高溫條件下與氫氟酸的對抗
產品詳情
化工行業應用/Chemical Industry
高溫條件下與氫氟酸的對抗
賢紳公司為眾多行業企業提供各類產品，其中包括航空航天和汽車零部件、化工、纖維、塑料和新型材料。賢紳在化工行業涉及的深度及廣度也是無可限量的。
解決方案/Coating Solution
預冷設備的通道會密切接觸氟化氫(HF)氣體。廠家對各種材料進行了測試，包括稀有合金、聚四氟乙烯襯墊和氟聚合物噴涂襯里，其中壽命長的達到了6個月，防腐蝕性能有限。賢紳推薦一種高分子樹脂包裹絲網的防腐蝕涂層體系，并增加耐滲透的高分子與活性炭復合層，以達到減緩化學滲透的目的；該涂層體系由含氟聚合物層組成，包括全氟烷四氟乙烯(PFA)。
在真空條件下，四個回轉窯爐通過氟石、氟化鈣(CaF2)、礦石與硫酸反應生成HF氣體。氣體在爐中溫度達到約450華氏度（232℃），然后被送入6個預冷器并冷卻至大約110華氏度（43℃）。
預冷系統由幾個部分組成，其中包括進氣端通道和一個短型熱交換區域。在短型熱交換器區域和長型熱交換器區域之間有一個8英寸的環狀的間隔，排氣通道尾隨長型換熱器段安裝在末端。無論是短型還是長型熱交換器，均由碳素鋼材料制成。
冷凝反應對進氣管道產生了腐蝕
預冷器的設計目的本來是冷卻、但不冷凝HF蒸汽。然而，在實際生產條件下，少量的冷凝反應還是發生在預冷器的進氣通道口。
冷卻器稍微向進氣口傾斜，所以冷凝液通過進氣通道口流回滴酸池。這種高腐蝕性的冷凝液由66%的HF,、33%的硫酸、水及非揮發性酸(NVA)，包括氟硅酸(H2 SIF6)組成。
由于熱交換器向進氣口傾斜，末端只有HF氣體從預冷器排氣口送出，冷凝液是到達不了排氣口的。因此預冷卻器容易被腐蝕的部件在進氣口端。此外，在兩個換熱器區域中，相較于長端，短端因酸回滴效應而造成較為嚴重的腐蝕，需頻繁更換。
延緩滲透
滲透對于涂層附著力的影響是持續且不可逆轉的：如果不能阻斷腐蝕，那就盡力延緩滲透。他要求表面處理廠提供賢紳GSC-MS涂層，這是一種噴涂型多層PFA涂層體系，其中包括了與高分子樹脂復合的活性炭涂層，主要是起到延緩滲透的作用，焊接在基材的不銹鋼絲網，將涂層牢牢固定在基材上，增強防脫離性能，還提高了涂層機械強度。GSC-MS涂層體系的總厚度達到了80 mils（2032 μm）。
這一涂層體系實現了兩個目標:
1. 減緩滲透和
2. 增強涂層附著力 - 焊接絲網
這種熱塑型涂層系統的其他優點是：
1. 可現場維修
2. 耐機械損傷
3. 高致密度：通過1萬伏直流電壓擊穿測試
4. 耐化學腐蝕能力強：0-14 PH值范圍
5. 耐全真空工況環境
6. 溫度范圍可達500華氏度（260℃）
采用賢紳涂層加工的預冷器裝置自投入使用以來一直連續運行，沒有出現故障，大大長于之前表面處理方案運行的4個月。
該系統運行情況良好，5個預冷器涉及防腐蝕表面處理的零件都變更為加工賢紳涂層體系。由于預冷器的壽命延長，備品配件的采購數量減少。