一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里，其特征在于，所述復合襯里包括在所述溶出罐的金屬基底上依次結合的金屬層、封閉層和耐酸磚層，所述耐酸磚與封閉層之間通過無機膠黏劑層連接，以阻擋腐蝕介質(zhì)滲入。在本實用新型中，金屬層可以起到陽極保護作用或利用各種金屬合金的優(yōu)異抗腐蝕防護性能；封閉層起到粘結無機膠黏劑層與金屬層的作用，同時能隔離所述金屬層；而耐酸磚層進一步具有防腐、隔離以及耐磨的效果，上述各層總體配合達到多重腐蝕防護功能。
【專利說明】一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于金屬表面防護【技術領域】，具體涉及一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里。
【背景技術】
[0002]粉煤灰酸法提取氧化鋁是粉煤灰資源回收的重要方式之一，其中用于進行鹽酸溶解粉煤灰反應的溶出器為鋼材設備，由于一直受到鹽酸腐蝕，時間久后容易出現(xiàn)銹穿等現(xiàn)象，從而造成設備的損壞，嚴重影響生產(chǎn)進程。然而鋼結構材料的耐高溫高壓特性，是其它材料如塑料無法取代的，因而在不影響鋼材本身特性的條件下對鋼材表面作防腐處理研究具有非常重要的意義。
[0003]溶出器防腐襯里的技術研究由來已久，報道中大多采用涂層技術對溶出器金屬外殼內(nèi)部進行單一的腐蝕防護的方法，如各類鍍層、金屬熱噴涂涂層、有機涂料層等，取得了一定的防護效果，然而長時間運行后由于腐蝕以后溶出器中固相物料的磨損，腐蝕介質(zhì)仍能穿透其外防腐層而侵蝕到金屬基材，難以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定連續(xù)。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種用于溶出罐的腐蝕防護復合襯里，具有良好的抗酸腐蝕以及耐磨效果，以提高溶出器的使用壽命。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里，其特征在于，所述復合襯里包括在所述溶出罐的金屬基底上依次結合的金屬層、封閉層和耐酸磚層，所述耐酸磚層與封閉層之間通過無機膠黏劑層連接，以阻擋腐蝕介質(zhì)滲入。
[0007]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述金屬層通過熱噴涂附著在基底上，所述封閉層通過熱噴涂附著在所述金屬層上。
[0008]在本實用新型的一種實施方式中，所述金屬層為鋁、鋅或鎂的單組分金屬層。
[0009]在本實用新型的另一種實施方式中，所述金屬層為由鋁、鋅和鎂中的至少兩種金屬組成的合金層。
[0010]在本實用新型的又一種實施方式中，所述金屬層為由單組分金屬層與單組分金屬層組成的疊加層、由合金層與合金層組成的疊加層，或由單組分金屬層與合金層組成的疊加層，其中所述單組分金屬層為鋁、鋅或鎂的單組分金屬層，所述合金層為由鋁、鋅和鎂中的至少兩種金屬組成的合金層。
[0011]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述片狀金屬材料為鋁、鋅或鎂的單組分金屬片，或者為由鋁、鋅和鎂中的至少兩種金屬組成的合金片。
[0012]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂粉末與所述片狀金屬材料的質(zhì)量比為2:1-4:1，所述片狀金屬材料的任一維度的最大尺寸為8-30 μ m ;進一步優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂粉末與所述片狀金屬材料的質(zhì)量比為2.5:1-3.5:1，所述片狀金屬材料的任一維度的最大尺寸為10-20 μ m。
[0013]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述無機膠黏劑層由無機膠黏劑形成，所述無機膠黏劑的液相為硅酸鈉溶液或硅酸鉀溶液，所述無機膠黏劑的固態(tài)填充物為氧化鋁粉末或二氧化硅粉末；進一步優(yōu)選地，所述無機膠黏劑層的液相為硅酸鈉溶液，所述無機膠黏劑層的固態(tài)填充物為氧化鋁粉末，所述耐酸磚層為多鋁紅柱石耐酸磚。
[0014]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述溶出罐的金屬基底為鋼制基底。
[0015]根據(jù)本實用新型的復合襯里，優(yōu)選地，所述金屬層的厚度為50-200 μ m,所述封閉層的厚度為40-120 μ m，所述無機膠黏劑層的厚度為40-120 μ m;進一步優(yōu)選地，所述金屬層的厚度為80-150 μ m,所述封閉層的厚度為50-100 μ m,所述無機膠黏劑層的厚度為50-100 μ mD
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的符合襯里的金屬層可以起到陽極保護作用或利用各種金屬合金的優(yōu)異抗腐蝕防護性能；封閉層起到粘結無機膠黏劑層與金屬層的作用，同時能隔離所述金屬層；而耐酸磚層進一步具有防腐、隔離以及耐磨的效果，上述各層總體配合達到多重腐蝕防護功能。在實際運行中，由于高溫、磨損及腐蝕的共同作用，會在耐酸磚層的局部位置發(fā)生點蝕，形成漏點；漿液一旦流入，首先會遇到的是無機膠黏劑層，其具有耐酸性和耐高溫性能，能夠起到阻礙漿料溶液的進一步入侵，如果設備還需運行無法及時進行檢修，可能讓漿料進一步腐蝕穿透無機膠黏劑層，接觸封閉層，而封閉層中的片狀金屬材料會大量的消耗漿料中的礦，減少漿料的腐蝕性，同時由于漿料的高溫性，會使封閉層中的環(huán)氧樹脂粉末發(fā)生軟化，在其軟化的過程中也會回填到腐蝕出的孔隙，進一步阻止?jié){料的進入，為設備的運行后檢修爭取了時間；而金屬層起到最后的保障作用，一旦以上各層全部漏穿，由于設備的維修需要對設備采取降溫及泄壓等先期的操作，在此過程中，利用電化學犧牲陽極保護的原理，犧牲金屬層保護設備，降低高溫高壓及強酸介質(zhì)穿透鋼襯造成泄露所危害的幾率，為其運行提供了有力的安全保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的復合襯里的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明，但需要注意的是，本實用新型并不僅限于附圖所示的實施方式。
[0019]如圖1所示，本實用新型所提供的用于溶出罐的腐蝕防護復合襯里包括在所述溶出罐的鋼制基底I上依次結合有金屬層2、封閉層3和耐酸磚層5。
[0020]其中，所述金屬層2可以通過多種方式制備到所述溶出罐的鋼制基底I上，比如電鍍或熱噴涂等，考慮到熱噴涂快速、靈活，優(yōu)選采用熱噴涂工藝，使金屬以一種熔化或半熔化狀態(tài)沉積到所述溶出罐的鋼制基底I上形成金屬層2，所述熱噴涂包括火焰噴涂、電弧噴涂和等離子體噴涂，這些噴涂工藝均為本領域熟知，這里不再贅述。
[0021]所述金屬層2可以為鋁、鋅或鎂的單組分金屬層(如鋁層、鋅層或鎂層等)、或者可以為由鋁、鋅和/或鎂組成的合金層(如鋁鎂合金、鋅鋁合金或鋁鋅鎂合金等)，或者可以為多種單組分金屬層和/或合金層的疊加層(如先噴鋁后噴鋅、先噴鋅然后再噴鋁鎂合金、還可以是先噴鋅后噴鋁再噴鋁鎂合金等)，具體可根據(jù)基底的防護需要進行選擇。當腐蝕介質(zhì)侵蝕時會首先與所述金屬層2反應。本實用新型的金屬層2厚度優(yōu)選為50-200 μ m ；進一步優(yōu)選為80-150 μ m。
[0022]所述封閉層3包括環(huán)氧樹脂粉末和片狀金屬材料(圖中未示出)，以阻擋腐蝕介質(zhì)滲入所述金屬層2。所述封閉層3同樣通過熱噴涂方式附著在所述金屬層2上，比如利用噴槍將環(huán)氧樹脂粉末和片狀金屬材料的混合物噴涂到所述金屬層2上。所述封閉層3的厚度優(yōu)選為40-120 μ m,進一步優(yōu)選為50-100 μ m。
[0023]在一個優(yōu)選實施方式中，所述片狀金屬材料為鋅片、鋁片或鎂片，或者為它們的合金片。噴涂時，熔融的粉末涂料可以快速浸滲到熱噴涂層的空隙中，獲得良好的封閉效果，而其中的片狀金屬材料不僅可以提高涂層的密實度，其較大面積還可以阻礙腐蝕液繼續(xù)下流，消耗酸性溶液，使深入到此的酸性溶液的腐蝕性下降，同時由于此時漿料溶液已經(jīng)滲透了一段的距離，在這個距離區(qū)間內(nèi)漿料內(nèi)腐蝕性曾梯度衰減，溶液的最前端由于不斷的消耗反應，腐蝕性最弱，如果得不到外部因素的及時補充，腐蝕就會停止。其中，所述片狀金屬材料的任一維度的最大尺寸優(yōu)選為8-30 μ m,進一步優(yōu)選為10-20 μ m,可以通過機器加工研磨得到；所述環(huán)氧樹脂粉末與所述片狀金屬材料的質(zhì)量比優(yōu)選為2:1-4:1，進一步優(yōu)選為 2.5:1-3.5:1。
[0024]所述耐酸磚層5與封閉層3之間通過無機膠黏劑層4連接。所述耐酸磚層5可以符合GB/T8488-2001規(guī)定的任何適合的耐酸磚，所述無機膠黏劑層由無機膠黏劑形成，所用無機膠黏劑的液相可以是硅酸鈉溶液或硅酸鉀溶液，所用無機膠黏劑層的固態(tài)填充物為氧化鋁粉末或二氧化硅粉末。所述無機膠黏劑層4厚度優(yōu)選為40-120 μ m，進一步優(yōu)選為50-100 μ m。在一個優(yōu)選實施方式中，所述無機膠黏劑的液相為娃酸鈉溶液,固態(tài)填充物為氧化鋁粉末，所述耐酸磚層5的材料優(yōu)選為多鋁紅柱石耐酸磚，多鋁紅柱石材料的耐酸磚能起到隔絕腐蝕介質(zhì)，增硬耐磨、耐腐的作用，通過無機膠黏的膨脹系數(shù)及相容性的匹配連接，實現(xiàn)強度與防護的統(tǒng)一。
[0025]實施例
[0026]I)制備金屬層:如圖1所示，首先清理所述溶出襯里的鋼制基底表面，具體地，先用丙酮清洗試樣表面，然后用30目棕剛玉對試樣進行噴砂預處理，噴砂完成后用干凈的壓縮空氣吹去表面的灰塵和碎屑；待清理完畢后，采用DPT2303型電弧噴涂裝置噴涂向所述溶出襯里的鋼制基底表面噴涂鋁金屬層2，噴涂的參數(shù)為:電壓30V?32V，電流140A?160A，空氣壓力0.16MPa?0.17MPa，噴槍與工件垂直，噴涂距離為200mm，噴涂厚度40-60 μ mD
[0027]2)制備封閉層:采用DPT2303型電弧噴涂裝置噴涂由質(zhì)量比為3:1的環(huán)氧樹脂粉末與鋅片所組成的封閉層3，噴涂的參數(shù)為:電壓20V?22V，電流100A?120A，空氣壓力0.16MPa?0.17MPa，噴槍與工件垂直，噴涂距離為200mm ;噴涂完成后，在180°C烘烤IOmin0
[0028]3)制備耐酸磚層:將濃度為30wt%的硅酸鈉溶液與氧化鋁粉末按質(zhì)量比為3:1的比例配置無機膠粘劑，然后涂抹至所述封閉層3，涂抹完畢后迅速安放多鋁紅柱石材料的耐酸磚層5，室溫下放置24小時，在80°C下放置2小時，在120°C下放置2小時。所述無機膠黏劑層4的厚度為70-90 μ m。[0029]利用制備有腐蝕防護復合襯里的溶出罐進行粉煤灰酸溶反應，經(jīng)檢側，酸性漿料溶液pH〈l.5，固態(tài)顆粒含量約為270g/L。在160°C溫度下，溶出罐工作150h后，復合襯里未出現(xiàn)腐蝕泄露現(xiàn)象，工作600小時后，罐體的外表面未發(fā)現(xiàn)穿透性腐蝕，進行內(nèi)部維護及檢修發(fā)現(xiàn)，部分耐酸磚的連接縫隙處發(fā)生小孔腐蝕，拆卸后大部分腐蝕微孔只進行到了無機膠黏層或封閉層3，極少數(shù)進行到了金屬噴涂層，通過pH試紙檢測，其孔洞內(nèi)的微量溶液pH值>6，對金屬層2基本不具有腐蝕性威脅。
【權利要求】
1.一種用于溶出罐腐蝕防護的復合襯里，其特征在于，所述復合襯里包括在所述溶出罐的金屬基底上依次結合的金屬層、封閉層和耐酸磚層，所述耐酸磚層與封閉層之間通過無機膠黏劑層連接，以阻擋腐蝕介質(zhì)滲入。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層通過熱噴涂附著在基底上，所述封閉層通過熱噴涂附著在所述金屬層上。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層為鋁、鋅或鎂的單組分金屬層。
4.根據(jù)權利要求2所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層為由鋁、鋅和鎂中的至少兩種金屬組成的合金層。
5.根據(jù)權利要求2所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層為由單組分金屬層與單組分金屬層組成的疊加層、由合金層與合金層組成的疊加層，或由單組分金屬層與合金層組成的疊加層，其中所述單組分金屬層為鋁、鋅或鎂的單組分金屬層，所述合金層為由鋁、鋅和鎂中的至少兩種金屬組成的合金層。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的復合襯里，其特征在于，所述溶出罐的金屬基底為鋼制基底。
7.根據(jù)權利要求6所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層的厚度為50-200μπι，所述封閉層的厚度為40-120 μ m，所述無機膠黏劑層的厚度為40-120 μ m。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合襯里，其特征在于，所述金屬層的厚度為80-150μ m,所述封閉層的厚度為50-100 μ m，所述無機膠黏劑層的厚度為50-100 μ m。
【文檔編號】B32B9/04GK203680927SQ201320879135
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】凌文, 趙宇航, 王啟瑞, 王永旺, 李世春, 孫國才, 苗家兵, 陳東 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華準能資源綜合開發(fā)有限公司