旋转成型工艺在防腐蚀领域中的应用
陈纪凯1 孙振海2
1（上海特耐防腐设备有限公司，上海200331）
2（中国石化镇海炼油化工股份有限公司，浙江宁波315207）
摘 要 旋转成型工艺使氟塑料和聚烯烃塑料在加工制造衬里设备及异型件的生产中得到广泛应用，开拓了氟塑料和聚烯烃塑料在防腐蚀领域里的用途与前景。
关键词 旋转成型工艺 氟塑料 聚烯烃塑料 防腐蚀 应用
一、前言
在石油、化工、化肥、冶金、电力、制药、农药、食品、氯碱、环保等行业的生产过程中，介质对设备、管线及配件的腐蚀所造成的经济损失非常巨大。据有关资料介绍，每年因腐蚀所造成的损失约占国民经济总产值的3%～4%，远远超过各类自然灾害所带来的损失；每年因腐蚀产生的废弃物、引发的化学物质泄漏和所造成的事故，不仅影响了工作人员的身体健康，更严重威胁着工作人员的生命安全。并且，对自然环境、生态平衡所造成的破坏更是触目惊心。因此，我们要加快提高和发展防腐蚀技术，减少停车检修，延长设备寿命，防止腐蚀所造成的不必要损失，更好地为各行业生产力的持续发展、经济效益和社会效应的显著增长添砖加瓦。
二、塑料成型的基本工艺
塑料成型是使成型物料变形或流动，取得所需要的形状，并设法将取得的形状（固化）成为制品的这样一个工艺和过程。以前，氟塑料和聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯等热塑性通用塑料）的加工成型技术有模压、液压、挤压、推压、喷涂、粘结、焊接和缠绕等多种工艺。前五种是用氟塑料树脂和聚烯烃树脂直接加工成制品；后三种是用氟塑料和聚烯烃塑料棒、板材或薄带进行二次加工成各种制品。但上述工艺各有弊端：模压法只能生产形状简单的制品；液压法所得制品壁厚、表面粗糙且凹凸不平；挤压、推压法生产的管材强度不够，即使与钢材复合使用也存在不耐负压等因素；喷涂法由于涂层太薄，容易存在针孔现象，并且难以检测产品的质量；粘结法由于受到粘结剂的耐温性、耐腐蚀性及安全性的限制而造成生产的局限性；焊接法则存在焊接强度不够高；缠绕法存在无法生产异型件及不耐负压等因素。因此，在此基础上众多防腐蚀专家联手开发了旋转成型加工工艺，该工艺集产品衬里层厚薄均匀、表面光洁、可加工各式各样的异型件、与钢材有良好的附着力、优异的耐温差性、超强的耐腐蚀性及可耐正负压等优点于一体，是目前最值得推广的塑料成型工艺。
三、旋转成型加工工艺
旋转成型工艺可分单轴线旋转成型和双轴线旋转成型两种工艺技术。
单轴线旋转成型技术一般用于无支管的设备筒体或管线衬里工艺，它的基本原理是：把需衬里的设备筒体或管线作为模具放在滚台上，然后边加热边旋转，到一定温度时，把粉状塑料按照衬里面积所需厚度的比例加入受衬工件里，粉状塑料开始熔融呈半流动状态，并在离心力的作用下均匀粘附在受衬工件内，当粉状塑料全部熔融之后，继续旋转，直到产品冷却定型。
双轴线旋转成型工艺是旋转成型工艺技术的一种设备结构型式，它区别于单轴线旋转成型工艺的型式。所谓双轴线旋转成型工艺是将受衬工件固定在一个可以360＆#176;旋转的设备内，而该设备使被受衬工件呈两个轴线方向同时旋转，最后获得均匀衬里工件的工艺过程。为了更方便理解，举一个圆筒形带支管受衬设备为例：第一步是将经过喷砂除锈处理后的圆筒形受衬工件固定在一个可以360＆#176;旋转的烧结设备内，第二步是启动传动装置使圆筒形受衬工件在可烧结并可旋转的设备内以该工件的轴心线方向旋转的同时，又以该工件的圆周方向旋转，即相当于受衬工件在两根互相垂直的轴线方向各自同时旋转；第三步是这个设备在加热条件下不停地旋转；第四步是在受衬工件里加入一定比例数量的粉状塑料；第五步是边旋转边加热到一定时候再冷却直至制成与圆筒形受衬工件和为一体的成品。
倾注于受衬工件内腔的粉状塑料必须具有两种性能。其一，流动性能好，熔融指数应在3~10，以便使熔体平稳地流到受衬工件模腔的各个角落，获得壁厚均匀的制品；其二，热稳定性好，以防原料因过度受热而分解。这样当受衬工件呈双轴线方向被加热旋转时，粉状塑料才能在受衬工件的内腔壁面全部均匀接触，而先与受热壁面接触的粉料在一定的温度条件下被熔融，以后在不断的旋转过程里，在重力与离心力的作用下，使未熔融的粉料均布在已熔融粉料的表面上，经热传导而被粘住而熔融，在如此不间断的旋转过程中，衬里工件就制成了。此时旋转设备还得继续旋转，由于此时的塑料尚有一定的流动性，为了防止塑料下淌，造成制品壁厚不均匀，因此在冷却过程中，受衬工件仍应处于不断被转动的状态之中。待工件冷却到一定温度的时候，才可将工件从旋转设备中拆下来，并将各法兰密封面修整，如此即可得到制造好的旋转成型衬里产品。
旋转成型工艺中管线及配件的制造程序为：钢材采购→管线或配件的下料→法兰焊接→焊缝检测→水压试验→喷砂或酸洗钝化除锈→加热加温→添加粉状塑料→加热加温→冷却定型→电火花检测→盛水试漏→各法兰密封面修整出品。
设备制造程序为：钢材采购→卷板焊接→封头、筒体、人孔及支管搭接并焊接→焊缝检测→龟甲网焊接→水压试验→喷砂除锈→加热加温→添加粉状塑料→加热加温→冷却定型→电火花检测→盛水试漏→各法兰密封面修整出品。（≥Φ600的受衬设备应采取龟甲网焊接工艺，以便使粉状塑料与受衬设备更加得紧密结合为一体）。
旋转成型工艺与常见的挤出、注射成型以及压塑、模塑等工艺不同，在整个成型过程中，粉状塑料除了受到重力与离心力作用之外，不受任何外力的影响，因而产品几乎无内应力，并且不易发生变形、凹陷等缺点。
四、旋转成型加工工艺的应用
旋转成型工艺可应用于离心泵（泵壳、泵室、叶轮）、大型设备（塔、槽、贮罐、反应釜）、各式搅拌桨、管线及配件、补偿器、水喷射真空泵、阀门等产品中。目前，我国采用旋转成型工艺技术制造出的产品有100升到5000升的反应釜、直径500mm到4000mm的塔节、3m3~80m3贮罐、喷射器、搅拌器、氯气分配器、补偿器、直径25~800mm长2~6m的管道及管件。
1、 旋转成型工艺在制药工业中的应用
制药工业里选用搪瓷设备较多，但搪瓷设备在使用过程中，由于各种原因会造成剥瓷、爆瓷、裂纹和穿孔等损坏，使用效果不理想。在一些地方选用旋转成型设备和管道后，使用效果改善明显。
例如，在磺胺生产中，介质为30%盐酸、HCl气、混合稀酸（氯磺酸、盐酸、硫酸等）、磺化液，温度为室温～65℃。巨化集团制药厂磺胺生产的管道原用PVC、PP管道，由于生产过程中温度、压力的变化，上述管道变形，焊缝开裂发生较多，改用旋转成型工艺管道后，使用三年多，情况良好。
2m3的搪玻璃釜盖，原是安装后使用一年，修修补补地再用一年，改用旋转成型工艺防腐，使用效果很好，并且利用旧盖返修，造价仅为新釜盖的35%。
2、 旋转成型工艺在水处理工业中的应用
在电力、化工、环保等部门，都需要对水进行处理，包括冷却水处理、锅炉水及锅炉补给水处理等。在水处理过程中，要用盐酸、烧碱等原料，而这些原料会对水处理设备（如盐酸储罐及输送管道、阀门、水力喷射器、离子交换器等）造成严重腐蚀。以前采用衬橡胶、塑料或玻璃钢等工艺的设备、管道和阀门，普遍存在防腐层易开裂、鼓包、脱落等现象。自从改用旋转成型工艺防腐后，无以上种种不良现象，使用寿命大大延长，由于内壁均匀光洁，流动阻力明显减少，工艺稳定性提高，流体输送能耗降低，综合效果十分理想。
具体应用有：
⑴ 储罐：28m3卧式盐酸储槽，3m3、1m3盐酸计量罐，酸雾吸收器等。
⑵ 管道：PN1.6、DN40~DN200衬塑管道，介质为盐酸、液碱、除盐水、再生废水等。
⑶ 阀门：PN1.6、DN40~DN200衬塑隔膜阀，介质为盐酸、液碱、除盐水、再生废水等。
3、 旋转成型工艺在炼油工业中的应用
炼油企业中的碱渣处理装置是以硫酸酸化法回收副产品的三废处理装置，生产过程中存在着大量的酸碱废液。其化学成分复杂，一般含有硫化物、氯、酚类、醇类等有机、无机化合物和有机溶剂，介质的PH测试值在2～4或8～10之间,温度在40～100℃之间，对金属的腐蚀速率为3～5mm/a。装置中管线、阀门及设备的腐蚀，不仅造成了经济上的损失，而且影响了生产环境，恶臭及硫化氢气体外泄威胁到工作人员和附近居民的生命安全。据镇海炼化统计，碱渣处理装置中管线等的破坏约有60%是腐蚀引起的，而腐蚀破坏中约30%是均匀腐蚀，70%则属于危险的局部腐蚀，其中以管线破裂腐蚀为多。为了解决腐蚀问题，也曾以玻璃钢、不锈钢等防腐材质来进行防护，但效果不理想，未能真正解决装置的腐蚀防护问题。
镇海炼化碱渣装置使用旋转成型衬里产品（如PH值探头装置、阀门、管线及配件、酸碱计量罐等）后，由于旋转成型衬里产品的产品质量稳定，无任何泄漏，安全可靠。因此，基本上解决了碱渣装置的腐蚀防护问题，使企业降低了生产成本、保证了正常生产及搞好环境保护工作。另外，旋转成型衬里产品还在盐酸贮槽、碱液贮罐、污水罐、精制回收系统污水汽提装置及电站化学水处理系统中得到广泛应用。
虽然，我国目前在应用这类工艺技术制成的防腐蚀设备、管线及配件从数量上来讲还是微不足道的，品种也很少，并且已应用的产品还属于推广初始阶段，尚未定型批量生产，应用单位也是少数企业，但是今后加大推广力度，就会让这类产品为更多的企业解决腐蚀防护问题。
五、结束语
因此，旋转成型工艺的开发，不仅具有操作简便、成本低、衬里层光滑、耐负压、无接缝、可制造各类异型件等优点，并且防腐蚀效果显著，从而为防腐蚀技术开辟了一条新途径，使氟塑料和聚烯烃塑料在钢塑复合制造生产中得到重大技术性突破，是对目前钢塑复合衬里工艺的更新换代。旋转成型产品的研制成功，将大幅度提高氟塑料和聚烯烃塑料衬里防腐产品的质量水平及使用寿命，使钢塑复合衬里产品在石油、化工等企业里的防腐蚀领域得到更广泛的应用。
参考文献
1 《滚塑防腐技术及其应用》 戴洪斌 张勇 王泉 白钢
2 《钢-热滚塑防腐蚀产品的应用》 周黎旸 浙江巨化氟化学有限公司
3 《氟塑料衬里产品在炼油厂碱渣处理装置中的应用》 陈宏伟 镇海炼化工业贸易总公司
Circle The Application That Forming Technology Is Living In The Anticorrosion Territory
Chen Jikai（Shanghai Tenai Antiseptic Equipment Co., Ltd.）
Add:№.3378，Zhennan Road Shanghai P.C:200331 Tel:021-66958934 Fax:66954849
http://www.tenai.net , chenjikai1@163.com
Sun Zhenhai（SINOPEC Zhenhai Refining & Chemical Co., Ltd.）
Add:Yufan，Zhenhai，Ningbo，Zhejiang P.C:315207 Tel:0574-86445688 Fax:86445260
[Abstract] Circles forming technology causes the alkene plastic material of fluoroplastics with gathers is living process manufactures lining installation and allotype piece in the manufacture obtains the extensive use , reclaimed use together with foreground that the alkene plastic material of fluoroplastics with gathers are living in the anticorrosion territory。
[Key Words] Circles the forming technology Fluoroplastics Gathers the alkene plastic material Anticorrosion Applications