石墨制化工设备的浸渍工艺及浸渍工艺评定研究

石墨制化工设备的浸渍工艺及浸渍工艺评定研究

陈汉军

南通京通石墨设备有限公司江苏省南通市226300

摘要：在石墨制化工设备的生产制造中，必须对石墨材料进行浸渍工艺，以获得理想的工艺性能和效果。本文围绕石墨制化工设备的浸渍工艺议题进行了研究和探讨，从石墨制化工设备的浸渍生产工艺入手，对石墨浸渍工艺的评定内容进行了试验和论述，供相关人士参考。

关键词：石墨、化工设备、设备制造、浸渍工艺

1引言

石墨设备是一类重要的化工设备，多年来，石墨防腐设备已经广泛应用于氯碱工业、磷酸盐工业、磷肥工业和用于氢氟酸等氟化工工业。目前主要应用的石墨设备有：石墨换热器、石墨冷凝器、钢衬石墨反应釜、反应塔、填料塔和磷酸萃取槽等高温反应设备、传热设备、冷凝设备和防腐设备的防腐内衬。石墨制化工设备需要进行浸渍处理，即在特定条件下将浸渍剂压入到石墨材料中发生固化，从而改善和提升石墨材料的性能，实现石墨制化工设备的性能和质量要求。

2石墨浸渍固化工艺

（1）常规的石墨浸渍固化工艺

石墨浸渍：

①清除石墨件表面灰尘、油污、并进行干燥处理。

②将石墨件放在吊框中，然后将吊框放入浸渍釜中，将盖盖紧。

③接通管线、开始抽真空、真空度不得低于0.095MPa，时间不低于4小时；在继续抽真空的条件下，开启阀门将树脂吸入釜中，树脂量应将石墨件浸没10-15cm为限。

④送入压缩空气，压力应达到0.93MPa、保持4小时以上、使树脂充分充满石墨孔隙；加压完毕后，将树脂压回到储存罐内；打开排气阀，将压力降低，等树脂全部排空，打开釜盖，取出石墨件凉干。

固化处理：

①将浸渍好并凉干的石墨件装入聚合釜内，固定好釜盖。

②开启压缩机送入压缩空气，气压保持0.93MPa；接通伴热电路加温，加温缓慢进行，一般升温每小时不超过20℃，加热结束，保持4小时以上恒温；固化处理时间不低于10小时，固化温度一般为180－200℃。

③恒温完毕，停止加热、排空卸力，自然冷却。

（2）石墨浸渍固化工艺的优化

结合实际生产项目，石墨制设备需要具备良好的耐高温烟气性能，因此对常规的浸渍固化工艺进行改进，采取的主要措施有：

①延长抽真空时间，提高真空度。抽真空时间延长到6-8小时，真空度提高到0.098MPa。

②提高浸渍压力，延长浸渍时间。压力提高到0.96MPa，,时间延长到6-8小时。

③采用DCS控制手段，减小固化升温和降温的幅度并提高稳定性和准确性。

3石墨浸渍工艺评定

（1）未浸渍、浸渍石墨外观形貌比较

石墨经过树脂浸渍和固化处理后制成不透性石墨，运用扫描电子显微镜（SEM）及超景深数码显微镜，分别对未浸渍、浸渍二遍、浸渍三遍石墨圆块材料进行了外观形貌分析，分析结果如图1所示。

图1石墨电子显微镜扫描图

图1所示，未浸渍石墨孔隙多、孔洞尺寸较大,使用酚醛树脂浸渍二遍的石墨材料中孔隙基本被浸渍剂填充，存在小气泡，可能在浸渍过程中材料空隙中的空气未完全渗出所导致；浸渍三遍后石墨材料近表层被浸渍剂完成覆盖，内部孔隙几乎完全填充。

（2）未浸渍石墨、浸渍石墨导热系数

采用瞬态热线法对优化后的浸渍石墨材料导热系数进行分析测试，测试结果如表1所示。

表2石墨物理性能测量值

三遍浸渍和固化处理后，浸渍不透性石墨材料的物理力学性能和机械强度测量值表现良好，均符合石墨制化工设备的标准要求。

4结语

浸渍不透性石墨材料相对于普通的铸铁材料有着诸多优点，因而其在化工设备制造中的应用也日益普遍，从业人员必须熟悉理解国家和行业标准规程，科学优化浸渍工艺并作出客观的工艺评定，提高浸渍石墨的综合性能，推动石墨制化工设备制造水平不断提升。

参考文献

[1]酚醛树脂的改性及其浸渍石墨性能，蒋凤易，田蒙奎，郝立通，《化工进展》，2018（06）