Phân bón, pin và chất tẩy rửa có một điểm chung – tất cả các sản phẩm này đều sử dụng axit sulfuric trong quá trình sản xuất. Khi được xử lý và xử lý đúng cách, axit sulfuric là một trong những hóa chất hữu ích và phổ biến nhất được nhiều ngành công nghiệp trên toàn thế giới sử dụng.

Tuy nhiên, axit sunfuric cũng là một trong những hóa chất nguy hiểm nhất. Ở nồng độ cao, tính ăn mòn của hóa chất có thể gây ra thiệt hại tốn kém cho máy móc công nghiệp. Và ngay cả ở nồng độ yếu, nó có thể đốt cháy da, mắt, mũi và cổ họng của công nhân và gây tổn thương hô hấp mãn tính sau khi tiếp xúc lâu dài.

Vì những lý do này, các ngành công nghiệp chế biến axit sulfuric phải có vật liệu thích hợp để lưu trữ và vận chuyển axit này một cách an toàn và đáng tin cậy.

Một môi trường cực kỳ ăn mòn

Axit sulfuric là sản phẩm phụ của kẽm, với quặng kẽm được nung nóng đến 1750°F để giải phóng khí sulfuric dioxide, sau đó khí này được thu gom, làm sạch và xử lý thành axit sulfuric. Axit sulfuric là một hóa chất mạnh, có tính ăn mòn cao đối với các vật liệu như đường ống kim loại, có thể bị ăn mòn nhanh chóng khi tiếp xúc. Áp suất cao và nhiệt hiện diện trong nhiều quy trình công nghiệp – cùng với nồng độ axit và sức căng tác dụng lên vật liệu – có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn.

Hầu hết axit sulfuric được sản xuất ở nồng độ từ 93% đến 98% nhưng có thể được pha loãng tùy theo ứng dụng. Người ta thường biết rằng nồng độ axit sulfuric từ 93% trở lên không ăn mòn đường ống kim loại như thép cacbon. Axit thực sự trở nên ăn mòn hơn khi nồng độ giảm.

Hệ thống đường ống CPVC cung cấp giải pháp cho các ứng dụng axit sulfuric vì khoảng 40% vị trí liên kết trên trục carbon chứa đầy các nguyên tử clo, 60% vị trí còn lại chứa đầy hydro. Các nguyên tử clo bao quanh xương sống carbon CPVC là những nguyên tử lớn có tác dụng bảo vệ chuỗi khỏi bị tấn công.

CPVC

Việc lựa chọn CPVC chất lượng cao cho các ứng dụng axit sunfuric là điều cần thiết – đặc biệt khi nhiệt độ tăng và nồng độ axit giảm. Hệ thống đường ống được làm từ nhựa CPVC chất lượng thấp và các thành phần hỗn hợp rất dễ bị ảnh hưởng bởi axit sulfuric và đôi khi chỉ tồn tại được vài tháng.

Các hệ thống đường ống CPVC chất lượng cao, được xử lý đúng cách có khả năng mang lại tuổi thọ sử dụng đáng tin cậy và bền hơn nhiều năm so với kim loại. Corzan CPVC® kỹ thuật cao được làm từ vật liệu chịu áp suất hoàn toàn, có thể xử lý một cách đáng tin cậy nhiều loại nồng độ axit sulfuric và nhiệt độ cao, như minh họa trong hình sau.

Biểu đồ kháng hóa chất Corzan CPVC cho thấy khả năng tương thích của vật liệu ống nhựa nhiệt dẻo với hơn 400 hóa chất, bao gồm cả axit sulfuric. Biểu đồ đưa ra các khuyến nghị về nồng độ axit sulfuric khác nhau.

Giải quyết các thách thức về đường ống

Một công ty của Đức được công nhận là một trong những nhà sản xuất kẽm lớn nhất châu Âu cũng là nhà chế biến axit sulfuric hàng đầu. Với hơn 100 năm kinh nghiệm trong ngành sản xuất axit sulfuric, công ty đã cố gắng quản lý những thiệt hại mà axit sulfuric gây ra cho máy móc và đường ống. Công ty cũng tìm kiếm các giải pháp đường ống mới để xử lý nhiệt độ, áp suất và nồng độ thường gặp trong hoạt động sản xuất axit sulfuric.

Ống thép ban đầu được lắp đặt để vận chuyển axit sulfuric qua các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất. Nhưng bản chất mạnh mẽ của axit đã ăn mòn các đường ống và dẫn đến việc phải thay thế thường xuyên để tránh bị vỡ. Cuối cùng, công ty đã lắp đặt các ống thép lót chì, giúp giảm sự ăn mòn nhưng lại khiến các ống nặng và khó lắp đặt. Cần có thêm móc treo để tránh bị cong và chảy xệ.

Sau đó, nhà sản xuất axit sulfuric đã thử nghiệm các ống làm bằng polyetylen (PE) và PVC được gia cố bằng vỏ sợi thủy tinh. Cả hai hệ thống đều giúp giảm sự ăn mòn và dễ lắp đặt hơn so với đường ống kim loại nhưng đôi khi bị vỡ do nhiệt độ và áp suất của hệ thống axit sulfuric thay đổi.

Sau đó, nhà máy đã lắp đặt Corzan CPVC trên cơ sở thử nghiệm để xác định xem hệ thống đường ống có thể đáp ứng các nhu cầu cụ thể của cơ sở hay không. Một doanh nghiệp sưởi ấm và vệ sinh địa phương đã lắp đặt một vài mét ống thử nghiệm ứng dụng axit sulfuric và quá trình lắp đặt hoàn tất trong một ngày.

Trong thời gian thử nghiệm, hệ thống đường ống Corzan CPVC hoạt động hoàn hảo đến mức nhà sản xuất đã quyết định thay thế toàn bộ đường ống hiện có trong hệ thống axit sulfuric bằng Corzan CPVC hoạt động ở áp suất 10 bar. Sau nhiều năm phục vụ, nhà sản xuất cho biết hệ thống Corzan CPVC đã chịu được các điều kiện khắc nghiệt của môi trường, bao gồm nhiệt độ, áp suất cao và sự ăn mòn thường xuyên xuất hiện trong quá trình vận hành axit sulfuric.

Xác định CPVC phù hợp

Bất kể nhà sản xuất nào, CPVC đều mang lại một số lợi ích cơ bản, bao gồm trọng lượng nhẹ, dẫn nhiệt và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, tất cả các hệ thống đường ống công nghiệp CPVC không hoạt động giống nhau.

Các hợp chất CPVC được tạo ra bằng nhựa gốc có trọng lượng phân tử khác nhau và hàm lượng clo khác nhau cùng với các chất phụ gia khác nhau có thể ảnh hưởng đến khả năng kháng hóa chất và hiệu suất lâu dài của chúng. Giống như hai loại hệ thống đường ống kim loại khác nhau có thể sẽ hoạt động khác nhau, hai ống công nghiệp CPVC được làm từ các hợp chất khác nhau sẽ mang lại kết quả khác nhau.

Các nhà thiết kế và chuyên gia phải luôn kiểm tra với nhà cung cấp đường ống công nghiệp để xác định loại thử nghiệm đã được tiến hành trên hợp chất CPVC cụ thể. Corzan Industrial Systems và các nhà sản xuất đối tác đã thử nghiệm hiệu suất của Corzan CPVC với hàng trăm loại hóa chất khác nhau để xác định hiệu suất lâu dài của nó. Các thử nghiệm cũng đã được tiến hành để xác định các yêu cầu về áp suất nổ tối thiểu, dung sai kích thước, yêu cầu về ứng suất dư, yêu cầu về va đập khi rơi và đặc tính nóng chảy.

Đồ họa sau đây minh họa hiệu suất lâu dài của hệ thống đường ống Corzan dưới áp suất đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D 1598, Phương pháp xác định thời gian hư hỏng của ống nhựa dưới áp suất bên trong không đổi. Dữ liệu được thu thập trong tối đa 16.000 giờ và được đánh giá theo tiêu chuẩn ASTM D 2837, Phương pháp tiêu chuẩn để lấy cơ sở thiết kế thủy tĩnh cho vật liệu ống nhựa nhiệt dẻo.

Đáp ứng nhu cầu ứng dụng axit sunfuric

Khả năng kháng hóa chất cũng như khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao của Corzan CPVC khiến nó trở thành sự lựa chọn tuyệt vời cho các hệ thống axit sulfuric. Hệ thống đường ống có thể xử lý phạm vi nồng độ axit sulfuric được sử dụng trong các cơ sở sản xuất và chế biến.

Việc lắp đặt Corzan CPVC đơn giản hơn việc lắp đặt kim loại vì đường ống CPVC có trọng lượng nhẹ hơn đáng kể, giúp xử lý, sửa đổi và bảo trì dễ dàng hơn. Biểu đồ dưới đây so sánh trọng lượng của hệ thống đường ống nhựa với vật liệu kim loại.

Đường ống Corzan CPVC thường được nối bằng quy trình hàn xi măng dung môi, có thể được thực hiện ở bất cứ đâu mà không cần giấy phép làm việc nhiệt, ngọn lửa hoặc nóng. Xi măng dung môi kết hợp vật liệu CPVC với nhau để tạo ra các mối nối là bộ phận bền nhất của toàn bộ hệ thống đường ống một cách kinh tế. Corzan CPVC cũng có thể được nối với các hệ thống nối cơ khí.

Cần đào tạo tối thiểu để tìm hiểu cách lắp đặt đường ống Corzan CPVC đúng cách. Tuy nhiên, Lubrizol đặc biệt khuyến nghị những người lắp đặt phải đạt tiêu chuẩn ASME B31.3 trong quy trình hàn xi măng dung môi. Sau khi lắp đặt, hệ thống sẽ yêu cầu ít hoặc không cần bảo trì vì nó sẽ không bị ăn mòn hoặc đóng cặn, mang lại độ tin cậy và chi phí vòng đời thấp hơn.

Corzan CPVC có lịch sử gần 60 năm trong ngành xử lý hóa chất. Truy cập trang web của chúng tôi hoặc liên hệ với chuyên gia kỹ thuật Corzan hoặc một trong những nhà sản xuất đối tác của chúng tôi để tìm hiểu thêm về khả năng chống ăn mòn của Corzan CPVC và cách hệ thống đường ống đảm bảo hiệu suất an toàn, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.

Thông tin cho blog này được lấy một phần từ các nguồn Lubrizol sau:

https://www.corzan.com/en-us/chemical-resistance-and-chemical-applications

https://www.corzan.com/blog/cpvc-resistance-to-axit-sulfuric-nitric-hydrochloric-and-phosphoric

https://www.corzan.com/blog/can-cpvc-piping-systems-be-applied-in-sulfuric-axit-plants

https://www.corzan.com/blog/german-company-depends-on-corzan-cpvc-piping-for-sulfuric-acid-production