CN1821028A - 带有塑料衬里的压力防腐储罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有塑料衬里的钢制压力容器型防腐储罐，属于化工防腐蚀设备技术领域。其主要采用碳钢耐压壳体连接在支座上，特征是在碳钢耐压壳体内设置金属网列阵列结构，金属网列阵列结构与碳钢耐压壳体连接，通过热压，等压衬塑层包覆在金属网列阵列结构四周形成一体。本发明结构简单、紧凑，合理；由于在罐体内设置了金属网络阵列控制结构，构成金属结构与塑料界面之间协调与控制偶合过渡锁定区；不仅提高了塑料衬里抗渗强度，也提高了塑料衬里抗压应力强度，满足了压力容器型设备塑料衬里防腐蚀要求；防腐蚀效果好，抗冲击，结构稳定可靠，工艺简单，施工方便，克服了塑料衬里与金属复合物理性能不协调的问题。

Description

带有塑料衬里的压力防腐储罐

技术领域

本发明涉及一种带有塑料衬里的钢制压力容器型防腐储罐，属于化工防腐蚀设备技术领域。

背景技术

化工防腐蚀设备多涉及有压力操作要求，即便是常压使用的防腐蚀设备，也有相应压力制造和验收技术指标要求。因此，生产工业防腐蚀产品，满足压力设计操作要求是产品服务的基本条件。

本发明作出以前，在已有技术中，为了满足压力容器型防腐蚀设备要求，通常采用不锈钢或特种不锈钢材料制成。为了降低制造成本，通常是采用在储罐体内设置金属衬里以防腐蚀，采用高强度碳钢制造耐压壳体，来承受机械应力，衬里采用金属材料(包括金属复合板)为防腐蚀衬里。另外也有采用在储罐体内设置四氟乙烯塑料作为防腐蚀衬里。上述两种在防腐蚀储罐体内设置的金属衬里或四氟乙烯塑料衬里，其制造工艺复杂，造价昂贵。介质渗透腐蚀是防腐蚀材料普遍现象，塑料衬里由于塑料分子结构由次级键合缠绕组成，结构比较松弛，堆砌密度较小，孔隙较大，成型中有工艺气泡、气孔等，为介质压力渗透和扩散提供了空间条件。并在压应力作用下，衬塑层可能产生位错滑移，甚至产生裂纹或开裂，衬塑层防腐蚀失效。

而大量的更普遍的中、低压通用型防腐蚀设备，普遍采用非金属材料衬里(衬橡胶，衬FRP，衬硅酸盐类，包括其他各种塑料衬塑防腐蚀产品)设置在储罐体内，以达到防腐蚀设备的要求。但这类设备由于性价比不合理，得不到合理生产和配置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种以MPE塑料为材料，以金属网络阵列为控制结构，经热压整体成型，协调了塑料衬里热应变，提高了衬塑层抗压力介质渗透能力，满足了生产钢衬塑压力型防腐蚀设备和产品要求的带有塑料衬里的压力防腐储罐。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明主要采用碳钢耐压壳体2连接在支座1上，在碳钢耐压壳体2上分别设有入孔5及操作管口6，其特征是在碳钢耐压壳体2内设置金属网列阵列结构3，金属网列阵列结构3与碳钢耐压壳体2连接，通过热压，等压衬塑层4包履在金属网列阵列结构3四周形成一体。

本发明金属网列阵列结构3由加强筋7、金属网8等组成。加强筋7连接在金属网8上，使其形成一体。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；由于在罐体内设置了金属网络阵列控制结构，构成金属结构与塑料界面之间协调与控制偶合过渡锁定区；采用网络阵列结构与耐压壳体焊接连接，又被等压衬塑层包住，使耐压壳体、网络阵列结构与等压衬塑层通过工艺热压整体成型结合为一整体，使塑料衬里压强密度与设计工作压力强度等效，不仅提高了塑料衬里抗渗强度，也提高了塑料衬里抗压应力强度，满足了压力容器型设备塑料衬里防腐蚀要求；防腐蚀效果好，抗冲击，结构稳定可靠，实现了高强度衬塑要求，为塑料衬里应用于压力容器型防腐蚀产品的生产提供了技术实践验证基础；工艺简单，施工方便，结构可靠，为塑料衬里应用于压力容器型产品，克服了塑料衬里与金属复合物理性能不协调的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明结构A-A剖视图。

图3为本发明金属网列阵列结构示意图。

图4为本发明金属网列阵列结构B-B剖视图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由支座1、碳钢耐压壳体2、金属网列阵列结构3、等压衬塑层4、入孔5、操作管口6、加强筋7、金属网8等组成。

本发明采用碳钢耐压壳体2连接在支座1上，在碳钢耐压壳体2上分别设有入孔5及操作管口6，在碳钢耐压壳体2内设置金属网列阵列结构3，金属网列阵列结构3与碳钢耐压壳体2连接，并通过热压，等压衬塑层4包履在金属网列阵列结构3四周形成一体。金属网络阵列结构3与碳钢耐压壳体2焊接连接，又被等压衬塑层4包住，使碳钢耐压壳体2、金属网络阵列结构3与等压衬塑层4结合为一整体，等压衬塑层4采用MPE塑料。金属网络阵列结构3由金属钢网8和钢制过渡加强筋7经焊接构成，钢制过渡加强筋7先与耐压壳体2焊接牢固，金属钢网8再与钢制过渡加强筋7焊接牢固，使其形成一体。

本发明操作管口6内也同样设置有金属网列阵列结构3，金属网列阵列结构3与管口体连接，并通过热压，等压衬塑层4包履在金属网列阵列结构3四周，经整体成型形成一体，使衬塑层工艺密度与设计压力等效。

本发明中等压衬塑层4厚度为：12～20mm。其内压：0.1Mpa～6.4Mpa；外压：0.01Mpa～0.1Mpa；规格：0.5M³～100M³。

本发明的原理：

本发明用聚乙烯塑料衬里防腐蚀，其优点是有相应的防腐蚀应用范围，有较高的性价比；缺点是模量低，物理匹配性差，结构易变形失稳，在压力容器中应用，还需通过工艺手段提高工艺密度，以提高压力抗渗强度。

1、塑料衬里失稳和结构的协调：

本发明用塑料构成金属容器内壁防腐蚀衬里，由于塑料与金属材料之间，热账系数相差悬殊(10^-9与5×10^-5之比)，存在较大物理性能不协调性。当工作温度变化时，衬塑层因热变翘曲变形而结构失稳，产品失效。例如50M³～100M³钢衬塑防腐蚀产品，当衬塑厚度为A，热胀系数为a，工作温度为t₁～t₂，线计算长度为L，则塑料衬里热变位移账量δ₀，可由下式确定：

${\mathrm{\δ}}_0=\stackrel{L}{\∫}{{\underset{0}{\∫}}^{t_2}}_{t_1}\mathrm{adt}.\mathrm{dL}$

设a在给定工作温度范围内为常数，则得到：

        δ₀＝a(t₂-t₁)L＝62mm～100mm。

数量概念表明，在压力容器内的塑料衬里是一个非稳定的或是超静定的热应力结构系统。在一个封闭的结构体中，由于热变，必然产生翘曲变形，结构失稳，产品塑料衬里失效。不仅如此，在冷---热交变工作中，由于塑料衬塑层热应力松弛，塑料衬里热应变循环恢复曲线不封闭，产生类似于蠕变的塑性变形积累，导致塑料衬里疲劳应力开裂失效。这是塑料防腐蚀应用必须解决的问题。

本发明根据结构力学受力平衡原理，采用了金属网络阵列构成塑料衬里与金属界面过渡区锁定结构。工艺简单，施工方便，结构可靠，为塑料衬里应用于压力容器型产品，克服了塑料衬里与金属复合物理性能不协调的问题。

本发明根据材料力学原理，塑料衬里变形与材料刚度成反比，除了材料改性提高刚度模量外，增加衬塑层截面厚度，是提高衬塑衬里抗变形的条件之一。同时也提高了设备防腐蚀服役寿命。

2、塑料衬里介质压力渗透腐蚀和提高抗渗能力的工艺要求：

本发明中介质渗透腐蚀是防腐蚀材料普遍现象，塑料衬里由于塑料分子结构由次级键合缠绕组成，结构比较松弛，堆砌密度较小，孔隙较大，成型中有工艺气泡、气孔等，为介质压力渗透和扩散提供了空间条件。并在压应力作用下，衬塑层可能产生位错滑移，甚至产生裂纹或开裂，衬塑层防腐蚀失效。

本发明为了提高塑料衬里抗压力渗透能力，除了材料改性提高材料密度外，工艺实践证明，提高塑料衬里抗渗腐蚀最有效的方法，是通过工艺热压整体成型，使塑料衬里压强密度与设计工作压力强度等效，不仅提高了塑料衬里抗渗强度，也提高了塑料衬里抗压应力强度。满足了压力容器型设备塑料衬里防腐蚀要求。

本发明使塑料衬里实现了在压力容器型产品中的应用，满足生产中低压防腐蚀设备要求，以塑代钢，可节约大量昂贵材料资源，为用户降低设备资金投入，降低用户使用成本，并可广泛应用生产有压力要求的罐类防腐蚀产品。

Claims (4)

1、一种带有塑料衬里的压力防腐储罐，采用碳钢耐压壳体(2)连接在支座(1)上，在碳钢耐压壳体(2)分别设有入孔(5)及操作管口(6)，其特征是在碳钢耐压壳体(2)内设置金属网列阵列结构(3)，金属网列阵列结构(3)与碳钢耐压壳体(2)连接，通过热压，等压衬塑层(4)包履在金属网列阵列结构(3)四周形成一体。

2、根据权利要求1所述的带有塑料衬里的压力防腐储罐，其特征在于所述的金属网列阵列结构(3)由加强筋(7)、金属网(8)组成，加强筋(7)连接在金属网(8)上形成一体。

3、根据权利要求1所述的带有塑料衬里的压力防腐储罐，其特征在于所述的操作管口(6)内设置有金属网列阵列结构(3)，金属网列阵列结构(3)与管口体连接，通过热压，等压衬塑层(4)包履在金属网列阵列结构(3)四周形成一体。

4、根据权利要求1或3所述的带有塑料衬里的压力防腐储罐，其特征在于所述的等压衬塑层(4)厚度为：12～20mm。

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