适用于大型化工设备的防腐蚀装置的制作方法

本申请涉及防腐设备技术领域，尤其涉及一种适用于大型化工设备的防腐蚀装置。

背景技术：

现有化工生产中，由于化工产品的强腐蚀性，经常导致设备腐蚀，如果不采取修补或预防措施，腐蚀会进一步扩散，最终导致设备无法使用。现有技术中，通常先对设备腐蚀区域进行大面积清理，然后对腐蚀区域进行钢结构挖补，接着进行衬胶防腐，这样防腐蚀层直接暴露在空气中，容易老化损坏，同时为了提高防腐层的抗压能力和结构强度，通常还需要对防腐层进行硫化处理，未经硫化处理的防腐层抗负压能力差，使用周期短，而大型设备的硫化工艺难度很大，成本极高。为了解决这一问题，需要一种操作简单，成本低而且持久耐用的防腐蚀装置。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种适用于大型化工设备的防腐蚀装置，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种适用于大型化工设备的防腐蚀装置，包括设备本体和第一防腐蚀层，所述第一防腐蚀层一面紧贴设备本体并完全覆盖腐蚀面，另一面设置有跟第一防腐蚀层大小相同的不锈钢板，不锈钢板外侧铺设炭板作为第二防腐蚀层，炭板层完全包覆整个第一防腐蚀层及不锈钢板，炭板层与第一防腐蚀层、与不锈钢板及与设备本体之间的接触面用树脂胶泥粘接，所述不锈钢板上有螺栓，螺栓穿过第一防腐蚀层和设备本体，在设备本体内部用螺母紧固，使不锈钢板压在第一防腐蚀层上。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的

本发明操作简单，成本低，持久耐用，通过利用不锈钢板的强度，将防腐蚀层固定，保证修复区域防腐蚀层具有抗负压能力，省略了硫化步骤，在不锈钢板外侧铺设第二防腐蚀层，保证修复区域完好，防止腐蚀进一步扩散，设备正常运行持久耐用，降低维护成本。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明防腐蚀装置1的剖面结构示意图；

图2为本发明所述第一防腐蚀层的结构示意图；

附图标记如下：

1、设备本体，2、第一防腐蚀层，3、不锈钢板，4、第二防腐蚀层，5、螺栓，6、螺母；

11、铜板基底，12、中间层、13聚苯胺膜。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请的实施例涉及一种适用于大型化工设备的防腐蚀装置，如图1所示，一种大型化工设备的防腐蚀装置，包括设备本体1和第一防腐蚀层2，所述第一防腐蚀层2一面紧贴设备本体1并完全覆盖腐蚀面，另一面设置有跟第一防腐蚀层2大小相同的不锈钢板3，不锈钢板3外侧铺设炭板作为第二防腐蚀层4，炭板层完全包覆整个第一防腐蚀层2及不锈钢板3，炭板层与第一防腐蚀层2、

与不锈钢板3及与设备本体1之间的接触面用树脂胶泥粘接，所述不锈钢板3上有螺栓5，螺栓5穿过第一防腐蚀层2和设备本体1，在设备本体1内部用螺母6紧固，使不锈钢板3压在第一防腐蚀层2上。

本实施例的原理是：利用不锈钢板3强度，将第一防腐蚀层2固定，保证修复区域防腐蚀层具有抗负压能力，省略了硫化步骤；在不锈钢板3外侧铺设炭板做第二防腐蚀层4，炭的稳定型对不锈钢板3起保护作用，同时防止第一防腐蚀层2直接暴露而被老化损坏，从而保证修复区域完好，设备正常运行，持久耐用，降低维护成本。

本实施例所需要的材料都是生产中常见的材料，操作简单，成本低。

优选地，结合图2，所述第一防腐蚀层2包括包括铜板基底11、在铜板基底11上垂直生长的氧化铜纳米线的中间层12、及涂覆在中间层12氧化铜纳米线薄膜之上的聚苯胺膜13。

在结构方面，聚苯胺膜虽然能够表现良好的防腐蚀性能，但是其与基底的结合力较弱，经常出现脱落，而且其存在一定的孔隙率，并不能表现完美的物理屏障来阻隔腐蚀的发生；本申请的技术方案中，在铜板基底与聚苯胺膜之间设有中间层，该中间层为利用阳极氧化法在基底上生长的氧化铜纳米线，该氧化铜纳米线具有较大的比表面积，其均匀分散地生长在铜板基底上，使得该聚苯胺膜能够分散在氧化铜纳米线之间、之上，从而得到了均匀致密、结合力强的聚苯胺/氧化铜纳米线复合膜，氧化铜纳米线的存在使聚苯胺与其良好的镶嵌在一起，相互穿插，能够有效提高聚苯胺与铜板基底的结合力，而且氧化铜纳米线能够填充一部分膜层孔道，从而减小了聚苯胺膜的孔隙率，增强了其耐腐蚀性能。

在性质方面，氧化铜是一种优良的半导体材料，具有较大的激子束缚能，一般广泛应用于光热、锂离子电池、传感器、超导等方面；氧化铜纳米材料具有高机械强度、热稳定性和化学稳定性，在防腐蚀方面应用较少，而本申请中，在聚苯胺母体中添加氧化铜纳米线制备成复合膜，使聚苯胺与基底结合力增强，有效减小了聚苯胺膜的孔隙率，显著提高了聚苯胺膜的防腐蚀性能。

该氧化铜纳米线的长度为6～12μm，直径为200nm，该聚苯胺膜厚度为15μm。

在一种优选地实施方式中，该聚苯胺膜中添加有填料，该填料包括：

mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子。

其中，上述填料在聚苯胺膜中质量占比为12％，mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子的质量比为9:3:7:2。

其中，tio2纳米粒子选取市售商用tio2纳米粒子，粒径为20μm；wo3纳米粒子和ni纳米粒子的粒径分别为100nm和300nm。

其中，mn2o3多孔微球的制备过程为：首先，将15mmol的mn(ch3coo)2·6h2o、45mmol的尿素和2g聚乙二醇-2000置于40ml乙二醇溶液中，充分搅拌均匀，溶解完毕，然后将所得溶液转移至不锈钢反应釜中，在220℃下密封水热反应30h，自然冷却、离心、收集、洗涤、干燥，得到mnco3，最后将其在马弗炉中650℃下煅烧10h，得到mn2o3多孔微球；mn2o3多孔微球直径为1μm。

本申请注意到，在聚苯胺中添加无机粒子，其与聚苯胺复合在一起能够有效提高材料的耐腐蚀性能，通常添加的无机粒子为固体颗粒，比如zno、sio2、al2o3、纳米粘土粒子等；而本申请的不同之处在于，所添加填料为mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子的混合物；其产生的效果在于：

1.mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子的混合物具有较高的比表面积，其能通过聚苯胺孔隙之间的铰链作用于聚苯胺膜很好的结合在一起；

2.mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子的混合物具有较高的催化活性，将其加入到聚苯胺中，能够增强聚苯胺与金属基底的催化氧化作用，生成一层钝化氧化膜来强化耐腐蚀性能；

3.由于mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子均为微纳尺度粒子，其容易由于纳米团聚现象而团聚在一起，影响其在聚苯胺中的分散性，进而导致防腐性能的下降；而在本申请中，中间层的氧化铜纳米线对上述粒子的分散性能够起到积极作用。

此外，tio2纳米粒子作为一种半导体氧化物，具有较强的光催化性能，在自清洁、杀菌方面应用广泛，在防腐蚀方面应用较少，而本申请中，将tio2纳米粒子与mn2o3多孔微球作为混合填料，能够增强聚苯胺与金属基底的催化氧化作用，生成一层钝化氧化膜来强化耐腐蚀性能。

实施例1

该第一防腐蚀层2的制备过程为：

步骤1，清洗铜板基底

将铜板基底裁剪成需要的尺寸，将其依次用400目、800目、1200目的砂纸均匀打磨，在异丙醇中超声清洗15min，然后用去离子水清洗干净。

步骤2，制备中间层

将上述超声清洗后的铜板基底置于作为阳极，石墨为阴极，在2mol/l浓度的koh溶液为电解液，加入微量的聚乙烯醇，在1.7ma/cm²电流密度下进行氧化，30min后取出铜板基底，用去离子水反复冲洗后自然晾干；

将上述得到的铜板基底放入马弗炉中，首先在150℃下煅烧2h，然后再在300℃下煅烧3h，自然冷却后，在铜板基底上得到氧化铜纳米线。

步骤3，涂覆聚苯胺膜

1)制备聚苯胺：将1ml苯胺溶液和90ml1m的hcl混合，在冰水浴中搅拌1h，然后再向其中缓慢加入100mlhcl和2.5g过硫酸铵溶液，在冰水浴中搅拌5h；将反应得到的产物抽滤，去离子水、乙醇清洗，干燥，然后将其在80℃烘箱中干燥10h，再用1m的nh3·h2o处理0.5h，最后收集产物干燥，得到聚苯胺粉末；

2)制备聚苯胺膜：称取0.1g的聚苯胺粉末，将其与mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子混合，再向其中加入氮-甲基吡咯烷酮溶剂，超声振荡0.5h，再磁力搅拌24h，得到浆料状态的填料混合物，降该填料混合物涂覆在铜板基底表面，在真空干燥10h，在铜板基底上得到聚苯胺膜。

对于上述步骤得到的防腐蚀保护结构进行耐腐蚀测试，测试介质采用3.5％的nacl溶液，将样品用环氧树脂封样，裸露面积为3cm²，采用传统的三电极体系进行耐腐蚀测试，表明，本申请的防腐蚀保护结构防腐蚀性能良好。

实施例2

具体步骤如实施例1，区别之处在于聚苯胺膜中填料为tio2纳米粒子、wo3纳米粒子和ni纳米粒子。

实施例3

具体步骤如实施例1，区别之处在于聚苯胺膜中填料为mn2o3多孔微球、wo3纳米粒子和ni纳米粒子。

实施例4

具体步骤如实施例1，区别之处在于聚苯胺膜中填料为mn2o3多孔微球、tio2纳米粒子、wo3纳米粒子。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。