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近年来随着国民经济的大幅增长,火力发电工程的建设步伐加快,钢结构或钢构件在工程中大量的应用,腐蚀成为影响结构性的重要因素。由于腐蚀造成的经济损失也是一个惊人的数字,国内通过对5个行业的调查分析得出每年由于腐蚀造成的损失占国民经济的5%-6%。本文对火力发电厂腐蚀环境较恶劣的露天钢结构防腐进行探讨。
钢结构的有机涂层腐蚀防护
由有机高分子化合物为主体组成覆盖层统称为有机覆盖层。有机涂料覆盖层是通过阻抗抑制、氧缺乏、阻止金属向环境放电和缓蚀技术来达到腐蚀防护的目的。阻抗抑制:涂膜的作用类似于离子过滤器,它保证任何通过涂膜连续区到达金属表面的水分在涂沫-金属界面都要具有足够高的阻抗,从而抑制阳极区和阴极区间的电流迁移。氧缺乏:合适配方的涂膜可以阻止足够的氧达到金属,从而阻碍阴极反应。阻止金属向环境放电:阴极保护在涂膜中通过阻止金属向环境放电来保护金属底漆。为达到这一效果,可以在金属表面应用阳极金属涂膜(通过锌来保护钢结构)。涂料中锌粒的担载量要足够高,从而保证有连续的电流可以穿过涂层。如能确保电流连续的从涂层到环境放电,金属就可以保护。缓蚀技术:缓蚀涂层通过改变界面环境使钢结构构件达到钝化或缓蚀,从而控制腐蚀。有机涂层防腐体系是利用上述的一种或两种技术的组合达到控制金属腐蚀的目的,《钢结构设计手册》(第三版)给出的油漆配套组合红丹系列、氯化橡胶系列、氯磺化聚乙烯系列等多是阻抗抑制、氧缺乏河缓蚀的综合应用。环氧富锌底漆属则是通过油漆中的锌粒的放电来保护金属基层,相对保护效果比较好。
冷却塔混凝土结构常年经受中水的冲刷与腐蚀以及燃料燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫等有害气体的侵蚀,导致冷却塔被腐蚀,通常情况下,大家更重视内壁的防护,却忽略了冷却塔外壁的保护,导致外壁病害的发生、发展远远比内壁更严重。所以冷却塔防腐刻不容缓。
冷却塔被腐蚀,钢筋和混凝土构件有效截面积减小,一定程度上降低了承载力,危及结构,缩短使用寿命,增加运营成本,无法保证电厂正常、稳定、生产。冷却塔防腐选择材料的原则:1.修补材料必须是高性能水泥基材料,自身必须有很高的密实度和很强的耐腐蚀能力,应具备阻止钢筋锈蚀的能力。2.修补材料与基层的粘合强度必须大于1.2Mpa,强度必须高于原有混凝土,收缩率越小越好。3.防水防腐材料应该与基层混凝土具有相近的膨胀系数,以保证在温度应力作用下,保护涂层和基层混凝土不会产生相对位移,也就不会出现起壳、脱落的现象。4.防水防腐保护材料应该具有可呼吸性,保证结构内的潮气可以正常的向外散出,而不会鼓破保护层,导致保护层失效。5.防水防腐保护材料应该对基层要求不高,无需光滑状态,只要平整即可,因为冷却塔表面本身比较粗糙的。6.涂装保护材料应该具备一定的弹性,能够抵抗二氧化碳、二氧化硫的侵蚀,颜色可调。
砖砌或钢筋混凝土制的烟囱内壁腐蚀后,呈粉状或块状剥落。其中,钢筋混凝土烟囱受腐蚀后生成的是无粘结强度的硫酸钙或硫酸铝钙,使钢筋失去保护层,受到稀酸腐蚀,截面减少,强度降低,导致钢筋混凝土失去特有的功能。从烟气成分分析,烟气中对烟囱有腐蚀作用的成分主要是HCl、HF及SOx、CO2、水汽等。当烟囱烟气温度低于280℃时,烟囱烟气湿热水汽容易结露,附于烟囱内壁,这时含硫的烟气与壁上露珠将结合成SO2、H2SO3或稀H2SO4,这些化学介质对各种烟囱内壁都有极强的腐蚀破坏作用。烟囱防腐的设计质量,关键在于做好烟囱的防腐蚀材料的设计。而烟气的腐蚀,与烟气的成份、温度、湿度、流速,烟囱的高度、受力形式、保温措施、辅助防护措施、运行方式等诸多因素有关。以下是几种烟囱防腐材料的对比,使用性能的介绍:(1)、烟囱防腐材料——玻璃钢(FRP),由于玻璃钢化学腐蚀而且造价比高镍合金低,成功的应用在吸收塔塔体,石灰溶解槽,集液器,除雾器,浆液输送管道,烟道,烟囱,玻璃钢烟囱防腐。由于玻璃钢内表光滑,不易积垢,耐磨耐酸,所以在流速很高及颗粒物浓度较高的区域通常都有比较好的效果,但是容易老化脆裂。(2)、烟囱防腐材料——橡胶在国内市场上比较常见的有硅橡胶,聚脲。但该产品不耐高温,防水防酸性能极好,不利于燃煤机组长时间直排。(3)、烟囱防腐材料——玻璃磷片由于玻璃鳞片的主要填充材料是SiO2,其耐温性,耐酸性极好。在市场上比较常见的有:泡沫玻璃砖和玻璃鳞片。(4)、烟囱防腐材料——耐酸胶泥,烟囱内外壁防腐涂料使用要求是,烟囱外壁防腐涂料的选择要求,耐酸效果好,但是防水防潮不好,容易裂纹脱落。
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