一种防腐复合层及用途、以及防腐复合内衬层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种防腐复合层，依次包括非晶合金层、防腐连接层以及耐酸陶瓷层，本发明专利技术还提供了所述防腐复合层作为管道或容器的防腐复合内衬层的用途以及一种用于管道或容器的防腐复合内衬层的制备方法。本发明专利技术提供的防腐复合层具有新颖的结构组成，该结构易于形成、结合牢固且稳定、厚度可调，还具有优异的耐腐蚀性能，针对化工、冶金等领域的特殊工况具有多重防护作用，可用作管道、容器等设备的内衬层，特别适用于粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种防腐复合层及用途、以及防腐复合内衬层的制备方法
本专利技术涉及防腐
，具体涉及一种防腐复合层、其用途以及一种用于管道或容器的防腐复合内衬层的制备方法。
技术介绍
神华准能资源综合开发有限公司充分利用准格尔煤田“高铝、富镓”的优势，在国内率先成功研发了循环流化床粉煤灰“一步酸溶法”提取冶金级氧化铝的工艺技术，该项目对缓解铝土矿资源短缺、保障铝工业资源安全等具有重要的意义。在“一步酸溶法”较为苛刻的工艺阶段，容器内部及高温端管道的工况条件较为恶劣，主要包括：工作温度较高(150～180℃的范围内)；料浆为非氧化性强酸腐蚀溶液；存在着大量固态颗粒，对内衬具有一定的高温冲蚀作用。目前，针对该类工况，国内使用的内衬技术大多采用“壳体-衬橡胶-无机胶泥-耐酸砖”的复合衬里技术，该技术的缺点是无机硅酸盐类胶黏剂的抗物理渗透性能较低，一旦料浆溶液在内衬界面发生多相流高温冲蚀作用，其会从无机胶体内部渗入到橡胶层，橡胶层一般耐温程度在≤120℃(采用氟橡胶)范围内，此时如果料浆溶液在渗入过程中的温度梯度降未低于120℃，橡胶层就会出现高温腐蚀的老化破损现象，进而造成腐蚀性料浆溶液与金属外壳接触，形成局部的腐蚀性泄露。由此可见，针对诸如“一步酸溶法”工艺的高腐蚀性化工、冶金工艺，迫切需要开发一种新型的防腐技术来保证设备的安全、长期、稳定运行。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的前述缺陷，本专利技术的一个目的是提供一种防腐复合层，其可用于化工、冶金等领域的设备之中，尤其是用于高腐蚀性工艺的设备，具有非常优异的耐腐蚀性能。本专利技术的另一个目的是提供了本专利技术所述的防腐复合层的用途。本专利技术的还一个目的是提供一种用于管道或容器的防腐复合内衬层的制备方法。本专利技术提供的防腐复合层依次包括以下组成：非晶合金层，其厚度为300～1000μm，材质组成为第一非晶合金；防腐连接层，其厚度为50～300μm，包括磷酸-氧化铜无机胶黏剂以及填充于其中的非晶薄片，所述非晶薄片的材质组成为第二非晶合金；以及耐酸陶瓷层，其厚度为10～80mm；其中，所述第一非晶合金和所述第二非晶合金各自独立地具有以下成分组成：(Ni55～58Ta33～36Sn5～10)100-xErx，x表示3～6的整数(具体地，x可以表示3、4、5或6)。本专利技术的防腐复合层具有新颖的结构组成，依次包括了三层结构：第一层是非晶合金层，其所使用的第一非晶合金以镍基合金作为基体材料，并相应增加了稀土元素Er的添加量，极大地提高了所得合金的耐腐蚀性能，即使在较高的温度下对于较高浓度的酸(如盐酸)也具有明显的耐腐蚀性能；第二层是防腐连接层，其使用的胶黏材料为磷酸-氧化铜无机胶黏剂，相比于现有技术使用中最常使用的无机橡胶，该胶黏剂具有较高的耐高温抗酸腐性能，因而具有更长的使用寿命，而且，粘结固化后与非晶薄片及非晶合金层都具有较高的相容性，可以使防腐复合层的结合更加牢固和稳定；同时，胶黏材料中还填充有第二非晶合金的非晶薄片，第二非晶合金也是以镍基合金作为基体材料，并添加了适量的稀土元素Er，本身即具有优异的耐腐蚀性能，填充了非晶薄片后的防腐连接层具有良好的抗腐蚀渗入性，由于非晶薄片的存在，当腐蚀性的流体渗入至防腐连接层中时，非晶薄片能够对流体起到一定的阻碍作用，使流体曲折渗透，由此相当于增加了防腐连接层的厚度，因此在设置防腐连接层时可降低其厚度，避免了因层厚过大而引起的脆性开裂等现象；此外，当产生热应力时，由于非晶薄片的柔性作用，对胶体内部的热裂纹的扩展也能够起到较大的抑制作用，由此还增加了防腐复合层的抗热震损伤性能；第三层是耐酸陶瓷层，其与非晶合金层、防腐连接层一起构成耐腐蚀性优异的防腐复合层。本专利技术的防腐复合层中，各层的厚度可由本领域技术人员根据使用的场合、实际的工况等来进行适当调节或选择。在一个优选的实施方式中，所述非晶合金层的厚度可以为400～800μm，例如，为约400μm、约500μm、约600μm、约700μm、约800μm等。在另一个优选的实施方式中，所述防腐连接层的厚度可以为80～150μm，例如，为约80μm、约90μm、约100μm、约110μm、约120μm、约130μm、约140μm、约150μm等。在另一个优选的实施方式中，所述耐酸陶瓷层的厚度可以为30～60mm，例如，为约30mm、约40mm、约50mm、约60mm等。本专利技术的防腐复合层中，所述第一非晶合金和所述第二非晶合金都为含有Er元素的镍基合金，二者的成分组成可以完全相同，也可以具有一定的差别，都能够具备良好的耐腐蚀性能。在一个优选的实施方式中，二者具有相同的成分组成，由同一中母合金制备，由此可降低制造成本、简化制造工艺。本专利技术的防腐复合层中，所述第一非晶合金和所述第二非晶合金可以通过本领域的已知方法进行制备，例如，选用纯度为99.99％的各单质金属，用真空非自耗电弧炉在钛锭吸氧的高纯氩气环境中熔炼母合金，制得的母合金可用于制备非晶合金层和/或非晶薄片。本专利技术的防腐复合层中，所述非晶合金层的制备过程可以包括以下步骤：S1：制备粒径为20～40μm的所述第一非晶合金的微粒并通过等离子热喷涂工艺形成所述非晶合金层；以及S2：向步骤S1形成的所述非晶合金层的表面刷涂磷化液以进行磷化处理，其中，所述磷化液为pH值为1.5～2.0的水溶液，其中包含：Cr2O3：15～20g/L，H3PO4：60～70g/L以及NaF：6～10g/L。上述步骤S1中，可以通过本领域的已知方法制备所述第一非晶合金的微粒。在一个优选的实施方式中，将制得的母合金通过氮气雾化工艺制成微粒，氮气雾化工艺可包括以下工艺条件中的一个或多个：雾化压力可以为8～10MPa，雾化温度可以为1600～1800K，质流比约为0.6，经筛分成为粒径为20～40μm的微粒，微观形貌主要为圆球和/或椭球状。上述步骤S1中，制备得到的所述第一非晶合金的微粒可以通过等离子热喷涂工艺形成所述非晶合金层。本专利技术的第一非晶合金中，适当增大了Er元素的含量，并调整了其它合金元素的配比，由此能够减少合金微粒在热喷涂过程中发生不可逆晶化转变的可能性，同时还能够增大非晶合金涂层在喷涂后组织性能的稳定性及内部结构的致密性，从而可以增强涂层的抗腐蚀能力。由此可见，本专利技术的第一非晶合金具备优异的热喷涂性能，能够通过等离子热喷涂工艺形成所述非晶合金层。上述步骤S1中所使用的等离子热喷涂工艺可以包括以下工艺条件中的一个或多个：电弧电压可以为50～55V；喷涂电流可以为500～550A；主气流量可以为45～50L/min；喷涂距离可以为120～150mm；送粉量可以为2～2.5kg/h；每次喷涂的厚度可以为100～200μm，喷涂3～5次后达到所述非晶合金层的厚度；具体的热喷涂工艺条件也可以由本领域技术人员根据第一非晶合金的组成成分、使用的场合、实际的工况等来进行适当调节或选择。在一个优选的实施方式中，每次喷涂之间可以采用压缩空气进行冷却；更优选地，每次喷涂之间可以采用压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防腐复合层，其特征在于，依次包括以下组成：/n非晶合金层，其厚度为300～1000μm，材质组成为第一非晶合金；/n防腐连接层，其厚度为50～300μm，包括磷酸-氧化铜无机胶黏剂以及填充于其中的非晶薄片，所述非晶薄片的材质组成为第二非晶合金；以及/n耐酸陶瓷层，其厚度为10～80mm；/n其中，所述第一非晶合金和所述第二非晶合金各自独立地具有以下成分组成：(Ni

【技术特征摘要】
1.一种防腐复合层，其特征在于，依次包括以下组成：
非晶合金层，其厚度为300～1000μm，材质组成为第一非晶合金；
防腐连接层，其厚度为50～300μm，包括磷酸-氧化铜无机胶黏剂以及填充于其中的非晶薄片，所述非晶薄片的材质组成为第二非晶合金；以及
耐酸陶瓷层，其厚度为10～80mm；
其中，所述第一非晶合金和所述第二非晶合金各自独立地具有以下成分组成：(Ni55～58Ta33～36Sn5～10)100-xErx，x表示3～6的整数。


2.根据权利要求1所述的防腐复合层，其特征在于，所述非晶合金层的厚度为400～800μm；和/或
所述防腐连接层的厚度为80～150μm；和/或
所述耐酸陶瓷层的厚度为30～60mm；和/或
所述第一非晶合金和所述第二非晶合金具有相同的成分组成。


3.根据权利要求1或2所述的防腐复合层，其特征在于，所述非晶合金层的制备过程包括以下步骤：
S1：制备粒径为20～40μm的所述第一非晶合金的微粒并通过等离子热喷涂工艺形成所述非晶合金层；以及
S2：向步骤S1形成的所述非晶合金层的表面刷涂磷化液以进行磷化处理，其中，所述磷化液为pH值为1.5～2.0的水溶液，其中包含：Cr2O3：15～20g/L，H3PO4：60～70g/L以及NaF：6～10g/L；优选地，所述磷化液的刷涂遍数为3～6遍，每遍的间隔时间为10～30min。


4.根据权利要求3所述的防腐复合层，其特征在于，所述步骤S1中的等离子热喷涂工艺包括以下工艺条件中的一个或多个：电弧电压为50～55V；喷涂电流为500～550A；主气流量为45～50L/min；喷涂距离为120～150mm；送粉量为2～2.5kg/h；每次喷涂的厚度为100～200μm，喷涂3～5次后达到所述非晶合金层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇航，高莹，张云峰，徐靓，崔永杰，赵飞燕，郭志峰，李超，王丹妮，
申请(专利权)人：神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15