真空設備橡膠襯里局部快速修補方法探究

柳海林，楊紅剛

（湖北省磷化集團有限公司安全生產部，湖北 孝感 432000）

1 二水法濕法磷酸工藝腐蝕特點

二水法濕法磷酸工藝是指硫酸分解磷礦生成磷酸料漿，經過過濾得到P2O5濃度為25%～32%的稀磷酸，經濃縮達到38%～54%的高濃度磷酸。其工藝過程為：磷礦漿、回流磷酸、硫酸在反應槽的一定部位加入，將反應槽溫度控制在90～96℃，磷酸濃度為26%～32%P2O5，制得含半水石膏的料漿，過濾分離達到產品酸，產品酸在濃縮裝置中，借助循環泵將大量循環酸送入加熱器內，用蒸汽間接加熱后進入閃蒸室，在真空下閃急蒸發，出去水分得到38%～54%的高濃度磷酸。

通過工藝流程不難看出，二水濕法磷酸濃縮的工藝條件苛刻，五臺主要非標設備均在真空中操作，工作壓力為7～10kPa,設計溫度最高達95℃，工作溫度最高達85℃，產品磷酸中含固量≤4%。而濃縮過程中的腐蝕特點也相當明顯，主要包含：（1）介質含腐蝕性很強的硫酸根離子（SO42-）、氯離子（Cl-）、磷酸根離子（P3O43-）、氟離子（F-）等。（2）固相物料（在濃縮過程中析出）。（3）含氟氣體析出。這幾種介質交互作用，加劇了對設備的腐蝕。

2 真空設備橡膠襯里傳統修復方法

為滿足真空工況下的防腐使用要求，濕法磷酸濃縮工藝中的真空設備多采用防腐蝕橡膠襯里，而所選用的橡膠襯里必須承受設備里的多種負荷，主要包含有化學腐蝕負荷、高溫負荷（包含滲透和擴散負荷）、機械負荷（磨損、真空等）。所以橡膠襯里材料多數選用高壓熱硫化法的D3硬質膠板。

濃縮工序中霧沫分離器、閃蒸室等設備體積龐大，設備整體無法進入硫化釜操作，這類設備的橡膠襯里主要采用現場進行本體加壓硫化的方式進行。而隨著這些襯里真空設備的使用年限增加，由于長期硬物磕碰、沖刷等原因，使真空設備內襯膠板產生肉眼不易觀察的損壞后逐步滲透腐蝕設備鋼體，最終造成設備局部破損穿孔。這種局部穿孔修復存在一定難度。主要原因是因為局部破損對整體硫化成本高、工期長，對于連續性生產企業來講，經濟效益不高。

為此行業內一般采用局部修復的辦法，即采用焊補設備鋼體后補襯預硫化丁基軟膠板，再砌一層石墨碳板覆蓋預硫化膠板加強防護。這種局部修復相較于整體硫化經濟性高，但預硫化膠板不適用于真空環境，修補作業時對設備內施工環境、濕度要求相對較高，一般此法修補后不久會再次損壞，修復后破損處再次損壞的概率很大，使用周期不長。

3 新型真空設備橡膠襯里局部修復方法探究

為了更好的解決真空設備橡膠襯里破損修復難題，采用一種新型的快速修復方法，如圖1，貼板補焊設備本體破損處，內側呋喃膠泥填充，安裝預襯后的不銹鋼夾板，在設備外擰緊夾板螺栓，使呋喃膠泥填充密實，均勻從夾板四周擠出，固化后即可恢復使用。

3.1 新型修補方法規范步驟

此方法具體措施及步驟如下：

（1）根據破損位置形狀、大小制作夾板（材料根據介質腐蝕性選用316L或904L不銹鋼板，厚度6～10mm。如904L材質不能耐受的極端工況，夾板可外襯D3膠板）、設備本體補焊板（厚度、材質與原材料相當）；夾板大小要求四周與原D3膠板搭接大于80mm。焊接夾板螺栓（M16～M20 材質316L或904L），螺栓數量可根據夾板面積大小布置1件或多件。

圖1

（2）貼板補焊（間斷焊）設備本體破損處，貼板與原設備板搭接不宜過長（約20～40mm），間斷焊接 ，避免大范圍施焊損壞內襯，同時留有縫隙便于呋喃膠泥填充時排出殘余氣體，填充密實。

（3）現場對不銹鋼夾板進行預安裝，校整夾板與設備內壁四邊貼合度，檢查四邊與原D3膠板搭接量大于80mm。

（4）在不銹鋼夾板一側（與設備貼合面）襯厚度4～6mm預硫化丁基軟膠板，對鋼體及D3膠板搭接處打磨、酒精擦拭后，調制好呋喃膠泥均勻砌滿貼板補焊部分，迅速安裝不銹鋼夾板，同時設備外部均勻收緊夾板螺栓，使呋喃膠泥在夾板內填充密實，四邊預硫化膠板與原D3膠板貼合嚴密，呋喃膠泥從夾板四周擠出。

（5）刮平四周溢出膠泥，固化后即可投用。

3.2 新型快速修補方法與傳統方法對比后的優點

（1）可以快速完成修復，檢修時間短。尤其對于連續性生產的企業來說，可以節約檢修時間，使檢修可操作性大大增強，可以不受裝置生產大平衡影響的限制。

（2）修復可靠性更高。呋喃膠泥耐腐蝕性優，不銹鋼夾板上貼合面一側襯有厚度4～6mm預硫化丁基軟膠板，夾板螺栓緊固后，呋喃膠泥擠出，有利于四邊與D3膠板的緊密貼合，同時丁基軟膠板可補償不銹鋼夾板和呋喃膠泥兩種不同材質膨脹系數溫差變化。

（3）對施工環境要求較傳統襯膠作業低，經濟性更好。修復的大部分工作量都是在設備外部預制完成，在設備內部僅施工安裝不銹鋼夾板，作業時間較短，設備鋼體貼板補焊（間斷焊）較通常挖補打磨也更簡單快捷。

4 結語

此新型快速修補方法目前已成功應用在我公司濕法磷酸濃縮工序的真空設備上，解決了橡膠襯里局部破損修復難題，大大降低了設備維修成本，延長了橡膠襯里真空設備的使用周期，為設備的有效運行打下了堅實的基礎，為機械設備的降本增效做出了一定貢獻。