。1994年第二套装置建造，其建筑地面的耐腐蚀结构采用花岗石树脂砂浆砌筑，目前损坏也很严重。主要原因是选择的耐腐蚀树脂等级不够，花岗石耐酸等级不高，砌筑不严格，出现开裂、脱层等现象，导致地面因介质渗透遭到腐蚀破坏。 设计选材的依据之二：考证以往采用过的树脂包括：环氧树脂、不饱和聚酯树脂(二甲苯型)、呋喃树脂等，但使用效果都不理想，在大型CPE装置中，不宜再采用上述材料，而应当另外选用性能更加全面的树脂材料，设计更为合理的耐蚀构造。 设计选材的依据之三：从第一、第二两套装置的运转情况分析，可能生产工艺过程中还有一些腐蚀介质，比如像次氯酸、氢氧化钠等存在；另外设计使用温度要考虑化学反应事故状态，必须保证有足够的安全使用范围。确实发挥所选材料的综合性能。 设计选材的依据之四：从过去大量的工程实践经验总结，乙烯基酯树脂具有特别重要的意义。这类材料不仅具有良好的耐氯、耐温、耐酸碱性，而且具有出色的机械性能、施工工艺性能。无论单独用其制作耐蚀地面，还是与其他材料复合，均可得到很好的耐腐蚀构造。 综上所述，在大型CPE装置建筑防腐蚀材料选择中，经过反复比较、研究。最后决定采用：甲基丙烯酸型乙烯基酯树脂作为胶结材料，耐酸砖(230×113×40)为防腐蚀地面面层材料。(1)关于甲基丙烯酸型乙烯基酯树脂它是一种低黏度、化学改性的环氧树脂，既保留环氧的特点，同时又有不饱和聚酯树脂的性能。其主要特点如前所述。(2)关于耐酸砖其具体质量标准，应符合相应规定，主要指标包括：规格230mm×113mm×40mm，机压砖外观尺寸规则，表面均匀、平整；吸水率≤0.5%耐酸率≥99.8%。 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(十)     2、防护结构设计     确定选用甲基丙烯酸型乙烯基酯树脂作为胶结材料后，可以说对于含氯介质的防护、耐温等级的提高均具有帮助。但仅有性能超群的材料，没有科学合理的结构设计也是不行的。结构设计时应当考虑以下几个因素：建筑地面的自身强度、平整度、坡度等。中国环氧树脂行业协会专家表示，应遵循的原则是：重腐蚀区域重点保护；轻腐蚀区域适度防护；无腐蚀区域不作防护。     整个建筑区域，地面防护的重点工作应当是技术措施薄弱环节，比如说：设备基础、地漏、踢脚板、管路、排水，防护层等等。为此，在结构设计过程中，本着实事求是的原则，对于工艺流程中不同类型和不同程度的腐蚀状况，采取不同的防护手段。设计过程从基层表面开始。     (1)25.000m构造层设计要点：因本层是反应设备的最高处，物料投放、维修均在此位置。故对基层须采用以下两方案。 方案(一)：找平层：C25细石混凝土兼找坡；最薄处厚度大于25。     基层：现浇钢筋混凝土楼板。     方案(二)：找平层：C25细石混凝土整浇层配@150×150双向钢筋网；最     薄处厚度大于30。     基层：预制钢筋混凝土楼板。     防腐蚀构造层，在本楼面可采用下面方案，局部地方施工时须作适当调整。     ·耐酸砖(厚40)树脂胶泥挤缝     ·树脂胶泥结合层(厚4～6)     ·树脂玻璃钢隔离层(二布三胶)     ·树脂打底二道     ·基层处理     (2)16.500m构造层设计要点  因本层是反应设备最集中的区域，设备基础多达数百个，存在跑、冒、滴、漏等事故隐患。故此位置属于整套大型CPE装置腐蚀最严重，防护要求最高的区域。     基层方案同25.000m构造层方案(一)、方案(二)。     防腐蚀构造层可采用下面方案，中国环氧树脂行业协会专家强调说，局部地方须相应采取措施予以加强(主要是隔离层)，特别是设备基础的做法。     ·耐酸砖(厚40)树脂胶泥挤缝     ·树脂胶泥结合层(厚4-6) ·树脂玻璃钢隔离层(三布四胶) ·树脂打底二道 ·基层处理     (3)12.500m构造层、5.500m构造层设计要点处于本区域的主要是贮槽等，腐蚀情况与25.000m层基本相同。因此防护措施按25.000m层方案执行。     (4)±0.000m构造层设计要点本区域已经基本不存在严重腐蚀，因此，按照无腐蚀区域不作防护的原则，除保留一条排水沟备用外，地面只要作水磨石即可。     基层构造为：·找平层：C25细石混凝土兼找坡；最薄处厚度大于30。     ·基层：C15细石混凝土整浇层配φ6@150双向钢筋网；最薄处厚度大于120。     (5)踢脚板、地漏等部位防护构造层设计要点      大型CPE装置防护构造，由于严格按照要求选用甲基丙烯酸型乙烯基酯树脂材料，采用既定设计方案，在系统的质量管理条件下，施工取得很大成功。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，经过生产实际考验，证明该套防护技术先进、合理，值得大力推广。 三、乙烯基酯树脂在相关领域的应用     目前乙烯基酯树脂主要用于耐腐蚀、陆上及海上运输、电气绝缘与辐射固化工艺等方面。据中国环氧树脂行业协会介绍，在化工防腐设备的应用中，乙烯基酯树脂耐酸、碱性良好。树脂分子上的侧羟基对玻璃纤维粘结性好，渗透性好，因而对玻璃纤维提供了良好的保护，可充分发挥其强度高的性能，又避免了耐腐蚀性不足的缺点。加上树脂延伸率高，韧性好，减少了运输、安装过程中的损伤，比其他树脂的应用效果好。可制造化工用储罐、管道、容器、罩壳、烟囱、吸收塔、洗涤器等，应用较广。     例如纸浆工厂中直径4.17m、高3.05m的二氧化硫洗涤器，用乙烯基酯树脂制造，可在82℃下长期使用。冶炼厂中用阻燃乙烯基酯树脂制成直径3.43m、高122m的烟囱，用13.7m长的纤维缠绕管叠接起来装在水泥烟囱之中，安装中无损伤裂缝，使用七年仍然完好。用酚醛环氧乙烯基酯树脂制成的产品具有良好的耐腐蚀性、耐溶剂性及耐高温性。用其制造的设备在高温(140℃)下使用已达10年以上。在工业废水及含盐酸的污染物的槽罐、管道等方面应用也很广，例如大型耐腐蚀拖车槽罐，内壁即用这种树脂制成，外壁用阻燃树脂，使用效果良好。     早在1978年乙烯基酯树脂即应用于一造纸厂的缠绕管道的制造上。该管道输送温度40℃，压力0.69MPa，pH5～9.5的废水至半里外的废水处理厂，管道建成后使用至今，没有任何泄漏发生。该树脂也常用于高温氯化设备或苛性碱净化与储存设备，如磺化厂，含各种溶剂的工业废料处理厂以及采矿的溶剂萃取工厂等。其他应用包括盐酸运输，槽车和轨车内衬，石油和汽油储罐及内衬。     世界最大的洗洁醇工厂，采用Shell工厂乙烯基酯树脂制造的管件，输送温度为50～60℃，压力为0.55MPa的腐蚀液，计6.1km长。另有同材料的储槽直径4m，高6.1m，共15个。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，自1978年建造至今管槽均不须修缮。在美国宾州建造的一防污染设备，采用乙烯基酯树脂衬里的钢质吸收槽供高含硫废气的吸收处理，建造至今无任何异常。 三、乙烯基酯树脂在相关领域的应用(二) 1、工业用泵、阀的发展 早在20世纪80年代初，采用乙烯基酯树脂，开发成一种全塑泵供腐蚀环境用，能耐疲劳达5000万周期以上，温度达95℃，适用于各种腐蚀液的使用。所有与腐蚀液接触部件的泵件，均以玻璃纤维增强乙烯基酯树脂用压缩成型或树脂传递模塑(RTM)制造。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，德州炼油厂采用乙烯基酯树脂泵输送5％的硫酸液，每天运转12h，6个月后仍能继续使用，而用316不锈钢泵，只作业10天即发生严重损坏。 阀件方面，用乙烯基酯树脂，加入50%以上的石墨纤维和石墨填充料，制造阀件及其球阀的衬里，供化学工业用。此种乙烯基酯树脂阀取代Teflon衬里的金属合金阀，在20℃的范围内，用于耐酸耐碱，抗溶剂的环境。 2、汽车结构件上的应用 乙烯基酯树脂可作各种车辆的结构件。例如汽车轮箍也已成功地用高强度乙烯基酯树脂压制，比金属轮箍重量减轻40%～50%。在电机设备中，可在160～200℃下连续运行十年以上，保持足够的机械强度和尺寸稳定性。 乙烯基酯树脂具有较高的伸长率所具有的较佳剪切强度，比ISO聚酯能承受较高的冲击力，并具有良好的抗蠕变性与抗疲劳性，加之，良好的成型流动性，使其在制造汽车SMC零部件上，获得令人注目的应用。这些零部件包括车轮，座椅，散热架，栅口板，发动机阀套等。 福特汽车公司使用乙烯基酯树脂，掺和65%无方向性玻璃纤维压制，制成汽车分离式座椅。其成本只及钢座椅的75%，重量是钢座椅的63%(11.6kg)。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)介绍，通用汽车公司(GE)的主力车型所用的发动机阀套和克莱斯勒汽车公司(Crysler)的全部发动机阀套，都是使用SMC和BMC制造，基体树脂主要使用乙烯基酯树脂。前段时间，克莱斯勒汽车公司对各种阀套材料进行了较全面的评价，对比分析了优缺点。钣金材料在总的成本上占有优势，但多部件一体化困难，总量大，是噪音的二次发生源，耐腐蚀性能低下；铸铝制品的外观质量优于其它有色金属，但成本较高，吸音不良，耐腐蚀性能差；热塑性复合材料(以玻纤增强尼龙为主)的可加工性优越，生产周期短，但存在高温老化的问题，耐久性较差，尺寸不稳定而导致密封性差。因此，分析认为SMC和BMC是目前较为理想的阀套材料。     Cytec Industries Inc生产Cyglas 695 BMC发动机零件，这是一种含25%玻纤的乙烯基酯树脂BMC制品，包括模压成型5.7 L Cornette车气缸阀门盖，注射一模压成型4.3L 12GM货车的前正时齿轮链条盖，注射一模压成型5.7L 3GM货车的前正时齿轮链条盖，2.7L V6DOHC气缸阀门盖等。乙烯基酯树脂BMC气缸阀门盖，工作温度138～149℃，固化速度快(厚3mm的制品45s固化，1.4～1.8kg的阀门盖，1min固化)。尺寸稳定性好，耐化学腐蚀性好。 三、乙烯基酯树脂在相关领域的应用(三)     3、在帆船和快艇制造等方面的应用     乙烯基酯树脂经过改良，用于建造帆船、游艇，具有优异的耐候性，冲击韧度，耐腐蚀性，不易起泡，有更长的耐用年限。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，用于制造军用战舰防弹板，已实际运用于巡洋舰上。其他如海上高速船艇等常用Kevlar纤维增强以减轻重量，提高强度及防渗透性。此外，可增稠型乙烯基酯树脂，为SMC及BMC专用树脂，除具备快速且稳定的增稠性外，更具高刚性、耐疲劳性及耐化学性，已广泛用于高尔夫球头及汽车零件上。触变型乙烯基酯树脂，具有优异的物理性能，即抗冲击性和抑泡性，专用于船舶制造。     4、玻璃钢管道的实际应用情况     (1)1985年，辽宁省某工程需要一批管道及设备，用于润滑油添加剂引进工程中的盐酸回收系统。盐酸回收系统中的介质“轻馏分”的成分极其复杂，腐蚀性比盐酸还严重，操作温度又高，合金钢及一般耐酸玻璃钢均不能耐其腐蚀。外商建议这种管道在美国订货。为了节省外汇，国内有关技术专家研究决定这些产品设法在国内解决。通过调查，推荐由国内某厂按要求研制四种不同型号的玻璃钢试件后，经美国Lubrizol公司实验室在实际操作条件下进行耐腐试验。试验结果表明，MFE-3型玻璃钢试件的耐腐、耐温性较好，可以满足使用要求。为此，采用该树脂制作了近1520m管道，规格为Dg24～350(81种)，总重量约35吨。1986年10月安装完毕并投入生产。通过工作压力0.45MPa、盐酸(浓度1%～30%)，氯化氢气体，氯代烷烃等腐蚀性介质在30～100℃的工作温度下长达4年多的工作考验，证明该管道的质量符合生产要求，远远超过了外商原计划两年更换一次的要求。     (2)1986年为山东某电厂从日本引进的火力发电装置中配套设计了耐腐、耐压的废水管道，压力0.6MPa，直径为Dg100～300，管长约600m，温度为100℃，经使用，用户反映质量优良，没有出现异常现象。     (3)1987年为金川有色金属冶炼公司某车间配套的管道。该车间拥有工艺管网近30000m，溶液介质pH值为2.5～5，规格为Dg100～150，压力0.6MPa。温度65～80℃。过去一直采用钢衬胶管道，从1987年12月起试用乙烯基FRP管道约2000m，效果良好，较好地解决了管道本体与法兰连结的强度问题。效果良好。     5、造纸业用乙烯基酯树脂     我国自20世纪80年代末开始在纸浆造纸行业新建和扩建的许多纸浆厂是通过引进国外技术和设备进行建设的。纸浆漂白是制浆造纸工业中决定产品质量的重要环节，为提高纸浆白度，引进技术中采用了目前国外先进二氧化氯漂白工艺，而制备二氧化氯的反应罐，二氧化氯吸收塔以及漂白工段的D级、C/D级滤液槽等设备，国外主要是用采用乙烯基酯树脂制作的耐蚀玻璃钢。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，华东理工大学受轻工部规划设计院和广东省广宁纸浆厂的委托，自1992年起选用国产耐蚀材料，根据提供的工艺参数，参照国内耐蚀试验的有关标准，开展了纸浆厂漂白工段耐蚀FRP设备、管道的耐蚀材料的监测与验证，以期为今后纸浆工程技术中的耐蚀FRP设备国产化做好先期工作。由试验结果综合分析认为：采用MFE-4和W2-1乙烯基酯树脂玻璃钢其耐蚀性优于L91氯化树脂和323双酚A树脂玻璃钢，且能满足纸浆工程二氧化氯漂白耐蚀FRP设备的工艺要求。