列管式石墨换热器管束的失效分析

针对贵州某化工厂用于磷酸浓缩的列管式石墨换热器因结垢堵塞及点腐蚀而导致的石墨管束失效现象和问题,对垢层及石墨管束等开展了宏观检查以及扫描电镜观察、化学成分分析、X射线衍射分析、热重分析和开孔气孔率测试等,以期掌握其失效机理并能有效控制。研究表明,垢层主要成分为碳酸钙、氟化钙和二氧化硅,结垢堵塞是由于磷酸中的杂质碳酸钙、二氧化硅和金属氧化物(氧化镁和三氧化二铁)含量偏高,且未及时定期对石墨管束进行除垢清理造成的;点蚀坑主要是由于垢下腐蚀引起的,垢层的疏松程度不同,点蚀坑的大小、数量和分布有所差异。垢层越疏松,磷酸越容易渗透,到达管内壁形成局部腐蚀,随着腐蚀时间的延长,管内壁出现点蚀坑现象。

酚醛树脂的改性及其浸渍石墨性能

为了解决酚醛树脂因浸渍石墨后黏度增大而失效的问题,以氯化锌作为催化剂,用糠醇对黏度过大的酚醛树脂进行改性。并分别以失效酚醛树脂、普通酚醛树脂和改性酚醛树脂作为浸渍剂,在0.7MPa、180℃的条件下对普通中密度石墨进行了4次浸渍固化操作,测试了浸渍剂的黏度变化并对浸渍固化后的石墨进行了微观结构、开孔气孔率、增重率、热重、抗压强度以及耐腐蚀性等表征分析。结果表明,当酚醛树脂、糠醇和Zn Cl_2的质量比为100∶40∶2时,改性酚醛树脂的黏度适中,浸渍石墨的耐高温性能最好;并且使用改性酚醛树脂浸渍的石墨具有更好的填孔效率,只需要2次浸渍就能达到最好的浸渍效果,与失效酚醛树脂浸渍的石墨相比增重率提高了2%,抗压强度和耐碱性也有一定提升。

列管式石墨换热器失效可能性分析

列管式石墨换热器作为一种重要的工业设备,被广泛应用于化工、农药、化肥等行业。为了减少列管式石墨换热设备因失效而造成的重大损失,对其进行综合全面的失效分析具有重要的现实意义。本文采用事故树分析法对列管式石墨换热器的失效进行研究探讨,并结合贵州某化工厂湿法磷酸浓缩的现场调研,建立了以列管式石墨换热器失效为顶事件的事故树。利用最小割集、最小径集和结构重要度分析方法对其失效原因进行了定性分析,明确了影响列管式石墨换热器失效的主要因素,并提出相应的注意事项,为相近生产工况下列管式石墨换热器的失效防护和安全运行提供了科学依据。

聚四氟乙烯浸渍石墨工艺及其性能研究

聚四氟乙烯(PTFE)因其优异的耐腐蚀性和耐热性可被用作浸渍剂制备不透性石墨,为了缩短聚四氟乙烯浸渍石墨的工艺耗时以及增强浸渍效果,进行了浸渍和塑化工艺的优化研究。在常温、0.7MPa条件下对石墨分别进行1、2、3、4次浸渍处理,后在常压、380℃条件下塑化,并对浸渍塑化后的石墨进行密度、增重率、开孔气孔率、偏光显微镜、耐热性和抗压强度等性能表征分析。结果表明:石墨密度、增重率和抗压强度随着浸渍次数的增加而升高,开孔气孔率和耐热性能随浸渍次数的增加而降低,n浸1塑工艺比n浸n塑工艺浸渍石墨的效果好;石墨经3浸1塑工艺处理后,其抗压强度高达50.1 MPa,开孔气孔率低至0.754%.

浸渍固化次数对酚醛树脂浸渍石墨性能影响

为探究不同浸渍固化次数对酚醛树脂浸渍石墨性能的影响,以热固性酚醛树脂为浸渍剂,在160℃、0.72 MPa条件下对普通中密石墨分别进行不同次数浸渍固化处理,并对浸渍固化后的石墨进行了偏光显微镜、密度、增重率、开孔气孔率、热重和抗压强度等表征分析,以比较不同浸渍固化次数下石墨的性能。结果表明:石墨的密度、增重率和抗压强度随着浸渍固化次数的增加而升高,开孔气孔率和耐高温性能则随浸渍固化次数的增加而降低。从缩短生产周期、降低生产成本和提高经济效益的角度出发,在满足石墨耐高温性能和抗压强度的使用条件下,只需对石墨进行3次浸渍固化处理;若对石墨的抗压强度有更高的要求,则需对石墨进行不少于4次的浸渍固化处理。

固化温度对酚醛树脂浸渍石墨性能的影响

以热固性酚醛树脂为浸渍剂,在0.7 MPa下对普通中密石墨样品进行加压浸渍,并在130,150,180,200℃下分别进行固化,每个固化温度下进行3次浸渍固化操作;对浸渍石墨进行了孔隙率、增重率、抗压强度以及热重等表征分析。结果表明,在130℃下固化的浸渍石墨增重率高,孔隙率低,抗压强度低,耐高温性能差;在200℃下固化的浸渍石墨孔隙率高,抗压强度较高,质量稳定,耐高温性能好。

聚四氟乙烯与环氧树脂复合浸渍对石墨性能的影响

为探究聚四氟乙烯(PTFE)和环氧树脂(EP)复合浸渍工艺对石墨性能的影响,以PTFE和EP为浸渍剂分别对石墨进行单独浸渍和复合浸渍,测试浸渍石墨的开孔气孔率、增重率以考察浸渍效果,并通过抗压强度测试、热重分析和耐腐蚀失重率测试考察不同浸渍工艺对石墨机械强度、热稳定性和耐腐蚀性的影响。结果表明,PTFE单独浸渍石墨不透性难以达标,且抗压强度较低;EP单独浸渍石墨热稳定性和耐腐蚀性较差;而采用2次PTFE和1次EP复合浸渍的石墨增重率最高(16.750%)且孔隙率最低(1.006%),抗压强度比PTFE单独浸渍石墨高10 MPa,石墨的热稳定性和耐腐蚀性较EP单独浸渍石墨好。