一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里，其特征在于，所述复合衬里包括在所述溶出罐的金属基底上依次结合的金属层、封闭层和耐酸砖层，所述耐酸砖与封闭层之间通过无机胶黏剂层连接，以阻挡腐蚀介质渗入。在本实用新型中，金属层可以起到阳极保护作用或利用各种金属合金的优异抗腐蚀防护性能；封闭层起到粘结无机胶黏剂层与金属层的作用，同时能隔离所述金属层；而耐酸砖层进一步具有防腐、隔离以及耐磨的效果，上述各层总体配合达到多重腐蚀防护功能。
【专利说明】一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里
【技术领域】
[0001]本实用新型属于金属表面防护【技术领域】，具体涉及一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里。
【背景技术】
[0002]粉煤灰酸法提取氧化铝是粉煤灰资源回收的重要方式之一，其中用于进行盐酸溶解粉煤灰反应的溶出器为钢材设备，由于一直受到盐酸腐蚀，时间久后容易出现锈穿等现象，从而造成设备的损坏，严重影响生产进程。然而钢结构材料的耐高温高压特性，是其它材料如塑料无法取代的，因而在不影响钢材本身特性的条件下对钢材表面作防腐处理研究具有非常重要的意义。
[0003]溶出器防腐衬里的技术研究由来已久，报道中大多采用涂层技术对溶出器金属外壳内部进行单一的腐蚀防护的方法，如各类镀层、金属热喷涂涂层、有机涂料层等，取得了一定的防护效果，然而长时间运行后由于腐蚀以后溶出器中固相物料的磨损，腐蚀介质仍能穿透其外防腐层而侵蚀到金属基材，难以保证生产的稳定连续。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于溶出罐的腐蚀防护复合衬里，具有良好的抗酸腐蚀以及耐磨效果，以提高溶出器的使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里，其特征在于，所述复合衬里包括在所述溶出罐的金属基底上依次结合的金属层、封闭层和耐酸砖层，所述耐酸砖层与封闭层之间通过无机胶黏剂层连接，以阻挡腐蚀介质渗入。
[0007]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述金属层通过热喷涂附着在基底上，所述封闭层通过热喷涂附着在所述金属层上。
[0008]在本实用新型的一种实施方式中，所述金属层为铝、锌或镁的单组分金属层。
[0009]在本实用新型的另一种实施方式中，所述金属层为由铝、锌和镁中的至少两种金属组成的合金层。
[0010]在本实用新型的又一种实施方式中，所述金属层为由单组分金属层与单组分金属层组成的叠加层、由合金层与合金层组成的叠加层，或由单组分金属层与合金层组成的叠加层，其中所述单组分金属层为铝、锌或镁的单组分金属层，所述合金层为由铝、锌和镁中的至少两种金属组成的合金层。
[0011]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述片状金属材料为铝、锌或镁的单组分金属片，或者为由铝、锌和镁中的至少两种金属组成的合金片。
[0012]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量比为2:1-4:1，所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸为8-30 μ m ;进一步优选地，所述环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量比为2.5:1-3.5:1，所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸为10-20 μ m。
[0013]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述无机胶黏剂层由无机胶黏剂形成，所述无机胶黏剂的液相为硅酸钠溶液或硅酸钾溶液，所述无机胶黏剂的固态填充物为氧化铝粉末或二氧化硅粉末；进一步优选地，所述无机胶黏剂层的液相为硅酸钠溶液，所述无机胶黏剂层的固态填充物为氧化铝粉末，所述耐酸砖层为多铝红柱石耐酸砖。
[0014]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述溶出罐的金属基底为钢制基底。
[0015]根据本实用新型的复合衬里，优选地，所述金属层的厚度为50-200 μ m,所述封闭层的厚度为40-120 μ m，所述无机胶黏剂层的厚度为40-120 μ m;进一步优选地，所述金属层的厚度为80-150 μ m,所述封闭层的厚度为50-100 μ m,所述无机胶黏剂层的厚度为50-100 μ mD
[0016]与现有技术相比，本实用新型的符合衬里的金属层可以起到阳极保护作用或利用各种金属合金的优异抗腐蚀防护性能；封闭层起到粘结无机胶黏剂层与金属层的作用，同时能隔离所述金属层；而耐酸砖层进一步具有防腐、隔离以及耐磨的效果，上述各层总体配合达到多重腐蚀防护功能。在实际运行中，由于高温、磨损及腐蚀的共同作用，会在耐酸砖层的局部位置发生点蚀，形成漏点；浆液一旦流入，首先会遇到的是无机胶黏剂层，其具有耐酸性和耐高温性能，能够起到阻碍浆料溶液的进一步入侵，如果设备还需运行无法及时进行检修，可能让浆料进一步腐蚀穿透无机胶黏剂层，接触封闭层，而封闭层中的片状金属材料会大量的消耗浆料中的矿，减少浆料的腐蚀性，同时由于浆料的高温性，会使封闭层中的环氧树脂粉末发生软化，在其软化的过程中也会回填到腐蚀出的孔隙，进一步阻止浆料的进入，为设备的运行后检修争取了时间；而金属层起到最后的保障作用，一旦以上各层全部漏穿，由于设备的维修需要对设备采取降温及泄压等先期的操作，在此过程中，利用电化学牺牲阳极保护的原理，牺牲金属层保护设备，降低高温高压及强酸介质穿透钢衬造成泄露所危害的几率，为其运行提供了有力的安全保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的复合衬里的示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但需要注意的是，本实用新型并不仅限于附图所示的实施方式。
[0019]如图1所示，本实用新型所提供的用于溶出罐的腐蚀防护复合衬里包括在所述溶出罐的钢制基底I上依次结合有金属层2、封闭层3和耐酸砖层5。
[0020]其中，所述金属层2可以通过多种方式制备到所述溶出罐的钢制基底I上，比如电镀或热喷涂等，考虑到热喷涂快速、灵活，优选采用热喷涂工艺，使金属以一种熔化或半熔化状态沉积到所述溶出罐的钢制基底I上形成金属层2，所述热喷涂包括火焰喷涂、电弧喷涂和等离子体喷涂，这些喷涂工艺均为本领域熟知，这里不再赘述。
[0021]所述金属层2可以为铝、锌或镁的单组分金属层(如铝层、锌层或镁层等)、或者可以为由铝、锌和/或镁组成的合金层(如铝镁合金、锌铝合金或铝锌镁合金等)，或者可以为多种单组分金属层和/或合金层的叠加层(如先喷铝后喷锌、先喷锌然后再喷铝镁合金、还可以是先喷锌后喷铝再喷铝镁合金等)，具体可根据基底的防护需要进行选择。当腐蚀介质侵蚀时会首先与所述金属层2反应。本实用新型的金属层2厚度优选为50-200 μ m ；进一步优选为80-150 μ m。
[0022]所述封闭层3包括环氧树脂粉末和片状金属材料(图中未示出)，以阻挡腐蚀介质渗入所述金属层2。所述封闭层3同样通过热喷涂方式附着在所述金属层2上，比如利用喷枪将环氧树脂粉末和片状金属材料的混合物喷涂到所述金属层2上。所述封闭层3的厚度优选为40-120 μ m,进一步优选为50-100 μ m。
[0023]在一个优选实施方式中，所述片状金属材料为锌片、铝片或镁片，或者为它们的合金片。喷涂时，熔融的粉末涂料可以快速浸渗到热喷涂层的空隙中，获得良好的封闭效果，而其中的片状金属材料不仅可以提高涂层的密实度，其较大面积还可以阻碍腐蚀液继续下流，消耗酸性溶液，使深入到此的酸性溶液的腐蚀性下降，同时由于此时浆料溶液已经渗透了一段的距离，在这个距离区间内浆料内腐蚀性曾梯度衰减，溶液的最前端由于不断的消耗反应，腐蚀性最弱，如果得不到外部因素的及时补充，腐蚀就会停止。其中，所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸优选为8-30 μ m,进一步优选为10-20 μ m,可以通过机器加工研磨得到；所述环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量比优选为2:1-4:1，进一步优选为 2.5:1-3.5:1。
[0024]所述耐酸砖层5与封闭层3之间通过无机胶黏剂层4连接。所述耐酸砖层5可以符合GB/T8488-2001规定的任何适合的耐酸砖，所述无机胶黏剂层由无机胶黏剂形成，所用无机胶黏剂的液相可以是硅酸钠溶液或硅酸钾溶液，所用无机胶黏剂层的固态填充物为氧化铝粉末或二氧化硅粉末。所述无机胶黏剂层4厚度优选为40-120 μ m，进一步优选为50-100 μ m。在一个优选实施方式中，所述无机胶黏剂的液相为娃酸钠溶液,固态填充物为氧化铝粉末，所述耐酸砖层5的材料优选为多铝红柱石耐酸砖，多铝红柱石材料的耐酸砖能起到隔绝腐蚀介质，增硬耐磨、耐腐的作用，通过无机胶黏的膨胀系数及相容性的匹配连接，实现强度与防护的统一。
[0025]实施例
[0026]I)制备金属层:如图1所示，首先清理所述溶出衬里的钢制基底表面，具体地，先用丙酮清洗试样表面，然后用30目棕刚玉对试样进行喷砂预处理，喷砂完成后用干净的压缩空气吹去表面的灰尘和碎屑；待清理完毕后，采用DPT2303型电弧喷涂装置喷涂向所述溶出衬里的钢制基底表面喷涂铝金属层2，喷涂的参数为:电压30V?32V，电流140A?160A，空气压力0.16MPa?0.17MPa，喷枪与工件垂直，喷涂距离为200mm，喷涂厚度40-60 μ mD
[0027]2)制备封闭层:采用DPT2303型电弧喷涂装置喷涂由质量比为3:1的环氧树脂粉末与锌片所组成的封闭层3，喷涂的参数为:电压20V?22V，电流100A?120A，空气压力0.16MPa?0.17MPa，喷枪与工件垂直，喷涂距离为200mm ;喷涂完成后，在180°C烘烤IOmin0
[0028]3)制备耐酸砖层:将浓度为30wt%的硅酸钠溶液与氧化铝粉末按质量比为3:1的比例配置无机胶粘剂，然后涂抹至所述封闭层3，涂抹完毕后迅速安放多铝红柱石材料的耐酸砖层5，室温下放置24小时，在80°C下放置2小时，在120°C下放置2小时。所述无机胶黏剂层4的厚度为70-90 μ m。[0029]利用制备有腐蚀防护复合衬里的溶出罐进行粉煤灰酸溶反应，经检侧，酸性浆料溶液pH〈l.5，固态颗粒含量约为270g/L。在160°C温度下，溶出罐工作150h后，复合衬里未出现腐蚀泄露现象，工作600小时后，罐体的外表面未发现穿透性腐蚀，进行内部维护及检修发现，部分耐酸砖的连接缝隙处发生小孔腐蚀，拆卸后大部分腐蚀微孔只进行到了无机胶黏层或封闭层3，极少数进行到了金属喷涂层，通过pH试纸检测，其孔洞内的微量溶液pH值>6，对金属层2基本不具有腐蚀性威胁。
【权利要求】
1.一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里，其特征在于，所述复合衬里包括在所述溶出罐的金属基底上依次结合的金属层、封闭层和耐酸砖层，所述耐酸砖层与封闭层之间通过无机胶黏剂层连接，以阻挡腐蚀介质渗入。
2.根据权利要求1所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层通过热喷涂附着在基底上，所述封闭层通过热喷涂附着在所述金属层上。
3.根据权利要求2所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层为铝、锌或镁的单组分金属层。
4.根据权利要求2所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层为由铝、锌和镁中的至少两种金属组成的合金层。
5.根据权利要求2所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层为由单组分金属层与单组分金属层组成的叠加层、由合金层与合金层组成的叠加层，或由单组分金属层与合金层组成的叠加层，其中所述单组分金属层为铝、锌或镁的单组分金属层，所述合金层为由铝、锌和镁中的至少两种金属组成的合金层。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合衬里，其特征在于，所述溶出罐的金属基底为钢制基底。
7.根据权利要求6所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层的厚度为50-200μπι，所述封闭层的厚度为40-120 μ m，所述无机胶黏剂层的厚度为40-120 μ m。
8.根据权利要求7所述的复合衬里，其特征在于，所述金属层的厚度为80-150μ m,所述封闭层的厚度为50-100 μ m，所述无机胶黏剂层的厚度为50-100 μ m。
【文档编号】B32B9/04GK203680927SQ201320879135
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】凌文, 赵宇航, 王启瑞, 王永旺, 李世春, 孙国才, 苗家兵, 陈东 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华准能资源综合开发有限公司