印尼爪哇7号项目防盐雾腐蚀技术研究及应用

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:朱小波
[导读] 摘要:由于高温潮湿的气候环境,南方沿海地区都属于中度以上的腐蚀环境, 电站露天环境的建(构)筑物的钢结构、设备管道、厂房的彩板外表面在4~6个月以后就会出现大面积的锈蚀现象。
        (中国能源建设集团浙江火电建设有限公司  浙江杭州  310016)
        摘要:由于高温潮湿的气候环境,南方沿海地区都属于中度以上的腐蚀环境, 电站露天环境的建(构)筑物的钢结构、设备管道、厂房的彩板外表面在4~6个月以后就会出现大面积的锈蚀现象。由于选材不当以及维护欠佳等因素,这些地区沿海电站盐雾腐蚀情况非常严重,显得破烂不堪,影响电厂的容貌以及机组的安全运行。基于此,本文就结合位于印尼爪哇的工程实例,着重探讨了如何防盐雾腐蚀技术的实际应用,为同类工程起到些许参考作用,具体如下。
        关键词:沿海;盐雾腐蚀;锈蚀;防护
        印尼爪哇7号工程项目是国内首台百万机组出口项目,代表着国内最先进制造水准。我公司作为工程的EPC总承包方,以经济性和实用性为出发点,从设计的源头做好电站的防盐雾腐蚀工作。依托印尼爪哇7号工程项目,通过防盐雾腐蚀技术研究,寻求防盐雾腐蚀的具体措施。研究成果将更好的指导印尼爪哇7号项目以及后续项目相关材料的采购以及设计,延长沿海地区电站建筑厂房的围护系统、钢结构等设备寿命,长期保持较好的厂容厂貌,减少运营维护成本。
        1.工程情况概述
        由于选材不当以及维护欠佳等因素,印尼爪哇岛电站露天环境的锅炉钢结构、渣仓、灰库、输煤钢结构、BOP厂房的彩板外表面在4~6个月以后出现大面积的锈蚀现象。露天或厂房门窗附近阀门、法兰、管道、桥架外表面4~6个月以后出现氯离子化学反应的痕迹及锈蚀现象。302、303、304不锈钢、油漆后的钢结构、热镀锌支吊架、气动电动阀执行机构4~6个月出现锈蚀现象,见下图1、2。
 
        图1 芝拉扎电站一期2*300MW机组输煤栈桥腐蚀情况
 
        图2芝拉扎电站一期2*300MW锅炉结构腐蚀情况
        2.造成盐雾腐蚀的原因分析
        材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质即为腐蚀,通常情况下腐蚀都是发生在大气环境中的。盐雾腐蚀亦是如此,较为常见且破坏性较强,这是因为大气中含有多种腐蚀成份和腐蚀因素,包括湿度、氧气、温度变化和污染物等。悬浮在大气中的气溶液状的NaCI粒子即为盐雾,其形成主要是因为风引起海面扰动和涨落潮时,海水相互间的冲击和海水周而复始的拍击海岸,致使很多海浪粒拖入空中,水分蒸发后,留下一些极小的盐类粒,在大气团的平流和乱流作用下,这些盐粒在空气中散开来,并随风至沿海地区形成盐雾。在盐雾的环境下,由于盐雾液体作为电解液的存在,增加了金属内部构成为电池的机会,加速了电化学腐蚀过程,使金属或涂层腐蚀生锈、起泡,从而产生构件、紧固件腐蚀破坏,机械组件、部件的活动部位卡死、失灵、线路板开路或短路等破坏,使产品的使用性能和寿命受到严重威胁。
        3.防盐雾腐蚀的具体措施
        3.1附属钢结构的防盐雾腐蚀措施
        室内栏杆和钢格栅(花纹钢板)采用热浸镀锌,镀锌厚度 60 微米;室外栏杆和钢格栅(花纹钢板)采用热浸镀锌,镀锌厚度 80 微米。
        室内预埋件,环氧富锌底漆 70 微米,环氧云铁中间漆 80 微米,脂肪族聚氨酯面漆 70 微米;室外预埋件,环氧富锌底漆 70 微米,环氧云铁中间漆110 微米,脂肪族聚氨酯面漆 100 微米。
        室内钢梯采用油漆防腐,环氧富锌底漆 70 微米,环氧云铁中间漆 80 微米,脂肪族聚氨酯面漆 70 微米;室外钢梯采用油漆防腐,环氧富锌底漆 70微米,环氧云铁中间漆 110 微米,脂肪族聚氨酯面漆 100 微米。
        3.2高强螺栓节点板防盐雾腐蚀措施
        本工程位于海边,处于高盐雾腐蚀环境,钢构件需海上长距离运输。按国内常规做法,无涂层摩擦面节点区域极易出现腐蚀,因此本工程对钢结构节点采用摩擦面涂层方案。有涂层的方案优点:摩擦面工厂防腐涂装,质量稳定,安装现场基本没有节点除锈工作和费用,减少高空作业安全风险,降低钢结构防腐蚀维护费用。高强螺栓终拧完毕后,应在节点板边缘缝隙处嵌刮耐蚀密封膏。
        3.3压型钢板围护结构的防盐雾腐蚀措施
        本工程位于海边,处于高盐雾腐蚀环境,压型钢板围护结构极易出现腐蚀。因此本工程对压型钢板围护结构表面喷涂氟碳漆保护层,延长使用寿命[1]。压型钢板基材采用镀铝锌洁面彩色压型钢板。其中外板镀铝锌量不小于150g/m2 即 AZ150,镀铝锌钢板的镀层成分为 55%的铝、43.5%的锌、1.5%的硅,热反射性能好。表面硬度≥120(HV),应可在 40℃环境下长期使用,热反射性能好。彩色镀铝锌压型钢板的表面油漆涂层选用洁面涂覆系统。正面涂层:在5um 抗腐蚀环氧树脂底漆上覆盖 20um 高级耐腐蚀氟碳洁面烤漆。反面涂层:背面有机涂层底漆 5μm,聚酯涂层面漆 20μm。
        为了保证墙面的长期使用,压型钢板正面油漆涂层必须在抗粉化性能、光泽稳定性、漆膜降解率、反射红外线等性能上有所表现和提高,由于电厂的外墙面较难清洗,因此烤漆尤其是必须具有自洁功能[2]。为了保证油漆彩色的使用寿命和防止产生不均匀退色,彩色烤漆的彩色色料必须采用无机陶瓷色素。金属板面漆预期 20 年内免维护(不开裂、剥落、褪色)。其中内层板采用双面镀铝锌量不低于 100g/m2 的压型钢板(墙板厚度及屈服强度按设计计算确定),正面油漆涂层在 5um 抗腐蚀环氧树脂底漆上覆盖20um 高级聚氨酯涂层;反面油漆涂层:背面有机涂层底漆 5μm,聚酯涂层面漆 20μm。钢檩条、墙架采用 Z 型或 C 型卷边冷轧高强连续热浸镀锌钢板,檩条(包括檩条撑杆)、墙架采用的材料屈服强度≥345MPa,双面镀锌量≥275g/m2 。
        3.4 门窗的防盐雾腐蚀措施
        为增强抗腐蚀性、延长使用期限。门窗不采用塑钢材质,采用铝合金门窗。铝合金门窗表面喷涂氟碳漆保护层,延长使用寿命。一般分底漆、面漆、罩光漆。三层总共 40~60μm。氟碳漆涂层防腐蚀性能优良,漆膜坚韧具有免维护、自清洁、强附着性、超长耐候性。
        3.5  钢结构防盐雾腐蚀措施
        电厂建(构)筑物钢结构和设备支撑钢结构都应进行防腐蚀设计,工艺管道支吊架的防腐蚀涂层应和建(构)筑物钢结构保持一致。根据发电厂钢结构防腐蚀标准,电厂钢结构防腐蚀涂层设计防护层有使用年限要求;电厂钢结构防腐材料应有良好的耐候性,防腐材料的涂层配套也有相应的要求。综合以上要求,钢结构防腐涂层按下表1执行。
        表1 不同情况防腐方案对照表
        3.6电缆桥架防盐雾腐蚀措施
        电缆沟中电缆支架选用耐腐蚀的钢制热浸锌; 全厂电缆桥架采用铝合金(含托盘、梯架、盖板及其抱箍、连接板),连接螺栓采用不锈钢。立柱、托臂、竖井采用钢制热浸锌,连接螺栓采用钢制热浸锌。
        3.7室外电缆保护管的防腐措施
        电缆保护管防腐、防紫外线部分和全部露出在空气中的电缆保护管,防火或机械性要求高的场所,采用热浸镀锌钢管,镀锌层厚度满足相关标准要求;室外部分,采用普利卡管,金属层采用铝合金,外层采用抗紫外线,防老化的 PVC 材料。
        4.工程效果
        印尼爪哇7工程,从2017年12月份开始锅炉钢结构吊装,至今将近2年。建(构筑物)和设备(管道)防盐雾腐蚀情况良好。 未发生因盐雾腐蚀进行防腐修补的情况,效果见附图。
 
        图3 防盐雾腐蚀效果图

        图4防盐雾腐蚀效果图
        结束语
        综上,本工程根据盐雾腐蚀的机理,考虑经济性和实用性,使用不同的使用材料、涂层材料、涂层厚度,制定合适的防盐雾腐蚀方法。有盐雾腐蚀风险的区域,都制定有针对性的防盐雾腐蚀措施,并取得显著成效,值得推广。
        参考文献
        [1]白玉峰,赵忠贤,孙伟鹏等. 沿海电厂重防腐涂料的应用状况[J]. 电镀与涂饰,2019,38(12):579-584.
        [2]李延雷,刘静茹. 沿海电厂防盐雾腐蚀的措施[J]. 价值工程,2017,36(29):218-219.
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