硫酸储罐设计
硫酸储罐设计

1 硫酸腐蚀原理及特点市面上的硫酸常见的浓度、状态及腐蚀特点表1特点备注腐蚀性浓度状态浓度以下的稀硫酸在所有温度都为还原性;1)65%电化学腐蚀特稀硫)稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随浓度的提高而增2为主,腐蚀<5% 酸溶液是电化学腐蚀速50%强;达到一定浓度后(47%~性一般度的峰值点),腐蚀速率随浓度的提高而急剧下降;)同一浓度的稀硫酸随着温度的增加,腐蚀性会3电化学腐蚀加大;~5稀硫酸为主,腐蚀)杂质对腐蚀也有很大的影响,如含氟、氯等其465%溶液性非常强他离子;)介质流速越大、固相颗粒多也会加剧稀硫酸溶5 液的腐蚀性。
~~85%硫酸低温下为还原性,高温或沸点下65浓硫酸电化学腐蚀1)65%85%为主为氧化性;溶液硫酸及发烟硫酸在所有温度下都呈2)85%~100%高浓度氧化性腐蚀~85 氧化性;为主硫酸100% 浓硫酸具有吸水性,空气中水份也会使敞空的3) 浓硫酸变稀,对碳钢的腐蚀性增大;期间,随温度上升,其对碳钢的腐蚀4)65%~85% 速率下降;的硫酸中可形成钝化保护膜,5)~100%碳钢在80%发烟硫氧化性腐蚀>100%60℃~无冲刷、无充气、密封时可耐受在无流速、酸为主 80℃;以上的发烟硫酸,会破坏钝化膜,腐蚀速6)102%的发烟硫酸是120%度上升,碳钢和铸铁耐不了。
氧化性腐蚀的峰值点。
硫酸金属储罐外壁腐蚀主要为气相腐蚀,只是弱腐蚀,一般采取涂装防腐即可,不是这里讨论的重点。
碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。
其化学反应式表述如下:H2+FeS04Fe+H2S04→、温度都会值) 金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、硫酸浓度(pH影响到金属的氢去极化腐蚀。
此外,一些物理因素如介质流速、固相颗粒、结垢等也会影响硫酸的腐蚀性。
硫酸储罐的设计2类型及概况2.1也分为压力容器类和非压力容器类硫酸储塑料储罐和玻璃钢储罐,分钢制储罐、罐,还分为立式和卧式硫酸储罐。
本文仅讨论常压硫酸储罐。
基于高强致密耐酸砖的硫酸贮罐设计与优化

基于高强致密耐酸砖的硫酸贮罐设计与优化硫酸是一种广泛应用的化学品,广泛用于化工、医药、电力等行业。
然而,由于其具有强烈的腐蚀性,对贮存设备的要求非常高。
在本文中,我们将讨论基于高强致密耐酸砖的硫酸贮罐的设计和优化。
1. 引言硫酸具有强酸性和强腐蚀性,对贮存装置的材料和结构提出了高要求。
传统的贮罐材料如钢材在长时间接触硫酸后会发生腐蚀、变形等问题,因此需要采用其他材料来替代。
2. 高强致密耐酸砖的特性高强致密耐酸砖是一种特殊的砖材,具有优异的耐酸性能。
它由经过特殊处理的耐酸材料制成,能够有效抵抗硫酸的侵蚀,同时具有高强度和耐磨损性。
这种材料在贮罐设计中具有广泛的应用前景。
3. 硫酸贮罐的设计要点在设计硫酸贮罐时,需要考虑以下几个要点:3.1. 材料选择高强致密耐酸砖是理想的贮存硫酸的材料之一,因其出色的耐酸性能和稳定性。
此外,其他可选材料包括玻璃钢、聚乙烯等。
但高强致密耐酸砖在性能和经济性方面相对较优。
3.2. 结构设计硫酸贮罐的结构应该具有良好的密封性能和抗压强度。
贮罐需要采用双层结构,内层为高强致密耐酸砖,外层为钢材或聚乙烯材料,以提供额外的保护和支撑。
3.3. 容量和尺寸贮罐的容量应根据需要来确定。
硫酸贮罐的尺寸和形状应适应贮存区域的布局,并考虑到装卸操作的便利性。
4. 硫酸贮罐的优化方案为了进一步提高硫酸贮罐的性能和安全性,可以采取以下优化方案:4.1. 内部涂层在高强致密耐酸砖内部涂覆一层特殊的防腐涂层,以增加贮罐的耐酸性能和稳定性。
4.2. 液位探测装置安装液位探测装置,监测硫酸贮罐中的液位,以便及时了解硫酸的储存情况。
4.3. 保温层在贮罐外层添加保温层,以降低硫酸的温度变化,提高贮罐的稳定性和耐用性。
5. 硫酸贮罐的安全措施在硫酸贮罐的使用过程中,需要采取一系列安全措施以确保人员和环境的安全。
5.1. 密闭性检查定期检查贮罐的密封性能,以防止硫酸外泄和污染周围环境。
5.2. 报警装置安装适当的报警装置,以监测贮罐内部压力、温度等变化,并在发生异常情况时及时发出警报。
硫酸储罐设计安全要求

硫酸储罐设计安全要求硫酸是一种非常强的酸性物质,具有腐蚀性和危险性。
因此,在进行硫酸储存时必须非常小心和周密。
本文将探讨硫酸储罐的设计安全要求,以确保储罐能够安全可靠地存储硫酸。
储罐材质硫酸是高度腐蚀性的,可以对许多金属造成严重损害。
因此,硫酸储罐必须采用特殊的材质,以确保其能够长期地承受硫酸的腐蚀作用。
通常情况下,储罐采用塑料或玻璃钢材质。
这些材质能够有效地抵抗硫酸和其他腐蚀性物质的侵蚀,从而保证储罐的长期使用寿命。
储罐尺寸硫酸储罐的尺寸必须由所存储的硫酸的数量和储罐所在的环境条件来决定。
如果一个储罐尺寸太小,则不能存储足够数量的硫酸;如果尺寸太大,则会浪费空间和资源。
因此,在进行硫酸储罐设计时必须充分考虑环境条件和存储需求,以确定合适的储罐尺寸。
安全阀硫酸储罐必须配备安全阀,以确保储罐内部气体和压力的平衡。
安全阀可以防止储罐因为压力过大而发生爆炸事故。
在进行安全阀的安装时,必须确保在储罐的顶部安装,以允许气体和压力可以顺畅地排放出去。
泄漏检测硫酸是一种危险的物质,如果硫酸储罐发生泄漏,将会对周围环境和人员造成严重的威胁。
因此,在硫酸储罐设计中,必须配备泄漏检测装置。
泄漏检测装置可以实时地监测储罐内的液位和压力,一旦发现异常情况,就会及时报警通知负责人员进行处理。
自动放气装置硫酸储罐必须配备自动放气装置,以防止储罐内部压力过高而发生爆炸事故。
自动放气装置可以在储罐内部压力达到限定值时,自动排放气体。
在进行自动放气装置的安装时,必须与储罐的安全阀配合使用,以确保储罐内部的气体和压力始终保持平衡。
结论硫酸储罐的设计必须牢固可靠,以确保硫酸能够安全地储存。
储罐的材质、尺寸、安全阀、泄漏检测和自动放气装置是设计硫酸储罐的关键因素。
在进行硫酸储罐的设计过程中,必须充分考虑这些因素,以确保硫酸储罐能够安全、可靠地运行,减少人员和环境的风险。
硫酸储罐设计规范

硫酸储罐设计规范
硫酸储罐设计是一个十分重要的环节,合理的设计规范能够确保硫酸储罐的安全可靠运行。
以下是关于硫酸储罐设计规范的一些基本要求:
1. 硬质材料:硫酸具有很强的腐蚀性,储罐的主体应该采用耐腐蚀性强的材料,如碳钢、不锈钢等。
2. 安全阀:硫酸会在一定温度下生成大量的蒸汽,为了防止储罐因压力过高而爆炸,必须安装安全阀来排放过高的蒸汽压力。
3. 泄漏检测装置:由于硫酸具有强烈的刺激性气味和腐蚀性,所以要安装泄漏检测装置,及时发现并处理泄漏情况,防止危害人身安全和环境。
4. 罐内压力控制:通过控制罐内压力,避免硫酸蒸汽的产生和积聚,从而减少了储罐的凸胀,提高了储罐的安全性。
5. 防火设计:在硫酸储罐的设计中要考虑到防火问题,通过合理的隔热设计和防火涂料来防止储罐发生火灾。
6. 安全出口:硫酸储罐应设置安全出口以防止突发情况下的人员和设备撤离。
7. 泄漏和溢出处理:在硫酸储罐设计中,要合理安装泄漏和溢出处理装置,为泄漏和溢出提供合适的通风管道和处理机制,防止硫酸对环境的污染。
8. 耐腐蚀涂层:储罐内壁和外壁应采用耐腐蚀涂层,以提高储罐的使用寿命和安全性。
9. 确保安全间距:硫酸储罐的设计中要保证与其它设备和建筑物的安全间距,以防止事故发生时的火灾和爆炸波及到其它设备和人员。
10. 储罐维护:硫酸储罐需要定期进行检查和维护,以确保其结构的完整性和安全运行。
总之,硫酸储罐的设计规范旨在确保储罐的安全可靠运行,减少事故发生的概率,保护人员和环境的安全。
以上是一些基本的设计要求,具体的设计规范还需根据具体的工程项目和相关法律法规进行细化。
硫酸储罐设计范文

硫酸储罐设计范文硫酸储罐广泛应用于化工、冶金、制药、电力等领域,储存和运输硫酸。
硫酸是一种极具腐蚀性的化学物质,因此硫酸储罐的设计必须考虑到安全性、防腐性和环境保护等方面的因素。
以下是一种常见的硫酸储罐设计方案。
1.确定储罐容量硫酸的储存量通常根据使用需求来确定。
需要考虑的因素包括硫酸的产量、存储周期、供需变化等。
选择适当的储罐容量可以提高生产效率和供应链的灵活性。
2.材料选择由于硫酸的极强腐蚀性,硫酸储罐必须使用耐腐蚀材料。
常见的硫酸储罐材料包括碳钢、不锈钢和玻璃钢等。
在选择材料时,需要考虑硫酸的浓度、温度和压力等因素。
3.储罐结构硫酸储罐的结构设计应该符合国家和行业标准。
常见的硫酸储罐结构包括笔直式、圆顶式和圆底式等。
储罐的底部应该设计为圆底,以便将硫酸顺利排出。
另外,储罐应该具备良好的密封性,以防止硫酸泄漏。
4.防腐措施硫酸具有强腐蚀性,因此硫酸储罐需要进行防腐处理。
常见的防腐措施包括内衬防腐、外涂防腐和电泳防腐等。
内衬防腐通常使用橡胶、塑料、陶瓷等材料进行处理,以提高储罐的耐腐蚀性。
5.安全设备硫酸储罐应该配备相应的安全设备,以保障操作人员的安全。
常见的安全设备包括安全阀、溢流管、断电装置等。
安全阀可以在储罐内部压力超过安全范围时自动释放压力,防止储罐爆炸。
6.环境保护硫酸储罐的设计应该考虑环境保护因素。
储罐周围应该设置防污染设施,以防止硫酸泄漏对环境造成污染。
此外,在储罐内部应设置测量硫酸液位和浓度的传感器,以及泄漏监测装置等,及时发现和处理泄漏事件。
综上所述,硫酸储罐设计必须综合考虑硫酸的腐蚀性、存储需求、安全性和环境保护等因素。
正确选择材料、合理设计结构、配备安全设备和防腐措施,可以确保硫酸储罐的安全可靠运行,保障生产和环境的安全。
硫酸的安全储罐设计要点

硫酸的安全储罐设计要点硫酸是一种具有强酸性的化学物质,对于其储存和处理需要严格的安全措施。
在储存硫酸时,使用合适的安全储罐是至关重要的。
本文将介绍硫酸的安全储罐设计要点,以确保储存过程中的安全性和可靠性。
1. 材料选择在选择硫酸安全储罐的材料时,需要考虑其强酸性和腐蚀性。
常见的储罐材料包括玻璃钢、聚乙烯和玻璃衬里碳钢。
其中,玻璃钢具有较好的耐腐蚀性和机械性能,是常用的硫酸储罐材料之一。
2. 结构设计硫酸安全储罐的结构设计需要考虑容量、压力和温度等因素。
对于小容量的硫酸储罐,常采用立式结构,而大容量的储罐通常采用水平结构。
储罐的设计压力和温度应根据硫酸的物性和工艺要求确定。
3. 密封设计硫酸会产生腐蚀性气体,因此储罐的密封设计至关重要。
储罐应配备密封装置,如密封圈、填料和密封垫等。
密封材料应具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能,以防止硫酸泄漏。
4. 排放系统设计硫酸的储存过程中可能会产生气体或蒸汽,需要通过排放系统进行处理。
排放系统应包括适当的通风设施和气体处理设备。
同时,需要将排放系统与储罐进行可靠连接,以防止硫酸泄漏造成安全事故。
5. 泄漏探测与报警系统硫酸储罐应配备可靠的泄漏探测与报警系统,以及紧急停泵装置。
泄漏探测与报警系统可以及时发现储罐泄漏情况并进行报警,紧急停泵装置能够迅速切断供液管路,最大程度减少泄漏造成的损失。
6. 底部防腐设计硫酸具有很高的腐蚀性,储存过程中容易对储罐底部造成腐蚀。
因此,硫酸安全储罐的底部需要进行防腐措施,如底部涂层、底部支承和阴极保护等。
底部防腐设计可以延长储罐的使用寿命,减少维护和更换成本。
综上所述,硫酸的安全储罐设计要点包括材料选择、结构设计、密封设计、排放系统设计、泄漏探测与报警系统以及底部防腐设计等。
合理的设计和合适的材料选择可以提高硫酸储罐的使用寿命,保障储存过程中的安全性和可靠性。
在实际应用中,还需根据具体情况进行详细设计和制定相应的安全操作规程,以确保储存硫酸的安全性。
硫酸储罐设计方案

硫酸储罐设计方案硫酸储罐是一种常用于工业工艺中储存硫酸的设备。
根据硫酸的特性,设计硫酸储罐的方案应考虑以下几个方面:首先,硫酸储罐的材质选择非常重要。
由于硫酸对金属有很强的腐蚀作用,因此储罐一般采用高级别的不锈钢材质,如316L不锈钢或钛合金,以确保储罐的耐腐蚀性能。
此外,储罐的内部应进行特殊涂层处理,以增加储罐的耐酸性能。
其次,硫酸储罐的容量大小应根据实际需要进行合理设置。
一般而言,硫酸储罐的容量可根据生产工艺中每次用量、储存周期等因素来决定。
同时,为了安全起见,储罐容量一般会有一定的余量,以应对突发情况或维护工作需要。
第三,硫酸储罐的结构设计要考虑到安全性。
因为硫酸具有强酸性,需要避免其泄露或溢出对人员和环境的损害。
因此,储罐的主体结构应采用圆柱体设计,以提高储罐的强度和稳定性。
此外,储罐顶部应设有适当的防泄漏装置和安全阀门,以防止压力过高或异常情况下的泄漏。
第四,硫酸储罐的运输和操作应便利。
储罐可根据需要设置适当的进出口口径和连接方式,以方便硫酸的装填、卸载和运输。
同时,储罐的操作应便于监测和控制硫酸的储存状态,例如可设有液位、压力和温度等传感器,并与控制系统连接,以实现自动化控制和安全监测。
最后,硫酸储罐的周边配套设施也是需要考虑的。
例如,储罐周围应设置安全围栏和警示标识,以提醒人员注意安全。
此外,储罐附近应有灭火器、洗眼器等急救设施,以应对可能发生的意外事故。
综上所述,硫酸储罐的设计方案应考虑材质选择、容量大小、结构安全性、运输和操作便利性,以及周边配套设施等因素。
只有综合考虑这些方面,才能设计出安全可靠的硫酸储罐。
硫酸储罐的设计.doc

硫酸储罐的设计. 1硫酸腐蚀的原理和特点表1市场上常见的硫酸浓度、状态和腐蚀特性腐蚀特性备注100%烟气硫酸氧化腐蚀主要是气相腐蚀主要用于硫酸金属储罐的外壁腐蚀,常用的只有弱腐蚀、涂层和防腐,这里不讨论重点。
碳钢在硫酸中的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。
化学反应公式如下:铁H2S 04 →硫酸亚铁04金属材料的性质、表面状态、金属阴极相杂质、硫酸浓度(酸碱度)和温度都会影响金属的氢去极化腐蚀。
此外,一些物理因素如介质流速、固相颗粒、结垢等。
也会影响硫酸的腐蚀性。
2硫酸储罐的设计2.1类型和概况分为钢制储罐、塑料储罐和玻璃钢储罐,也分为压力容器型和非压力容器型硫酸储罐,也分为立式和卧式硫酸储罐。
本文仅讨论常压硫酸储罐。
硫酸没有大的蒸汽压力,并且不需要使用内浮板。
为了隔离空气和雨水等杂质,有必要用固定的顶盖保护罐内的介质。
一般情况下,采用自支撑固定顶,罐顶外壁应设置加强筋等支撑构件,液面以下的部件不应存在裂缝等缺陷。
从安全角度来看,通常没有必要在储罐顶部设置操作平台。
为了便于操作和维护,可以建立一个独立的操作平台。
如果必须设置罐顶平台,在罐顶设计中应充分考虑设备自重的影响,包括顶部平台、管架和其他相关设施以及相关设备带来的附加载荷。
材料选定后,可根据相关标准计算或选择硫酸罐的厚度,与其他罐的设计相同,只是钢制硫酸罐需要采用比普通介质罐更大的腐蚀裕量。
碳钢储罐应尽可能同时使用阳极保护,此时腐蚀裕量应为3毫米厚,而合金储罐、塑料储罐、玻璃钢储罐或其他衬里储罐一般不需要预留腐蚀裕量[2]。
2.2硫酸罐的结构设计一般应至少包括以下管口:硫酸入口、硫酸出口、溢流口、排气口(压力阀口)、顶部人孔、清洗孔。
为了减少泄漏,硫酸入口一般设置在罐顶,罐体(包括罐顶、罐壁和罐底)的厚度从管口到罐壁至少每1XX年检测一次,内部检测至少每5年进行一次,以便及时发现泄漏点并及时修复。
5)对衬里硫酸罐,应检查衬里的腐蚀程度和泄漏情况,并及时修复。
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1硫酸腐蚀原理及特点表1市面上的硫酸常见的浓度、状态及腐蚀特点 特点备注1) 65%^度以下的稀硫酸在所有温度都为还原性;2) 稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随浓度的提高而增 强;达到一定浓度后(47% 50%!电化学腐蚀速 度的峰值点),腐蚀速率随浓度的提高而急剧下 降; 3) 同一浓度的稀硫酸随着温度的增加,腐蚀性会 加大;4) 杂质对腐蚀也有很大的影响,如含氟、氯等其他离子; 5) 介质流速越大、固相颗粒多也会加剧稀硫酸溶 液的腐蚀性。
1) 65%〜85%硫酸低温下为还原性,高温或沸点下为氧化性; 2) 85%〜100%硫酸及发烟硫酸在所有温度下都呈 氧化性;3) 浓硫酸具有吸水性,空气中水份也会使敞空的 浓硫酸变稀,对碳钢的腐蚀性增大;4) 65%〜85%期间,随温度上升,其对碳钢的腐蚀 速率下降;5) 碳钢在80%〜100%勺硫酸中可形成钝化保护膜, 在无流速、无冲刷、无充气、密圭寸时可耐受60°C 〜 80C ;6) 102%以上的发烟硫酸,会破坏钝化膜,腐蚀速 度上升,碳钢和铸铁耐不了。
120%勺发烟硫酸是 氧化性腐蚀的峰值点。
硫酸金属储罐外壁腐蚀主要为气相腐蚀,只是弱腐蚀,一般采取涂装防腐即可, 不是这里讨论的重点。
碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。
其化学反应式表述如下:Fe+H2S04 — H2+FeS04金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、硫酸浓度 (pH 值)、温度都会 影响到金属的氢去极化腐蚀。
此外,一些物理因素如介质流速、固相颗粒、结垢 等也会影响硫酸的腐蚀性。
2硫酸储罐的设计2.1类型及概况 分钢制储罐、塑料储罐和玻璃钢储罐,也分为压力容器类和非压力容器类硫酸储 罐,还分为立式和卧式硫酸储罐。
本文仅讨论常压硫酸储罐。
硫酸不存在较大的蒸汽压力,无需采用内浮盘。
为隔离空气及雨水等杂质,需要 用固定顶保护罐内介质,一般采取自支撑的固定顶,且应将加强肋等支撑件设置浓度状态腐蚀性<5%特稀硫酸溶液电化学腐蚀 为主,腐蚀 性一般 5〜 65% 稀硫酸溶液电化学腐蚀 为主,腐蚀性非常强65〜 浓硫酸 电化学腐蚀 85% 溶液 为主 85〜 高浓度 氧化性腐蚀 100% 硫酸 为主>100%发烟硫 酸 氧化性腐蚀 为主在罐顶外壁,并保证在液位下的部件不存在裂纹等缺陷。
从安全角度出发,一般不在罐顶设置操作平台,为便于操作、检修,可以设置独立的操作平台。
若必须设置罐顶平台,则在罐顶设计时,应充分考虑包括顶部平台、管支架等相关设施的设备自重和相关设备带来的附加载荷的影响。
材料选定后,硫酸储罐的罐体厚度,可按相关标准进行计算或选定,与其它储罐的设计是一样的,只不过与普通介质的储罐相比,钢制硫酸储罐需要采用较大的腐蚀裕量。
碳钢罐尽量同时使用阳极保护,此时的腐蚀裕量也需要足足3mm厚,合金罐、塑料罐、FRP罐或其他衬里罐则一般无需预留腐蚀裕量[2]。
2.2结构设计硫酸罐一般应至少包括如下管口:硫酸入口,硫酸出口,溢流口,放空口(压力阀口),顶部人孔,清扫孔。
为减少泄漏,硫酸入口一般设置在罐顶,并使管口距离罐壁至少1200mm。
但有时由于条件限制,也将人口设置在靠近顶部的罐壁处。
硫酸入口一般应采用汲取管的方式,即将管口内伸至液面下。
对侧壁入口,则可用90 C弯头使管线在罐内保持竖直状态并达到上述要求。
为保护罐底,在罐底正对入口管末端的相应位置设置防冲板。
为防止介质的虹吸现象,硫酸人口管线应开放空孔,一般只需要在管线的上部开一个12mm的孔即可。
硫酸出口一般也采取内伸汲取管的方式,且多采用可拆式结构,为便于拆卸,外套管直径一般取硫酸出口管直径的2倍以上。
硫酸出口也可设计成齐平接管的形式。
为避免充液过多而引起硫酸大量外溢,需要在罐壁的上部设置溢流管口,该管口与罐壁内表面平齐;也可不设置该管口,而直接利用高液位仪表控制进料管线上的切断阀来达到目的。
为保护罐壁,所有罐顶的接管都需要内伸至少25mm ;管壁的接管,除溢流口或齐平出口外,都应在管口上部180 C范围内伸至少25mm。
一般情况下,放空管(压力阀口)应设置在罐的最高处,且与罐顶内表面齐平,若储罐建在室内,还应将放空口引至室外。
对直接放空到大气的管口,还应配置180 C弯头和丝网。
为保证硫酸金属储罐具有良好的耐腐蚀性,所有位于液位下的焊缝,均应为全焊透对接结构,并进行局部X射线检测。
罐顶可以采用搭接焊缝。
所有的罐底焊缝,应为带垫板的全焊透对接焊缝,罐底应按标准进行真空箱试验。
罐壁和罐底内表面还应增加磁粉或液体渗透检验。
由于硫酸的蒸汽压力不大,为确保安全,除非另有要求,所有的接管法兰均应采用PN2.0MPa的压力等级;由于承插焊及螺纹法兰等法兰的内在结构,决定了更容易产生腐蚀,因此,应尽量避免使用这类法兰。
当需要采用弯头时,为减少磨损腐蚀应力和腐蚀开裂,应尽量采用内部有涂层保护和曲率半径较大的无缝弯头。
在接管焊接时,应注意避免不同厚度的接管直接焊在一起,在结构设计时应该将焊缝和结构不连续处分开。
选用垫片时,应尽量使垫片的内径和管口直径相同,以避免磨损腐蚀和缝隙腐蚀。
3硫酸储罐的选材及防腐措施从表1《市面上的硫酸常见的浓度、状态及腐蚀特点》可以看出,针对不同浓度,不同温度状态的硫酸,耐腐蚀选材也不尽相同。
3.1金属金属材质硫酸储罐主要分为三类:整体金属材质硫酸储罐、金属外壳内刷涂料的硫酸储罐、金属外壳内衬玻璃钢或鳞片胶泥硫酸储罐。
3.1.1整体金属材质各种不同金属或合金的耐硫酸腐蚀性能及作为硫酸储罐的选择可行性如下:1)普通碳钢不耐80%以下稀硫酸,但可以耐65C左右的80%〜100%的浓硫酸。
因碳钢在这一浓度范围内可形成钝化保护膜,因此碳钢可直接用作为常温、无流速、无冲刷、无充气、密封的80%〜100%浓硫酸储存和运输设备的制造材料,内壁无需额外做其他防腐处理,外壁只需做普通的弱腐蚀防锈耐候涂装处理。
2)普通碳钢和铸铁都不耐102%以上的发烟硫酸,因此不可作为发烟硫酸储罐的制造材料3)铅、铅锑合金、可耐96%以下室温的硫酸,对80%以下的硫酸可耐至210C (也因表面产生保护膜),但铅锑不耐具有流速和摩擦冲刷的浓硫酸(因其破坏了保护膜)。
因此衬铅也是常用的耐硫酸腐蚀设备的制造材料和衬里材料。
4)普通不锈钢(如304不锈钢)只能耐5%以下的极稀的硫酸,和碳钢一样不直接作为稀硫酸储罐的制造材料。
316L不锈钢是含钼不锈钢,可耐室温下15% 浓度以内的无流速、无冲刷、无充气的硫酸溶液和85%〜100%浓度的常温、无流速、无冲刷、无充气、密圭寸的硫酸。
5)高硅不锈钢、高合金不锈钢、镍钼铬合金(及哈氏合金)可以同时耐稀、浓硫酸,可以耐咼温、咼速下一切浓度硫酸。
其中咼硅不锈钢最便宜,但咼硅不锈钢抗震差、加工困难、不耐含氟或亚硫酸杂质的硫酸溶液(此时可选用20号高合金钢)。
高硅不锈钢是硫酸行业采用最多的合金材料,用来制造硫酸工厂的干燥塔、吸收塔、管式分酸器、槽管式分酸器、塔内填料支撑算子板、循环酸槽、管壳式酸冷却器、管线、泵、法兰和阀门等硫酸生产设备。
但是直接采用高硅不锈钢来制造硫酸储罐,还是不多。
6)铜、镍只能耐60%以下的不充气的稀硫酸,银、钛、锆、铝、镁也都只是适于稀硫酸,一般不直接作为硫酸储罐制造材料。
7)尽管铂、金、钯、钼这几类金属材料对所有浓度的硫酸都具有非常好的耐蚀性能,但这些贵金属的成本都非常昂贵,不可能用它们来制作硫酸储罐。
3.1.2碳钢外壳附加内壁防护措施实际市面上的金属硫酸罐,90%以上是采用普通碳钢制造的,部分发烟硫酸储罐是采用合金钢制造的。
普通碳钢用于80%以下浓度稀硫酸时,务必采取可靠的防护措施。
目前市面上的使用较多的防护形式有:碳钢外壳内刷防腐涂料、碳钢外壳内衬橡胶、碳钢外壳内衬玻璃钢或玻璃鳞片胶泥。
采用碳钢外壳附加防护措施的硫酸储罐只是稀硫酸储罐的方案之一,大多数时候,直接采用有机塑料、玻璃钢储罐的性价比和使用寿命会更高。
这将在后文阐述。
第一类:碳钢外壳内刷防腐涂料。
这类方法一般针对常温下低浓度(45%以下)稀硫酸碳钢储罐。
根据具体浓度大小,选用不同的成膜物的防腐涂料涂刷碳钢罐内壁。
基材处理和施工方法和金属钢结构涂装防腐无异。
常选用的防腐涂料有:环氧防腐涂料、乙烯基酯树脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、玻璃鳞片防腐涂料、丙烯酸树脂工业防腐涂料、聚氯乙烯含氟萤丹防腐涂料、氯磺化聚乙烯防腐涂料等。
第二类:金属外壳内衬橡胶。
这类方法就是衬胶,衬胶防腐防腐多见于硫酸环境下的碳钢槽、管件、法兰等,碳钢储罐用衬胶的方法制作的占少数。
橡胶衬里碳钢硫酸罐也针对的是中低温度下的稀硫酸溶液,它兼具耐磨、防空蚀、抗应力变化、耐温度骤变等特殊性能,但同时存在耐热性较差(硬质橡胶也不超过85C)、不耐具有氧化性的浓硫酸(耐不了常温下80%以上浓度的硫酸,耐不了65C以上65%〜80%的中等浓度的硫酸)、导热性能差等缺陷。
硫酸碳钢储罐衬胶用的品种以氯丁橡胶(CR)和丁基橡胶(IIR)居多,CR和IIR硫酸碳钢储罐的耐硫酸腐蚀性能如表2。
表2碳钢衬胶储罐耐硫酸简表硫酸浓度温度氯丁橡胶丁基橡胶10 % 65 C好好30 % 25 C好好30 % 65 C一般好50 % 25 C好好50 % 65 C不耐好50 % 100 C不耐一般70 %〜25 C不耐不耐98%发烟硫酸25 C不耐 不耐第三类:金属外壳内衬玻璃钢或玻璃鳞片胶泥。
这类方法属于树脂重防腐[3]防腐方法之一。
这类方案适用于一定温度下的稀硫 酸。
玻璃钢的耐腐蚀性能主要取决于粘结料树脂种类及性能、 增强材料种类及性 能、玻璃钢固化程度、施工质量等。
目前市场上适用于80%浓度以下的稀硫酸的碳钢储罐内衬用玻璃钢树脂主要有 环氧树脂、耐腐蚀不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂。
其中乙烯基酯树脂采用最多, 根据稀硫酸浓度和温度的不同,选用不同类型的乙烯基酯树脂。
表3是典型通用 乙烯基酯树脂牌号耐硫酸腐蚀性能的简表。
表3典型通用乙烯基酯树脂牌号的耐硫酸性能最高长期耐受温度/ C硫酸 25 100 105 硫酸 50 100 100 硫酸 60 80 90 硫酸 70 70 80 硫酸 75 40 80 硫酸[3] 80 40 50 硫酸>80NR LS25 硫酸(发烟)NRLS25 硫酸(蒸气)100120硫酸/苯磺酸/ 水 7/88/56060 硫酸/铬酸 19.5/0.4 70 70 硫酸/铬酸混合 液 最大浓度 10% 50 65 硫酸/甲醇 30/5 / 50 硫酸/磷酸10/2080 80 硫酸/磷酸25/258080化学环境浓度(%)标准双酚A 型乙烯基酯树脂 标准酚醛型乙烯基酯树脂硫酸/硫化氢50/10100100硫酸/硫酸铜25/35100100硫酸/硝酸10/2.57080硫酸/硝酸20/56580硫酸(70%)/硝酸(70%)51/102525硫酸/硝酸/磷酸0〜13/0〜11/0 〜306565硫酸/硝酸/氢氟酸[1]2/20/8/60硫酸/硝酸/盐酸7/3.5/107070硫酸/盐酸[4,25/1080100硫酸/盐酸[4,50/154050硫酸/氢氟酸[1]20/65560硫酸/盐酸/氢氟酸/磷酸/氯化溶剂[1]40/20/5/35/1NR LS25硫酸/铬酸混合液(最大浓度10%)5065备注说明:NR:不建议使用;LS:该温度下使用寿命较短(通常满足的都为静态容器,室温(最大40C )时一般最多一年的使用寿命);/ :没有相关准确数据或没有进行过相关试验(并非一定不能使用,此时建议用户使用前先自行评估或者致电供应商咨询);[1]:建议在防腐蚀阻挡层内层使用两层有机表面毡;[3]为最大限度延长使用寿命,必须后固化;[4]在耐腐蚀阻挡层内,建议使用两层C型玻璃纤维表面毡;[5]在防腐蚀阻挡层或其结构层内,建议使用耐酸性较佳的玻璃纤维。