前 言

高分子材料（如塑料），與金屬，陶瓷等材料相比，除質輕價廉，還有良好的耐腐蝕性能。目前常用防腐內襯材料主要有聚氯乙烯，環氧樹脂和氟碳材料。

大慶煉化公司脫鹽水系統共有三套脫鹽水裝置，分別始建于1991、1994、2009年（化學一、二、三站），上述高分子材料在這三套脫鹽水系統中都用應用，下面就這些防腐材料在水處理系統應用情況進行簡單論述。

1 聚氯乙烯材料

聚氯乙烯的優點是耐化學腐蝕性好，價格低。硬度可調節，分為軟、硬聚氯乙烯。缺點是耐熱性較差，耐老化性不好。

1.1 聚氯乙烯的物理性能。硬聚氯乙烯的相對密度為1.4~1.6,為普通碳鋼的1/5,便于設備的安裝。聚氯乙烯的導熱系數只是普通碳鋼的1/400~1/500,保溫性能好。聚氯乙烯的線膨脹系數為（5~6）×10-5/℃，為普通碳鋼的5~6倍，適用于管道或襯里材料使用。聚氯乙烯的耐熱性比較差，玻璃化溫度為80~85℃。

1.2 聚氯乙烯的耐化學腐蝕性。聚氯乙烯不含活性大的基團，化學性質比較穩定。

在低于50℃的條件下，除強氧化劑（如濃度大于50%的硝酸、發煙硫酸等），可耐大部分無機鹽、烴化合物等有機溶劑的腐蝕。其耐腐蝕性與溫度、應力有關，溫度越高，應力越大，腐蝕速度越快。另外在光、氧、熱的作用下，穩定性不好，易發生降解。

聚氯乙烯在低溫情況下，耐腐蝕性較好。

1.3 聚氯乙烯的應用。常用于大型設備作襯里，但硬聚氯乙烯質地較硬，線膨脹系數比基體碳鋼大得多，處理不當，會引起襯里開裂（如圖一），其使用年限大約為10年左右。

脫鹽水車間的化學一、二站設計較早，聚氯乙烯普遍應用在水處理行業，因此管件內部防腐為硬聚氯乙烯材質。因化學一站接收高溫凝結水、RO回用水，運行溫度較高（60℃）?；瘜W二站主要處理新鮮水，運行溫度控制在40℃左右。從運行溫度對管件內襯聚氯乙烯的影響看，化學一站影響程度更大一些，部分管件內襯發生開裂。

2 環氧樹脂材料

環氧樹脂是含有環氧基的高分子聚合物的統稱。分子結構中含有兩個或兩個以上的環氧基團（-CH-CH2）。其分子結構特點是，O可以在適當的化學試劑（固化劑）存在下形成三維交聯網狀結構的化合物，被稱之為固化過程。

2.1 環氧樹脂的物理特性。分子結構中含有的醚鍵與大量的極性基團使其對金屬、陶瓷等極性基材有優良的附著力，環氧固化時體積收縮率低（僅2%左右），不易產生內應力。很多環氧樹脂體系及其改性樹脂可在常溫常壓下成型，室溫下固化。固化時間、粘度、適用期等都可按需要進行調節，且不會影響固化后的性能。環氧樹脂的耐熱溫度在103~130 ℃，一般可在100℃下使用。

2.2 環氧樹脂的耐化學腐蝕性?；瘜W性質很穩定，能耐稀酸、堿。因其分子結構中含有的脂肪族羥基與堿不起作用，故耐堿性強。以胺固化的環氧樹脂能耐中等強度的酸、堿，但不耐氧化性酸（如濃硫酸、硝酸）。胺固化的環氧樹脂耐鹽酸、液堿的性能好。對硫酸、硝酸性能較差。

2.3 環氧樹脂的應用環氧樹脂由于膠粘強度高，收縮率低等優點應用廣泛，主要以環氧樹脂涂料和環氧樹脂膠粘劑聯合使用。目前煉化公司的3套脫鹽水系統的鹽酸儲罐、液堿儲罐、中間水箱內部防腐、中和池內壁防腐、以及排水的地溝等均使用環氧樹脂進行防腐。從使用效果上看，能夠起到防腐作用，部分損壞部位可以通過檢修加以維護。

3 氟碳材料

含氟聚合物是指碳鏈上的氫原子全部或部分被氟原子所取代的一類聚合物。其中聚四氟乙烯（PTFE）耐熱、耐寒、耐候、耐溶劑等性能優異，并具有不粘性、自潤滑性、低摩擦系數等優點，目前已經被廣泛使用。本文主要以聚四氟乙烯（PTFE）論述。

3.1 氟碳材料的物理性質。PTFE材料分子中C-F鍵穩定，鍵能達540kJ/mol,C-C主鏈完全被大體積的氟原子所遮蔽，使其具有既耐高溫又耐腐蝕的特點，工作溫度范圍約在-250~260℃之間。其線膨脹系數約在（10~15）×105m/（m.k）范圍內，大于鋼材10~20倍，且具有隨溫度增高而增大的特點。

3.2 氟碳材料的力學性能。PTFE材料的力學強度、剛度、硬度等較其它塑料差。拉伸強度一般為10~30MPa,彈性模量為400 MPa,斷裂伸長率為50%~400%.PTFE的蠕變和應力松弛受溫度、時間、負荷等影響，具有較高的延展性，在低結晶度時更易延展?？稍诟g性極強的任意濃度的酸、堿、氧化劑、溶劑等環境中使用，并保持尺寸無變化。

3.3 氟碳材料的耐化學腐蝕性。PTFE能耐濃酸、濃堿、強氧化劑（如：王水）任何濃度的氫氟酸等介質，有“塑料之王”美稱。碳氟材料對相比于聚氯乙烯、環氧樹脂材料，能適用于更高的溫度、酸堿腐蝕性介質高濃度不會對碳氟材料產生腐蝕。

3.4 氟碳材料的應用因碳氟材料對溫度使用范圍更廣、耐腐蝕能力更強，因此是目前水處理行業廣為選用的材料。脫鹽水車間自2006年開始選用管件為熱噴涂四氟管件（圖二）。熱噴涂管（即在220 ℃高溫條件下對管件內壁進行熱噴涂四氟）。熱噴涂四氟厚度為1~2mm的管件，在有介質流動時最高可耐溫80~120℃。2009年擴能改造的化學三站，設計上也使用熱噴涂四氟材料的管件，使用至今效果良好。從實際經驗中發現熱噴涂四氟管件也存在如下不足：1、制造、噴涂條件要求較高。若管件內壁除銹效果不好或焊道焊接質量不高，均影響噴涂效果；2、環境溫差大時，內襯防腐層易斷裂，直接影響噴涂管件內襯使用壽命?！緢D2】

結 論

高分子耐腐蝕材料的選擇應用，可根據腐蝕介質的種類、壓力、溫度等不同因素進行相應選擇。必須結合每種材料的物理、化學特性等相關參數，才可實現即達到降低成本，又實現安全防腐目的。

參考文獻

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