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| 火力發(fā)電廠的重防腐涂料系統(tǒng) |
| 發(fā)布時(shí)間：2023/8/9 來源：中能興恒建設(shè)有限公司 閱讀：2329次 |
分析了火力發(fā)電廠復(fù)雜腐蝕環(huán)境的成因，重點(diǎn)介紹了各類鋼結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)罐內(nèi)壁、循環(huán)水管、高溫絕熱部位、煙氣脫硫系統(tǒng)的重防腐涂料及應(yīng)用。
火力發(fā)電廠的重防腐涂料系統(tǒng)摘要：分析了火力發(fā)電廠復(fù)雜腐蝕環(huán)境的成因，重點(diǎn)介紹了各類鋼結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)罐內(nèi)壁、循環(huán)水管、高溫絕熱部位、煙氣脫硫系統(tǒng)的重防腐涂料及應(yīng)用。
01、大氣腐蝕環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)
火力發(fā)電站使用的燃料有重油和煤炭等，在運(yùn)行過程中，會(huì)釋放出大量硫化物等腐蝕性氣體，與空氣中的水汽或雨水相結(jié)合形成酸性溶液。煤灰在鋼結(jié)構(gòu)上面的沉積，會(huì)形成電解質(zhì)，加速鋼結(jié)構(gòu)的電化學(xué)腐蝕。因此，火力發(fā)電站的防腐蝕問題就成為了生產(chǎn)與維護(hù)的重要內(nèi)容之一。
火電廠中，處于大氣腐蝕環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)主要涉及到：鍋爐鋼結(jié)構(gòu)；主廠房鋼結(jié)構(gòu)；輸煤系統(tǒng)：卸煤機(jī)、堆取料機(jī)、吊機(jī)和輸煤棧橋；管道外壁；儲(chǔ)罐外壁。這些大氣環(huán)境下的腐蝕等級(jí)，由于處于火電廠的腐蝕環(huán)境中，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO12944－2《鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕涂料系統(tǒng)的腐蝕保護(hù)》，可以確定為高等級(jí)的環(huán)境C4級(jí)別。
按照長效防腐15年以上的要求，可以采用的長效防腐蝕涂料系統(tǒng)水性重防腐涂料系統(tǒng)，近年來已經(jīng)在技術(shù)上得到了很好的發(fā)展，相應(yīng)的涂料系統(tǒng)通過了相當(dāng)苛刻的耐腐蝕試驗(yàn)測試，并在實(shí)踐中得到了滿意的效果，因此，這里除了介紹溶劑型涂料系統(tǒng)，還同時(shí)介紹了相應(yīng)的水性重防腐涂料系統(tǒng)。
溶劑型涂料系統(tǒng)的底漆可以采用環(huán)氧富鋅底漆和無機(jī)富鋅底漆兩類。相比較之下，采用環(huán)氧富鋅底漆時(shí)，施工性能要更好一些；采用無機(jī)富鋅底漆時(shí)，要注意干膜厚度不能超過一定的范圍（通常為150mm左右），否則會(huì)造成漆膜開裂；另外無機(jī)富鋅底漆表面呈多孔狀結(jié)構(gòu)，覆涂后道中間漆時(shí)，需要采用霧噴／統(tǒng)噴的技巧，否則容易出現(xiàn)針孔氣泡；溶劑性無機(jī)富鋅底漆的固化要求較高的相對濕度RH65％以上，在23℃時(shí)，涂覆后道漆的時(shí)間要16h以上；環(huán)氧富鋅底漆依靠固化劑固化，在23℃時(shí)，只要2h左右即可涂覆中間漆。
水性重防腐涂料系統(tǒng)除了對環(huán)保和施工人員健康有益外，在鋼結(jié)構(gòu)加工制作過程中，無須回避周邊的火工作業(yè)，并且漆膜干燥相當(dāng)快，這就意味著可以加快涂覆過程，通常在1天之內(nèi)可以完成3道涂料系統(tǒng)，這就為鋼結(jié)構(gòu)加工制作單位加快了制作過程，節(jié)省了大量的時(shí)間和金錢。
02、儲(chǔ)罐內(nèi)壁
火電廠的儲(chǔ)罐防腐蝕涂料系統(tǒng)，涉及到外壁和內(nèi)壁兩部分。儲(chǔ)罐外壁的涂料系統(tǒng)可以參考大氣環(huán)境下的防腐蝕涂料系統(tǒng)。電廠的儲(chǔ)罐比較復(fù)雜，主要涉及有飲用水罐、消防水罐、消防過濾水罐、冷凝水、去離子水罐、燃油、去離子水補(bǔ)給系統(tǒng)罐等。其中冷凝水罐由不銹鋼制成。火電廠儲(chǔ)罐沒有特別的腐蝕介質(zhì)，可以采用的涂料系統(tǒng)有純環(huán)氧樹脂涂料和酚醛環(huán)氧涂料。
用于飲用水罐內(nèi)壁的涂料要求達(dá)到飲用水質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；去離子水罐的涂料不能含有任何離子，以減少水對鍋爐水冷壁以及蒸汽輪機(jī)的腐蝕；燃油儲(chǔ)罐內(nèi)壁，如果設(shè)計(jì)要求采用抗靜電涂料，則必須按要求采用相應(yīng)的抗靜電涂料系統(tǒng)，無機(jī)富鋅涂料由于鋅粉為導(dǎo)電顏料，也可以作為燃油儲(chǔ)罐內(nèi)壁涂層使用。
03、循環(huán)水管
火電廠的循環(huán)水管也是嚴(yán)重的腐蝕部位，防腐蝕要求達(dá)到20年。除了采用高性能防腐蝕涂料外，還結(jié)合了陰極保護(hù)措施。為了節(jié)約淡水資源，在濱海火電廠都采用海水作為冷卻水使用。
根據(jù)ISO12944－2，循環(huán)水管外壁屬于Im3埋地腐蝕環(huán)境，內(nèi)壁屬于Im1淡水或Im2海水腐蝕環(huán)境。循環(huán)水管中的防腐蝕涂料涂膜要求在海水中有優(yōu)異的附著力，并且在長期管道通海水的情況下，涂膜保持其優(yōu)良性能不脫落。涂膜具有極強(qiáng)的耐磨性能，以便能抵抗管道回填過程中所產(chǎn)生的摩擦和刮傷，涂膜良好的柔韌性能抵御施工過程中的沖擊和碰撞，保證涂膜的完好。涂料系統(tǒng)要與陰極保護(hù)系統(tǒng)有良好的相容性。
傳統(tǒng)上管道采用的都是環(huán)氧煤瀝青涂料，無溶劑涂料的施工對于噴漆設(shè)備和施工人員都有著非常高的要求，因此高固體分改性環(huán)氧涂料是較為合適的涂料產(chǎn)品，可以按照常規(guī)的施工方法和程序進(jìn)行施工。
高固體分改性環(huán)氧涂料在國外很多大型水電站的壓力水管和火電廠的循環(huán)水管中有著成功的使用記錄。
04、高溫和隔熱部位
火電廠的碳鋼管道會(huì)涉及到高溫部位，需要使用耐高溫涂料進(jìn)行防護(hù)。新建火電廠的碳鋼管道可能會(huì)涉及到不同的溫度范圍，可選用相應(yīng)的耐高溫涂料。化學(xué)固化類涂料，如環(huán)氧樹脂涂料和聚氨酯涂料產(chǎn)品，最大可以耐120℃的高溫，因此，在120℃以下，可以采用通常的防腐蝕涂料系統(tǒng)。
需要注意的是丙烯酸聚氨酯面漆在100℃以上，淺色的涂膜會(huì)發(fā)黃，不過這并不影響其防腐蝕性能。醇酸鋁粉耐熱漆以及有機(jī)硅酸改性的醇酸樹脂漆可以耐200℃的高溫。保溫隔熱層內(nèi)的涂料系統(tǒng)必須考慮這種情況，需要注意到一旦隔熱層破損，里面就會(huì)積聚水汽，呈酸性的冷凝水是主要的腐蝕因素，采用耐熱達(dá)230℃的酚醛環(huán)氧樹脂涂料。無機(jī)硅酸鋅涂料可以耐400℃的高溫，
因此，只要管道溫度在400℃以內(nèi)，完全可以把無機(jī)硅酸鋅底漆作為通用的防銹底漆，可以減少涂料品種的應(yīng)用，這樣除了設(shè)計(jì)方面的簡便之外，更可以減輕實(shí)際加工和噴漆過程中的麻煩。因?yàn)榇罅康墓艿蓝逊旁诂F(xiàn)場，在施工初期要很好地區(qū)分開不同介質(zhì)不同溫度范圍，是很復(fù)雜的，施工人員同時(shí)要頻繁地更換涂料品種和施工器具，實(shí)際作業(yè)比較麻煩。如果僅使用一種底漆，就可以大大簡化工作程序和工作量。
根據(jù)NACE的研究，在氯化鈉溶液中（70～80）℃，鋅會(huì)發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)，這種情況下采用無機(jī)富鋅底漆，反過來鋼鐵成了陽極去保護(hù)鋅粉了。并且鋅粉在酸性或堿性環(huán)境中，易于溶于溫水環(huán)境，鋅粉消耗了，也就失去了保護(hù)作用。為了避免這種情況發(fā)生，可以在無機(jī)富鋅底漆表面罩1道有機(jī)硅鋁粉漆。在(500～600)℃的高溫環(huán)境下，可以使用有機(jī)硅鋁粉耐熱涂料。漆膜厚度通常只有(20～30)mm，可以涂2道，但是不能涂的太厚，以免影響熱傳導(dǎo)性。
05、煙氣脫硫系統(tǒng)
火力發(fā)電廠中使用的煤含有硫，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生二氧化硫，嚴(yán)重影響大氣環(huán)境。迫于環(huán)境保護(hù)的壓力，煙氣脫硫（FGD）已經(jīng)是火電廠二氧化硫控制的主要手段。因此FGD煙氣脫硫裝置在很多電廠中成為了必不可少的配套項(xiàng)目。
為了保證煙氣脫硫裝置的長期正常運(yùn)行，采用的防腐蝕材料有不銹鋼、高合金復(fù)合鋼板、橡膠以及玻璃鱗片襯層涂料等。采用涂料進(jìn)行煙氣脫硫裝置的防腐蝕也是切實(shí)有效的方法。
一般情況下，防腐蝕層的失效主要是樹脂基體受到侵蝕，基體樹脂首先產(chǎn)生失重、變色等情況，之后引起材料的鼓泡、分層、剝離或開裂等情況，最后導(dǎo)致防腐蝕層失效，尤其后者，由于滲透等因素，加速了具有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲入到防護(hù)層的內(nèi)部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹脂基體的同時(shí)，應(yīng)采取有效的措施來減弱、減緩腐蝕介質(zhì)或水蒸氣的滲透作用。
最好的涂料是使用耐化學(xué)性強(qiáng)，又具有耐溫性能的乙烯酯玻璃鱗片涂料。乙烯酯樹脂，特別是諾伏勒克乙烯酯樹脂，有著超強(qiáng)的耐化學(xué)品和耐滲透性，可長期耐180℃高溫，短期耐220℃。玻璃鱗片有著特別高的抗?jié)B透性能，以及機(jī)械穩(wěn)定性。采用噴涂型的乙烯酯玻璃鱗片涂料，可以避免橡膠襯里用膠黏劑黏帖時(shí)帶來的鼓泡脫層問題。
使用常規(guī)或雙組分噴漆泵噴涂乙烯酯玻璃鱗片涂料，涂層致密均勻，固化迅速，特別是在焊縫部位，可以獲得橡膠襯里不可能達(dá)到的均勻致密與牢固附著的優(yōu)異性能。每1道涂層完工后，采用高壓電火花針孔測試，并且馬上進(jìn)行修補(bǔ)，可以100％地避免針孔漏涂，有效地保障了涂層體系的完整性。
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