az9化工廠絕熱防腐安全工程

2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程1/589.1絕熱安全工程9.1.1絕熱的目的及范圍絕熱是保溫與保冷的統(tǒng)稱。絕熱是利用一些具有特殊性能的工程材料構成的絕熱結構來減少其結構內外因溫差形成的熱流傳遞的相關措施。保冷：介質溫度低于常溫的絕熱措施。保溫：介質溫度高于常溫的絕熱措施。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程2/58(1)絕熱的目的①減少設備、管道及其附件的熱(冷)量損失，節(jié)約能源。②保證操作人員安全，改善勞動條件，防止燙傷和減少熱量散發(fā)到操作區(qū)。③在長距離輸送介質時，用絕熱來控制熱量損失，以滿足生產(chǎn)上所需要的溫度。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程3/58④冬季，用保溫來延續(xù)或防止設備、管道內液體的凍結。⑤當設備、管道內的介質溫度低于周圍空氣露點溫度時，采用絕熱可防止設備、管道的表面結露。⑥用耐火材料絕熱可提高設備的防火等級。⑦在工藝設備或爐窯采取絕熱措施，不但可減少熱量損失，而且可以提高生產(chǎn)能力。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程4/58(2)絕熱的范圍a.應絕熱的情況凡設備、管道具有下列情況之一者，應絕熱。①設備、管道及其附件的表面溫度高于50℃者(工藝上不需或不能保溫的設備、管道除外)。②制冷系統(tǒng)中的冷設備、冷管道及其附件。③生產(chǎn)和輸送過程中，由于介質的凝固點、結冰點或結晶點等要求為防止其凝固采用伴熱措施者。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程5/58④日曬或外界溫度影響而引起介質氣化或蒸發(fā)，影響生產(chǎn)和安全者。⑤因外界溫度影響而產(chǎn)生冷凝液使管道腐蝕者。⑥介質溫度低于周圍空氣露點溫度的設備和管道。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程6/58⑦工藝生產(chǎn)中不需保溫的設備、管道及其附件，其外表面溫度超過60℃，又需經(jīng)常操作維護者。在無法采用其他措施防止燙傷時，需進行防燙絕熱，防燙絕熱設置范圍為：高于地面工作范圍處于2.1m以內者；離來工作臺邊緣0.75m以內者。⑧凡用絕熱來提高設備的耐火等級，直徑≥1.5m的設備支架和裙座需雙面絕熱；直徑小于1.5m的支架和裙座只要在外側絕熱，一般涂抹石棉水泥。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程7/58b.不應絕熱的情況

具有下列情況之一的設備、管道和管件不應絕熱。①要求散熱而不回收熱量的設備和管道。②處理或通過易燃、易爆、有毒等危險物料，要求及時發(fā)現(xiàn)泄漏的設備和管道上的人孔、手孔、閥門、法蘭等。③要求經(jīng)常監(jiān)測，防止發(fā)生損壞的部位。④工藝上無特殊要求的放空、排凝管道。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程8/58(3)保冷與保溫的區(qū)別保冷與保溫的區(qū)別主要有三點：一是傳熱的方向相反，保冷是由外向里，保溫是由里向外，因此保冷工程不僅受到外部熱流向內傳遞的影響，同時受到外部環(huán)境的濕空氣所含的水蒸氣向內滲透的影響；二是保冷的絕熱結構，由于要阻止外部水蒸氣向內滲透，需要在保冷層外敷設防潮層；2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程9/58三是保溫介質常用一次能源(指煤、油等)，保冷介質常用二次(蒸汽)或三次(電)能源，由于設備折舊及能源多次轉換消耗，冷價一般為熱價的4～6倍，因此減少單位冷損失對于節(jié)約能源具有更高的經(jīng)濟價值。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程10/589.1.2絕熱材料按材料基礎原料分：無機類和有機類。按結構分為：纖維類、顆粒類和發(fā)泡類。按產(chǎn)品形態(tài)分為：板、塊、管殼、氈、毯、棉、帶、繩以及散料等。按密度分為：特輕類(ρ＝60～80kg/m3)和輕質類(ρ＝80～350kg/m3)。按可壓縮性分為：硬質（2kPa壓力下相對形變不超過6％）、半硬質（相對形變在6％～30％）和軟質（相對變形超過30％）。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程11/582023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程12/582023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程13/589.1.3絕熱結構設計9.1.3.1絕熱結構要求(1)保證熱損失不超過標準熱損失(2)應有足夠的機械強度(3)要有良好的保溫層(4)絕熱結構所產(chǎn)生的應力不要傳到管道上(5)絕熱結構要求簡單，盡量減少材料的消耗量2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程14/58(6)確定絕熱結構時要考慮到管道的振動(7)絕熱結構所需材料應就地取材，降低成本(8)絕熱結構應當施工簡便，便于維護檢修(9)絕熱結構外部應整齊美觀(10)應有足夠耐用性2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程15/589.1.3.2絕熱結構組成保溫結構由內至外，按功能和層次由防銹層、保溫層、保護層、防腐層及識別層組成；保冷結構由內至外，按功能和層次由防銹層、保冷層、防潮層、保護層、防腐層及識別層組成。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程16/58(1)防銹層是保冷結構的內層，將防銹材料涂敷在絕熱設備及管道采用碳鋼或鐵素體合金鋼外殼的外表面，防止其因受潮而腐蝕生銹。當絕熱設備及管道在采用不銹鋼、有色金屬及非金屬外殼時不存在生銹腐蝕問題，也就不需設置防銹層。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程17/58(2)絕熱層是絕熱結構的核心層，將絕熱材料敷設在絕熱設備及管道外表面，阻止設備與外部環(huán)境之間的熱流流動，減少能量損失。(3)防潮層是保冷層的維護層，將防潮材料敷設在保冷層外，阻止外部環(huán)境的水蒸氣滲入，防止保冷層材料受潮后降低保冷功效乃至破壞保冷功能。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程18/58(4)保護層是絕熱結構的維護層，將保護層材料敷設在保溫層或防潮層外部，保護絕熱結構內部免遭水分侵入或外力破壞，使絕熱結構外形整潔、美觀，延長絕熱結構使用年限。(5)防腐蝕及識別層是絕熱結構的外層，在保護層外表面涂刷防腐漆，采用不同顏色的防腐漆或制作相應色標，以識別設備及管道內介質類別和流向，故防腐層亦兼作識別層。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程19/589.2化工廠防腐安全工程9.2.1腐蝕的概念及危害腐蝕是指材料在周邊環(huán)境的作用下所產(chǎn)生的破壞或變質。材料包括金屬和非金屬材料，而這種破壞或變質可由化學、生物或電化學等作用引起。腐蝕存在于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，幾乎所有材料和它們制成的設備、工具、車船、建筑等都存在不同程度的腐蝕。腐蝕不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，而且會引起火災、爆炸等災難性安全事故。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程20/589.2.2腐蝕的機理1化學腐蝕材料與周圍環(huán)境間發(fā)生化學作用而引起的材料破壞，稱為化學腐蝕。這種腐蝕過程不產(chǎn)生電流，在金屬材料和非金屬材料上均可發(fā)生。常見的化學腐蝕有以下幾種。(1)金屬氧化金屬在干燥或高溫氣體中同氧作用所產(chǎn)生的腐蝕。其氧化過程可用下式表達：2Me+O2＝2MeO2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程21/58(2)高分子材料的氧化與水解高分子材料中的大分子的某些官能團與環(huán)境介質作用而發(fā)生氧化、水解、取代、鹵化以及交聯(lián)等化學反應。由于氧和水具有很大的滲透能力和反應活性，因此氧化與水解是高分子材料腐蝕破壞常見的兩種反應。此外，高分子材料在溫度高于150～200℃時，更容易引起分解。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程22/58(3)高溫硫化金屬在高溫下與含硫(硫蒸氣、二氧化硫、硫化氫等)介質作用下生成硫化物的腐蝕過程稱為高溫硫化。(4)脫碳高溫下，鋼中滲碳體與氣體介質(水蒸氣、氫、氧等)發(fā)生化學反應，引起滲碳體脫碳的過程。結果形成一定厚度的缺碳鐵素體，使鋼表面硬度和疲勞極限下降。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程23/58(5)氫腐蝕在高溫下氫分子擴散到鋼的內部，與鋼中的碳發(fā)生反應，生成甲烷。甲烷在鋼的內部不能擴散，形成高壓，使鋼內部產(chǎn)生裂紋，破壞鋼的結構，使其強度下降。(6)其他非金屬材料的化學腐蝕常用化工陶瓷(包括玻璃、搪瓷)的化學組成主要是各類硅酸鹽，其中含有大量SiO2(以游離態(tài)或結合態(tài)的硅酸鹽形式存在)和Al2O3的屬于耐酸材料。含有大量堿性氧化物(如CaO、MgO等)的材料，例如一般建筑用的硅酸鹽水泥、石灰石等，為耐堿材料。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程24/582電化學腐蝕金屬(或合金)同電解質溶液(多數(shù)是水溶液)接觸時，構成原電池。不純的金屬材料在電解質溶液的存在下，形成原電池的負、正兩極，發(fā)生氧化還原反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，致使金屬材料的結構遭到破壞，這種腐蝕叫電化學腐蝕。工業(yè)金屬中的雜質電位一般都要高于金屬，因此當金屬浸在電解質溶液中時，其表面會形成許多腐蝕原電池，通過電池作用，金屬受到腐蝕。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程25/58分類：宏觀腐蝕電池異種金屬接觸電池濃差電池微觀腐蝕電池2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程26/589.2.3常用腐蝕控制方法1正確選用耐蝕材料選用耐蝕材料的一般原則是：綜合考慮所選材料本身的性能，介質性質、濃度，雜質，物料化學反應，溫度、壓力、流速等工藝條件及一般經(jīng)濟指標等各種因素。因此，正確選材是一項涉及面廣、綜合性強和技術性高的工作。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程27/582合理設計結構(1)避免縫隙(2)消除積液3合理選用耐腐蝕隔離層4采用適宜的表面處理方法5加入緩蝕劑6電化學保護2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程28/589.2.4腐蝕的全面控制腐蝕的全面控制，貫穿于方案論證、結構設計、加工制造、貯運安裝、操作運行、檢修、設備、裝置退役的全過程。因此，要實現(xiàn)腐蝕的全面控制，必須實行腐蝕控制技術與腐蝕控制管理緊密結合。對可能出現(xiàn)的腐蝕問題應有預防手段，出了腐蝕問題要有應急處理措施，事后應有杜絕辦法，全過程地對腐蝕進行控制、監(jiān)測、管理、治理、評估、檢驗，驗收等工作。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程29/581設計和加工制造中的腐蝕控制2貯運和安裝中的腐蝕控制3操作運行中的腐蝕控制4檢修中的腐蝕控制5腐蝕控制原理2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程30/589.2.5化工建(構)筑物的腐蝕和防護1化工建(構)筑物的腐蝕特點以鋼筋混凝土為例來說明化工建筑物、構筑物的腐蝕特點。腐蝕性介質可通過混凝土結構中的孔隙抵達鋼筋表面，從而產(chǎn)生銹蝕，使鋼筋體積大1倍以上，強大的張力將導致混凝土結構的開裂。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程31/582化工建(構)筑物腐蝕破壞類型化學溶蝕結晶破壞電化學腐蝕2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程32/583防腐蝕設計原則合理的建筑設計、結構選型和防腐設計是控制化工建筑物和構筑物腐蝕的重要環(huán)節(jié)。①在環(huán)境條件合理、生產(chǎn)工藝允許的前提下，盡量把建筑物設計成敞開或半敞開式，例如在非寒冷地區(qū)，對鹽水、氯氣處理，液氨裝瓶，鹽酸吸收，發(fā)貨與固堿等工序的化工建筑設計。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程33/58②不同腐蝕特性的生產(chǎn)設備，應盡可能分別集中設置，以利區(qū)別選材、防護。例如濃硫酸與氫氧化鈉、次氯酸鈉的生產(chǎn)設備應分開設置，不宜交叉布置。③液相介質是化工建筑物和構筑物的主要腐蝕源，因此要特別重視對每一部位流出或泄漏液體的控制或排放。每層樓面的腐蝕性液體都需采用耐腐蝕的下水管，有組織下引，且不可直接進入雨水管，應先人污水處理系統(tǒng)處理后再排放。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程34/58④對重要建筑構件和維修困難部位，應在防腐設計時重點考慮，采取有效措施。局部發(fā)生腐蝕的化工建筑可采取局部防腐措施，無需全部防護。⑤應按化工介質條件來選擇化工建筑物和構筑物的結構。例如鹽酸吸收、鹽酸發(fā)貨、室外管架等受氯化氫腐蝕嚴重部位不宜采用鋼結構；散裝的鹽庫、鹽棧橋等與氯化鈉鹽類直接接觸部位的承重結構，不宜采用鋼結構；散裝鹽庫、鹽水、堿液蒸發(fā)和鹽酸吸收與發(fā)貨等對磚砌體有腐蝕的廠房，不宜采用磚砌體的承重結構，應改用鋼筋混凝土結構。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程35/58⑥為了防止化工建筑物地基腐蝕變形，受大量硫酸、氫氧化鈉溶液侵蝕作用的廠房基礎埋深應不小于1.5m，例如氯氣處理、堿液蒸發(fā)廠房等。若建筑物某一側布置硫酸或堿液的地下槽，則附近基礎亦相應降低。否則會發(fā)生因地基腐蝕變形，造成建筑物的報廢。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程36/58⑦排水、擋水處理。有液體介質作用的地面，其坡度應≥2％，并設排水明溝，明溝坡度定為0.5％；樓面則設地漏，樓面坡度應≥1％。樓面的所有孔洞，例如管道穿孔，平臺邊緣、敞開樓面的四周、樓梯孔、吊裝孔等，應全部翻邊做擋水沿。不同材質地面的分界也應做擋水。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程37/58⑧鋼筋混凝土結構承受載荷的梁應特別注意防護措施。對有氣體介質侵入的部位應增加保護層厚度，比一般設計規(guī)定要厚10mm；并應提高梁的剛度，在結構設計中比一般設計規(guī)定提高1級，控制使其不出現(xiàn)裂縫。承重梁都有一定撓度，在承荷后會在梁下部產(chǎn)生微小裂紋，成為腐蝕性氣體的侵入通道。這是要提高承荷梁剛度、增厚表面保護層的主要原因。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程38/58⑨其他防腐蝕設計原則如下。所有化工建筑物、構筑物的內外墻面均應進行粉刷，腐蝕嚴重的部位采用水泥砂漿抹面，再噴白。有水沖洗的防腐蝕地面附近的墻面或柱石，均應設墻裙，墻裙材料與相連地面一致，不應采用普通油漆墻裙。生產(chǎn)裝置內的鋼結構不得采用薄壁型鋼，不宜采用格構式構件。鋼梯、欄桿等宜用易涂刷涂料防腐的鋼管、槽鋼等比表面積小的材料制作。由于化工大氣對鋼和鋁的腐蝕性較大，應采用非金屬門、窗、側窗，例如塑鋼門、窗。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程39/584防腐蝕措施(1)鋼筋混凝土結構的防腐蝕措施a.地基和基礎凡地面上有酸液作用的基礎表面，應刷一道冷底子瀝青、二道熱瀝青膠泥?；A應采用兩層瀝青玻璃布，用瀝青膠泥粘貼，或采用兩層玻璃布襯貼?？砂唇橘|選擇環(huán)氧或聚酯類合成樹脂。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程40/58b.地面和樓面應按液態(tài)介質條件選擇防腐措施，表9-9列出了部分介質條件下可供選用的防腐措施。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程41/582023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程42/58c.梁、柱、屋面板等構件首先要提高混凝土密實性，現(xiàn)澆混凝土等級不低于C25，裝配式結構不低于C30。還必須適當加大現(xiàn)澆結構的鋼筋保護層厚度，比設計規(guī)定加厚10mm。在腐蝕嚴重場合的鋼筋混凝土結構中加入鋼筋阻銹劑，外涂耐腐蝕涂料。采用預應力構件時，應采用先張法構件，凡外露的錨固件應采用氯丁膠乳水泥砂漿或玻璃鋼包覆。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程43/58(2)鋼結構的防腐蝕措施生產(chǎn)裝置區(qū)域內的鋼結構不得采用薄壁型鋼，不宜采用格構式的構件。鋼梯、欄桿等宜用鋼管、槽鋼等易除銹和涂刷涂料的比表面積小的材料制作。鋼結構表面除銹。除銹等級不低于國標St2級，有條件噴砂除銹更好。在去銹后加一道或兩道帶銹底漆，然后再涂涂料，有助于提高涂膜與基層的粘結力。若噴砂除銹，不可加涂帶銹底漆。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程44/58涂膜厚度與使用壽命有關，鋼結構涂料厚度建議室內不小于120～140μm，室外不小于150～180μm。建議按介質選材并應考慮鋼結構的室內外環(huán)境條件，選用氯磺化聚乙烯、氯化橡膠、聚氨酯、高氯化聚乙烯、環(huán)氧樹脂等耐腐蝕涂料。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程45/589.2.6防腐工程1防腐工程的概念和分類防腐工程是對易遭腐蝕的結構物或構筑物的表面涂抹防腐材料，以達到防止其腐蝕的目的，也包括對非金屬材料管道(如陶管)的施工工程。防腐工程按其材料大體可分為水玻璃類、硫磺類、瀝青類、樹脂類、聚氯乙烯類和涂料類等6大類。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程46/582防腐工程的施工安全(1)水玻璃類防腐工程的施工安全①施工環(huán)境溫度以15～30℃為宜，材料使用溫度不低于10℃，低于10℃時應采取加熱措施。在施工及養(yǎng)護期間，嚴禁與水或水蒸氣接觸，并采取措施防止早期脫水過快。②水玻璃的化學成分為氟硅酸鈉。氟硅酸鈉有毒，必須有專人保管，安全釋放。③氟硅酸鈉干粉料應使用密封攪拌箱。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程47/58④施工時應有良好的通風條件。⑤操作人員要穿工作服，戴口罩和護目鏡等。在進行酸化處理時，應穿戴防酸護具(如防酸手套、防酸靴、防酸裙等)。⑥稀釋濃硫酸時，嚴禁把水倒入濃硫酸中，應把濃硫酸徐徐倒入水中，防止飛濺。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程48/58(2)硫磺類防腐工程的施工安全①施工環(huán)境溫度不宜低于5℃，一般施工2h后即可使用。設備基礎、貯槽等構筑物的施工，必須24h后方可使用。②硫磺類耐蝕材料在凝固前嚴禁與水接觸，所用材料、器具必須干燥。③硫磺類耐蝕材料使用溫度不應高于80℃，避免冷熱交替頻繁、溫度急驟變化、與明火接觸或受重物撞擊。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程49/58④硫磺貯存要注意防火。⑤現(xiàn)場熬制硫磺膠泥和砂漿時，會產(chǎn)生有毒氣體，要注意室內通風，防止中毒。室外熬制點應設在下風方向。⑥熬制過程中要嚴格控制溫度，嚴防著火，發(fā)現(xiàn)冒黃煙應立即撤火降溫，局部燃燒時，可撒石英粉滅火。⑦操作人員應戴口罩、手套等防護用品。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程50/58(3)瀝青類防腐工程的施工安全①施工環(huán)境溫度不宜低于5℃，施工時工作面應保持清潔干燥。②瀝青類材料應按品種、標號分別堆放，避免暴曬和粘黏雜物。③瀝青熬制和施工時，應注意防止中毒。爐灶應設在下風處，操作人員應站在上風向，并佩戴規(guī)定的防護用具，防止瀝青燙傷。④熬制點應設防火設備，注意防火。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程51/58(4)樹脂類防腐工程的施工安全①施工環(huán)境以15～25℃為宜，相對濕度不宜大于80％。采取加熱保暖措施時，不得用旺火或蒸汽直接加熱，施工和養(yǎng)護期嚴禁明火和暴曬，注意防水。②配制聚酯砂漿時，過氧化環(huán)己酮固體易爆炸，應引起注意，須配成糊狀使用，并嚴禁與促進劑直接混合。2023年9月2日9化工廠絕熱、防腐安全工程52/58③配制、使用乙醇、苯、丙酮等易燃易爆材料的施工現(xiàn)場，應嚴禁煙火，并配備消防器材，注意通風。④配硫酸時，注意應將