CPVC管道在蒸馏出气管线上的应用

王井祥，范 祥

（江苏井神盐化股份有限公司淮安碱厂，江苏 淮安 223200）

在纯碱生产中，蒸馏系统出气管线的腐蚀一直是困扰纯碱企业的问题。蒸馏系统出气管线的腐蚀破损，不仅影响蒸馏系统的稳定，导致各项消耗的上升，而且会导致一些有害气体的泄漏影响环境和安全。故而，蒸馏出气管线的选择至关重要。

1 我厂原来使用蒸馏出气管线的状况

淮安碱厂是2011年1月底建成投产的，一期年产30万t纯碱，配置了两套蒸馏系统。其蒸馏出气管性质参数如下。

介质成分：NH3、CO2、水蒸汽和少量带氯液体。

温度：90～95℃。

压力：－30～100kPa。

管道直径：DN900、DN1000、DN1200等大管径。

安装位置：离地面40m以上、楼层上部。

备注：需考虑坚固耐用、保温、耐腐等。

投产初期蒸馏出气管线采用内衬水泥砂浆防腐钢管和钢衬尼龙的管道，在使用两年后相继出现内衬防腐脱落腐蚀泄漏的现象，由于我厂无备用塔，脱落后无法修补，已严重影响到蒸馏系统的稳定。具体如图1、图2。

图1 内衬水泥砂浆防腐钢管

图2 钢衬尼龙管

2 CPVC材料的特性及CPVC管道的优越性

CPVC是由聚氯氟乙烯（PVC）树脂单体经过氯化后聚合而成，是一种新型的工程塑料。PVC树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性，耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。同时由于材料中氯含量的增加，在结构上CPVC分子的不规整性增大（结晶度下降，分子链的极性增强），因而使其热变形温度上升。CPVC产品的使用温度最高可达93～100℃，较PVC提高30～40℃，同时改善了PVC的抗化学性及抗腐蚀能力，能抗强酸、强碱、盐、脂肪酸盐、氧化剂及卤素等的化学腐蚀。CPVC具有优异的耐老化性，耐腐蚀性和高阻燃性等特点。由于CPVC具有卓越的耐高温、抗腐蚀和阻燃等性能而被广泛用于制造各种不同工业管道，冷热水管道和消防管道。CPVC管材的优越性能体现在以下几个方面：

1）坚固、耐高温

由于CPVC比UPVC、PP－R、PE－X更加坚固，在同样压力下，CPVC管道可以用更小的管径达到与PP、PE－X管同样的流量，从而可节省材料费用和安装时间。同时CPVC维卡软化点在10.3℃，产品的使用温度最高可达93～100℃，较PVC提高了30～40℃，且CPVC管线在不同温度下都有卓越的机械性能，使用寿命可达到50年（已经在实际应用中得到证实）。

2）安装方便

CPVC管道连接方法多样，可以溶剂粘接、法兰连接、螺纹连接、焊条连接等。同时同管径下的管线只有铸铁管重量的1／10，更为轻便，安装难度和费用都更低。

3）抗化学性及抗腐蚀能力强

由于CPVC是PVC树脂经过氯化后的产物，分子键的不规则性增加，极性增加，化学稳定性增加，具有较强的抗强酸、强碱、氧化剂及卤素等的耐腐蚀性和耐老化性，可适用多种介质使用。

4）导热性能低、较低的热膨胀

CPVC的导热系数仅为0.14W／（mK），热量不容易从管道散发，管道热损量远远低于其他聚烯烃塑胶管道，在使用CPVC管线时无需增加保温材料厚度或使用保温性能高但价格昂贵的保温材料。CPVC热膨胀系数为7×10－5K－1低于其它塑料，受热时管道的膨胀率很小。不象其它金属或聚烯烃类塑胶管道（如PE、RRP），会由于较高的膨胀系数造成高温受热时的蛇行弯曲，即存在安全隐患又不美观。

5）良好的阻燃性

CPVC限氧指数为60，在空气中不会燃烧。燃烧时不产生滴落，燃烧扩散慢，不产生有毒气体。有效减少了火灾带来的安全隐患，亦可以减少消防实施方面的投入。

3 实际应用效果对比

我厂原先使用的蒸馏出气管线为内衬水泥砂浆防腐钢管，在钢管内壁形成水泥涂层，主要是防腐延长管道的使用寿命，保护输送介质，提高管道输送能力。但实际使用中未达到预期效果，只使用两年就出现管线内腐蚀严重、泄漏的现象，影响生产稳定。而后部分的冷凝、冷却后的蒸馏出气管线为钢衬尼龙管线亦在使用两年时，出现了内衬脱落、管线腐蚀，脱落的内衬堵塞换热器，管线泄漏等现象，严重影响生产。根据蒸馏出气的理化性质综合比较几种材料管材应用特点，具体如表1 。

表1 各种管材性能对比表

我厂根据上述材料特性的比较结果，2012年初将游离氨塔B出气部分腐蚀的管线改造更换为CPVC管。经过1年的试用后，开始逐步对两套蒸馏系统的游离氨塔出气管线进行了更换。目前已使用2年有余，各项情况良好。外表整洁无老化破损和变形的现象，内壁光滑如新，连接处密封良好无泄漏。如图3。

4 结 语

我厂通过CPVC管线的应用有效解决了蒸馏出气管线腐蚀大、管线使用周期短的的问题。同时生产运行周期长，年使用费用低，生产维护方便。

图3 使用2年后CPVC管内情况