混酸體系因其強(qiáng)氧化性、高腐蝕性和復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)特性,對(duì)管道材料提出嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。鋼襯玻璃管道憑借玻璃內(nèi)襯的化學(xué)惰性、耐溫性及與金屬骨架的復(fù)合優(yōu)勢(shì),成為混酸輸送領(lǐng)域的選擇方案。
混酸體系廣泛用于化工合成、金屬酸洗、核廢料處理等領(lǐng)域,其腐蝕性遠(yuǎn)超單一酸介質(zhì)。鋼襯玻璃管道通過鋼外層提供機(jī)械強(qiáng)度,玻璃內(nèi)襯提供化學(xué)防護(hù),在混酸工況中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),但其適用性需結(jié)合具體酸組分、濃度、溫度及流速綜合評(píng)估。
一、鋼襯玻璃管道在混酸體系中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.材料選型
氟化物含量≤5%的混酸:優(yōu)先選用硼硅玻璃襯里管道,成本較低且易加工。
氟化物含量>5%或高溫混酸:采用高硅氧玻璃或石英玻璃襯里,必要時(shí)在玻璃層表面涂覆氟化物阻隔涂層。
2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化
流速控制:混酸流速建議≤1.5 m/s,避免高速?zèng)_刷導(dǎo)致玻璃層磨損;彎頭處采用大半徑設(shè)計(jì),減少湍流腐蝕。
熱應(yīng)力緩解:在長距離管道中設(shè)置波紋管補(bǔ)償器,吸收熱膨脹量;法蘭連接處采用柔性石墨纏繞墊片,補(bǔ)償微小位移。
3.制造工藝控制
玻璃熔融澆筑:分多次澆筑并控制冷卻速率,避免殘余應(yīng)力;玻璃層厚度建議≥4mm,確保耐蝕性。
無損檢測(cè):采用超聲波測(cè)厚儀檢測(cè)玻璃層均勻性,結(jié)合X射線熒光光譜分析玻璃成分,確保鋼襯玻璃管道耐氟性能達(dá)標(biāo)。
鋼襯玻璃管道在混酸體系中具有顯著的耐蝕性、耐溫性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),尤其適用于中低溫、中低氟含量的混酸工況。通過合理選材、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及工藝控制,可有效延長管道使用壽命,降低全生命周期成本。未來需突破耐氟玻璃材料與熱應(yīng)力緩解技術(shù),以拓展其在異?;焖岘h(huán)境中的應(yīng)用。