聚氯乙烯是具有一定強(qiáng)度(對(duì)塑料而言)的熱塑性材料，并且與其它塑料相比，它的價(jià)格低廉，產(chǎn)量又最大。囚此，無論在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及生活用品方面，都獲得了廣泛的應(yīng)用。特別是硬質(zhì)聚氯乙烯塑料，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，人們常常選用它作為耐腐蝕材料。近年來實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，它的強(qiáng)度足夠用來制造常壓的化工設(shè)備。因此，它不僅作為耐腐蝕材料，而且已經(jīng)作為化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。隨著不加增塑劑的硬質(zhì)聚氯乙烯塑料生產(chǎn)的發(fā)展，由硬質(zhì)聚氯乙烯塑料代替部分不銹鋼和其它耐腐蝕合金材料的化工設(shè)備正在迅速增多。不僅在化肥、硫酸生產(chǎn)及石油化工工業(yè)中被應(yīng)用，而且在化學(xué)纖維、日用化學(xué)制藥、制革、染料、電鍍、電器、印刷 、搪瓷、冶煉、電影機(jī)器制造等工業(yè)中，均已被大量地采用。制造了塔器、煙囪、貯槽、反應(yīng)器、電鍍槽、酸洗槽、管道、鼓風(fēng)機(jī)、泵、閥門等各種硬質(zhì)聚氯乙烯設(shè)備，有的已使用了近十年，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的考驗(yàn)，情況良好。當(dāng)然，由于各廠的使用條件、制造水平、客觀環(huán)境不同，使用壽命也不同，但是經(jīng)驗(yàn)證明，只要正確地掌握材料性能，正確地設(shè)計(jì)，正確地施工，正確地維護(hù)保養(yǎng)，在一般情況下，硬質(zhì)聚氯乙烯塑料可以用作耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料。由于其性能優(yōu)良，因此可以成功地代用有色金屬及合金材料。所以合理使用非金屬耐腐蝕材料一硬質(zhì)聚氯乙烯塑料是一個(gè)很有意義的問題。硬質(zhì)聚氯乙烯塑料制的設(shè)備類型和結(jié)構(gòu)型式很多，按其用途分述如下。
一、煙囪
硬質(zhì)聚氯乙烯塑料一般用作常溫下的尾氣煙囪，在化纖廠、電鍍廠等是比較適宜的。直徑達(dá)1.5米、高達(dá)43米的煙囪，大部分采用承插結(jié)構(gòu)。煙囪分成若干節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)約3~4米，內(nèi)插筒體，下半節(jié)焊住，上半節(jié)是活動(dòng)的，這樣，每節(jié)煙囪可自由膨脹，用來補(bǔ)償伸縮。但在此處容易漏液，若密封要求高，可在外面再包軟聚氯乙烯焊住，但容易老化，因此要定期更換。每節(jié)法蘭與鋼架(由角鋼制成)相連，其重量由鋼架來支承。同時(shí)，每節(jié)煙囪上裝有抱攀，此鋼架直接防止風(fēng)載荷，塑料煙囪外面可以涂一層灰色銀粉漆，以防老化。另外，塑料煙囪外面還可以砌一層混凝土，不僅能起骨架作用，還可以防止紫外光對(duì)塑料的老化作用，以及由于氣溫變化而對(duì)塑料引起的不利影響。
二、吸收塔
用硬聚氯乙烯塑料板焊接而成的硝酸吸收塔，經(jīng)過了十年多的生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)，證明在硝酸濃度為49%、溫度30一47°C的條件下，有著良好的耐腐蝕性能，可以代替含鉻18%、鎳8%的不銹鋼材。塔內(nèi)均勻地裝置了五塊淋降型的塔板，硝酸的吸收情況良好。
硝酸是一項(xiàng)魚要的化工產(chǎn)品，對(duì)發(fā)展工、農(nóng)業(yè)和國(guó)防工業(yè)有著重要意義。硝酸生產(chǎn)的吸收設(shè)備由于酸的強(qiáng)烈腐蝕，工業(yè)上都采用鎳鉻不銹鋼材料來制造。一個(gè)年產(chǎn)四千噸硝酸廠的吸收塔要耗用二十余噸不銹鋼。我國(guó)工人階級(jí)遵照毛主席關(guān)于“自力更生，艱苦奮斗，破除迷信，解放思想”的偉大教導(dǎo)，大膽地采用硬質(zhì)聚氯乙烯塑料代替不銹鋼材，取得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為加速硝酸制造工業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。近年來，硬質(zhì)聚氯乙烯塑科塔已被全國(guó)各地廣泛應(yīng)用，甚至硝酸生產(chǎn)中的氧化塔也采用了硬質(zhì)聚氯乙烯板材。
三、貯槽
硬質(zhì)聚氯乙烯塑料制貯槽有長(zhǎng)方形和圓筒形等，一般使用溫度約在-10~50°C之間，采用得較多的是常壓全塑料結(jié)構(gòu)設(shè)備，比較大型的容積有達(dá)300米 貯槽。對(duì)強(qiáng)度要求稍高的全塑料設(shè)備，外面可以包幾層玻璃布并涂以粘結(jié)劑，這樣不僅可以增加強(qiáng)度，節(jié)約硬質(zhì)聚氯乙烯板材，并能防止老化。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用，是一個(gè)值得推廣的方法。使用條件要求較高的大型貯槽?？刹捎靡r里結(jié)構(gòu)，在襯里施工中，要求襯里和外殼貼得緊密。間隙應(yīng)盡量地小，并且外殼體要求有較好的剛性和垂直度，內(nèi)壁平整。襯里設(shè)備有的采用補(bǔ)償裝置，有的則沒有補(bǔ)償裝置。襯里的貯槽除鋼殼外，還有采用水泥和木殼的，木殼用可調(diào)節(jié)的鐵箍扎緊，用以加強(qiáng)。鳥籠式貯槽的外殼用角鋼和扁鐵制成，柵條跪離視介質(zhì)溫度和塑料板材厚度而定。
四、反應(yīng)器
反應(yīng)器有圓形的也有方形的，反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)一般都有一定的溫度，且附有電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的攪拌器，因此器內(nèi)介質(zhì)都處于流動(dòng)狀態(tài)，并使反應(yīng)器產(chǎn)生振動(dòng)。硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的反應(yīng)器四周常采用角鋼加強(qiáng)，一般制成全鐵殼襯里結(jié)構(gòu)，施工質(zhì)量要嚴(yán)格控制。實(shí)踐證明，這種反應(yīng)器雖然受到溫度和振動(dòng)的影響，即使有些微小的變形，一般不會(huì)彩響正常使用和操作。電動(dòng)機(jī)等金屬的重量不應(yīng)承受在塑料板上。不適用于攪拌轉(zhuǎn)速過大、強(qiáng)烈振動(dòng)的情況下。
五、電鍍槽、電解槽、酸洗槽
這類設(shè)備大部分都是長(zhǎng)方體，其容積一般在10米 以下，介質(zhì)基本上處于靜止?fàn)顟B(tài)，但使用溫度大部分在50~70°C之間。這類設(shè)備也有采用全塑料結(jié)構(gòu)的及鳥籠式的結(jié)構(gòu)，但較多的是用作鋼、磚、水泥、木材等設(shè)備的襯里。有一酸洗槽采用硬質(zhì)聚氯乙烯塑料作為單獨(dú)結(jié)構(gòu)材料，有長(zhǎng)達(dá)20米的酸洗槽，不用任何補(bǔ)強(qiáng)，也可以使用。
六、管道
化學(xué)纖維廠、電鍍廠、化肥廠等用來作通風(fēng)、排氣、輸送漿液、酸、堿等的管道較多，例如有輸送45%硝酸、36%鹽酸和90%硫酸的管道，實(shí)際使用都很成功。目前在直徑超過400毫米時(shí)，則采用硬板成型加工。
硬質(zhì)聚氯乙烯管道代替白鐵管，用來輸送煤氣，在我國(guó)也已得到應(yīng)用。煤氣公司曾經(jīng)埋設(shè)1吋管道于地下0.35米深處作為煤氣輸送管，經(jīng)過七年后掘開檢查，其情況與埋土前一樣，外表顏色無變化，僅管內(nèi)表有一層薄的黑垢，管壁也未減薄。
目前上海地下管埋設(shè)深度最淺處為0.4米，在此深度時(shí)平均地溫只有11.2°C，所以硬質(zhì)聚氯乙烯管雖在冬季，耐沖擊強(qiáng)度也不存在問題。管子在長(zhǎng)期負(fù)重下的蠕變性能與土壓和車壓負(fù)重大小、地下溫度、使用時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，通過試驗(yàn)，所得到的蠕變量是不大的，可以滿足長(zhǎng)期埋設(shè)的要求。
硬質(zhì)聚氯乙烯管道安裝均有補(bǔ)償節(jié)和支承裝置，這是使用管道的二個(gè)重要條件。
七、鼓風(fēng)機(jī)、泵、管件和閥門
硬質(zhì)聚氯乙烯塑料可以制造鼓風(fēng)機(jī)，與風(fēng)管配套使用，以解決腐蝕性介質(zhì)的輸送或排氣問題。硬質(zhì)聚氯乙烯塑料也可以制造泵。泵的種類眼多，定型的有101型、102型及100、130、150、200型，也有各單位自制的。硬質(zhì)聚氯乙烯管件、閥門尺寸由Φ25~150毫米，可以代替不銹鋼或青鉛閥門。
以上是列舉了一些由硬質(zhì)聚氯乙烯塑料制造的各種設(shè)備，使用最長(zhǎng)的也不過近十年的時(shí)間，但從調(diào)查的情況來看，已顯示了它的優(yōu)越性，使用情況普遍反映較好。但是我國(guó)的聚氯乙烯制造工業(yè)還很年輕，在推廣應(yīng)用硬質(zhì)聚氯乙烯制設(shè)備時(shí)，也不是一帆風(fēng)順的，開始時(shí)，人們對(duì)硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的認(rèn)識(shí)是不足的，對(duì)用熱脹冷脆“嬌”氣十足的塑料來代替不銹鋼是有懷疑的。硬質(zhì)聚氯乙烯塑料確實(shí)有冷脆熱脹的特性，在耐溫和強(qiáng)度方面很難與不銹鋼媲美，但在耐腐蝕性能上卻與不誘鋼相同。
為了提高硬質(zhì)聚氯乙烯板材的耐腐蝕性，在配方中不加增塑劑，這樣勢(shì)必給加工工藝帶來一定的困難，經(jīng)過不斷的實(shí)踐與摸索，終于克服了困難，使工藝過了關(guān)。產(chǎn)品質(zhì)量也提高了一步，滿足了硝酸吸收塔的使用要求。
塑料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也是在不斷實(shí)踐、不斷認(rèn)識(shí)的過程中逐步完善的。最初用的是填料型，在塔內(nèi)固定的蓖子板上，堆積重18噸的陶瓷填充圈，由于塑料塔底負(fù)荷過于集中，同時(shí)瓷圈與塑料板的膨脹系數(shù)不同，在氣溫變化下，曾兩次發(fā)現(xiàn)塔底和塔身的焊縫破裂。事故發(fā)生后，有人提出“宜小不宜大，不能工業(yè)化”的悲觀論調(diào)。面臨著困難，是知難而進(jìn)，還是知難而退呢?是敢于革命，還是甘心失敗呢?毛主席的光輝哲學(xué)思想使同志們思想開了竅，毛主席教導(dǎo)我們:“不論在變革自然或變革社會(huì)的實(shí)踐中，人們?cè)ǖ乃枷搿⒗碚?、?jì)劃、方案，毫無改變地實(shí)現(xiàn)出來的事，是很少的。”我們遵循這個(gè)教導(dǎo)，分析了破裂的原因，提出了改用淋降型的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)，塔身負(fù)重輕、塔底受壓小、結(jié)構(gòu)本身也可適應(yīng)熱脹冷縮，這樣就保證了硬質(zhì)聚氯乙烯塑料制硝酸吸收塔的質(zhì)量。
