煙氣濕法脫硫濕電工程玻璃鱗片防腐失效的原因分析及對策

1概述玻璃鱗片防腐是指以耐腐蝕樹脂為主要基料,玻璃鱗片為骨干填料,添加各種功能性添加劑混配而成的膠泥狀或涂料狀防腐蝕材料,再經(jīng)專用設(shè)備或人工按一定施工規(guī)程涂覆在被防護(hù)基體表面而形成的防腐蝕保護(hù)層。玻璃鱗片防腐材料是一種特性鮮明的產(chǎn)品,抗?jié)B透能力強(qiáng),耐化學(xué)介質(zhì)性能強(qiáng),有很好的韌性且可以適應(yīng)溫度的變化。產(chǎn)品可以和多種基材很好的粘結(jié),局部修補(bǔ)很方便,表面硬度高,耐腐蝕性能、耐磨性能好。在煙氣濕法脫硫濕電工程中,玻璃鱗片防腐主要運(yùn)用于濕煙氣流經(jīng)的碳鋼構(gòu)件的內(nèi)防腐(如脫硫吸收塔、濕式電除塵碳鋼殼體、脫硫濕電的出口煙道等)和漿液運(yùn)行儲存的箱、罐、池、溝等設(shè)施的內(nèi)防腐。玻璃鱗片防腐對煙氣濕法脫硫濕電工程至關(guān)重要,玻璃鱗片防腐施工在工程建設(shè)過程中是重點(diǎn)控制工序。玻璃鱗片防腐失效,輕則引起系統(tǒng)設(shè)備腐蝕穿孔滲漏,進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常有效運(yùn)行,嚴(yán)重情況可能導(dǎo)致整套設(shè)施無法使用,從而影響鍋爐主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行。本文結(jié)合煙氣濕法脫硫濕電工程常見的玻璃鱗片防腐失效案例,從原材料選擇、施工過程控制、運(yùn)行使用管理等方面分析原因,并根據(jù)多年處理經(jīng)驗(yàn)尋找有效的對策。2玻璃鱗片防腐原材料的選擇和管控在玻璃鱗片防腐工程中,防腐原材料的品質(zhì)是關(guān)乎質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素。隨著玻璃鱗片生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展,大量公司進(jìn)入乙烯基鱗片材料的生產(chǎn),一些廠家在沒有技術(shù)研發(fā)支持、沒有檢測條件、沒有應(yīng)用背景和沒有技術(shù)服務(wù)的情況下,冒然生產(chǎn)鱗片材料,并采用低價手段銷售給使用單位,導(dǎo)致在應(yīng)用中出現(xiàn)質(zhì)量問題,包括開裂、脫層等。而一些施工使用單位為降低成本,采購劣質(zhì)的玻璃鱗片防腐原材料,甚至采用云母粉代替玻璃鱗片,運(yùn)用于工程項(xiàng)目后,防腐襯里的性能可想而知。河南某超低排放項(xiàng)目脫硫塔內(nèi)玻璃鱗片防腐,施工方未按指定品牌要求采購玻璃鱗片相關(guān)材料,使用冒牌小工廠生產(chǎn)的防腐材料,導(dǎo)致該脫硫塔投入使用不到一年時間,塔內(nèi)玻璃鱗片防腐層就出現(xiàn)大面積起殼、脫落情況。在發(fā)現(xiàn)問題后,施工方緊急采購正規(guī)公司的玻璃鱗片材料,將起殼脫落的防腐層鏟除、打磨,按施工程序重新刮涂防腐修復(fù)。因玻璃鱗片原材料的采購問題,造成較為嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故和成本損失。早些年,在玻璃鱗片防腐施工時,個別施工單位為降低成本,在防腐材料中添加高嶺土、白云母粉、金剛砂粉等劣性物料,降低了各涂層間的粘性和防腐層的抗?jié)B透性,對玻璃鱗片防腐層的質(zhì)量造成很大影響。所以,在采購玻璃鱗片防腐原材料時,應(yīng)選擇技術(shù)過硬、質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品可靠、有技術(shù)支撐能力的材料廠家。在材料進(jìn)場時,應(yīng)認(rèn)真審核材料的隨機(jī)文件,如包裝、供貨清單、合格證、產(chǎn)品質(zhì)檢報(bào)告等,確保材料為正宗合格的產(chǎn)品。在施工過程中,應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)管,杜絕不合格或過期的材料進(jìn)場、杜絕非同一生產(chǎn)廠家的材料進(jìn)場、杜絕在原材料中摻加劣性物料。做好玻璃鱗片防腐原材料的選擇和管控,是保證玻璃鱗片防腐施工質(zhì)量的前提條件。3玻璃鱗片防腐施工過程的管控施工質(zhì)量的好壞,很大程度上會最后決定玻璃鱗片防腐工程的質(zhì)量,而施工過程的管理和控制是保證防腐工程質(zhì)量的關(guān)鍵。3.1施工隊(duì)伍的選擇一些業(yè)主單位將玻璃鱗片防腐施工視為一般的防腐工程,在選擇施工單位時,認(rèn)為有除銹刷漆、防水地坪等防腐施工經(jīng)驗(yàn)即可。而一些施工單位在接觸玻璃鱗片防腐施工前,輕視了其施工的特殊性,為了承接工程而冒然介入,往往在施工技術(shù)、施工機(jī)械、檢測手段等方面準(zhǔn)備不足。在長期的煙氣濕法脫硫濕電工程的防腐施工中,時有新的施工單位參與,或個別售后維修項(xiàng)目就近找防腐施工人員。也存在個別施工隊(duì)伍確實(shí)無類似玻璃鱗片防腐施工經(jīng)驗(yàn),配料比例不熟練,鱗片刮涂凹凸不平,流掛現(xiàn)象常見,已刮涂的鱗片難以固化等各種問題,給工程質(zhì)量造成重大影響,也嚴(yán)重耽誤工程進(jìn)度。在選擇施工單位時,應(yīng)選擇有玻璃鱗片防腐施工經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績,具備防腐工程專業(yè)承包二級以上施工資質(zhì),最好是長期合作且能保證施工質(zhì)量的單位。在施工期間,應(yīng)考察各施工人員的技術(shù)和能力,如發(fā)現(xiàn)不合格人員,應(yīng)及時撤換。3.2基體處理質(zhì)量的控制玻璃鱗片防腐施工的基體主要有碳鋼結(jié)構(gòu)基體,如脫硫吸收塔、煙道等,還有混凝土基體,如池、溝等?；w處理質(zhì)量的好壞直接關(guān)系防腐層與基體的粘結(jié)強(qiáng)度和附著力,與防止防腐層起殼脫落關(guān)系重大。對于碳鋼結(jié)構(gòu)的基體,玻璃鱗片防腐前采取噴砂除銹處理,要求達(dá)到非常徹底的噴射清理,即通常所說的Sa2.5級。處理后表面應(yīng)無可見的油、脂和污物,并且沒有氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì),任何污染物的殘留痕跡應(yīng)僅呈現(xiàn)為點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。在實(shí)際防腐施工中,基體噴砂質(zhì)量的隱患還是比較大的,一些施工隊(duì)伍未采用高質(zhì)量的砂,或者采用河沙等代替;噴砂時未按規(guī)范要求進(jìn)行,如在高濕度環(huán)境中或者低溫條件下噴砂;造成已噴砂基體表面達(dá)不到Sa2.5級要求,包括粗糙度等。在碳鋼結(jié)構(gòu)的基體噴砂除銹時,應(yīng)采用高質(zhì)量的砂(如銅礦砂、鐵砂等),且應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的施工條件進(jìn)行,確保噴砂質(zhì)量達(dá)到Sa2.5級。對于混凝土基體,在防腐施工前,必須用干凈的軟毛刷或吹風(fēng)機(jī)將基層表面清理干凈,不得有灰塵;表層必須干燥;基層必須牢固、密實(shí),強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;不得有起砂、裂縫和蜂窩麻面等現(xiàn)象;當(dāng)基層表面被介質(zhì)侵蝕,呈疏松狀時,應(yīng)采用鑿毛機(jī)械處理,不平整及缺陷部分可采用細(xì)石混凝土或聚合物水泥砂漿修補(bǔ),養(yǎng)護(hù)后按新的基層進(jìn)行處理;當(dāng)基層表面需找平處理時,可使用環(huán)氧樹脂砂漿或聚合物水泥砂漿找平;當(dāng)采用細(xì)石混凝土找平時,強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C20。

3.3設(shè)計(jì)技術(shù)方案和施工過程的質(zhì)量控制玻璃鱗片防腐襯里適用于多種設(shè)備和環(huán)境,針對不同的設(shè)備和環(huán)境,有不同的防腐規(guī)格、涂層結(jié)構(gòu)和膜厚。例如脫硫吸收塔的各功能區(qū),就應(yīng)采取不同的設(shè)計(jì)技術(shù)方案:高溫區(qū)域應(yīng)選擇高溫玻璃鱗片襯里,中溫區(qū)域應(yīng)選擇中溫玻璃鱗片襯里,易沖刷磨損的區(qū)域應(yīng)增加耐磨層,內(nèi)構(gòu)件陰陽角等局部區(qū)域應(yīng)復(fù)合FRP增強(qiáng)。各玻璃鱗片材料供應(yīng)商依據(jù)各自材料的性能特點(diǎn),有推薦的典型防腐設(shè)計(jì)方案和規(guī)格、涂層結(jié)構(gòu)的施工建議。在設(shè)計(jì)煙氣濕法脫硫濕電工程的防腐方案時,應(yīng)根據(jù)各需防腐區(qū)域的實(shí)際運(yùn)行使用特點(diǎn),充分參考材料供應(yīng)商的典型防腐設(shè)計(jì)方案進(jìn)行規(guī)格選擇和設(shè)計(jì)。在施工時,應(yīng)嚴(yán)格按材料供應(yīng)商建議的涂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。在施工過程中,容易發(fā)生以下控制不當(dāng)?shù)那闆r:

(1)施工間隔過長或長時間停工,在復(fù)工后又沒有對已刮涂的表面進(jìn)行良好的處理就進(jìn)行后續(xù)施工。刮涂間隔過長會影響附著力,造成涂層的剝離或分層。

(2)不按施工工藝要求,在環(huán)境溫度低、濕度大又沒有采取保障措施的情況下施工,鱗片材料的固化質(zhì)量受到影響,給防腐層的質(zhì)量和日后使用埋下隱患。

(3)材料用量不足,為了降低施工成本,材料用量不足或厚度減薄,導(dǎo)致防腐失效可能性提高,使用年限大幅縮短。玻璃鱗片防腐的施工環(huán)境及安全、施工機(jī)具及檢測儀器、施工工序等,應(yīng)嚴(yán)格按《玻璃鱗片襯里施工技術(shù)條件》(HG/T2640-2004)等國家或有關(guān)部委頒布的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。3.4施工過程的檢測和驗(yàn)收一些施工單位或業(yè)主單位連涂層測厚儀、電火花檢漏儀等基本的儀器都沒有配備,勢必放棄了過程的質(zhì)量控制。在鱗片襯里每道襯層施工時,都應(yīng)進(jìn)行檢查檢測,檢查刮涂是否均勻、有無凹凸不平或流掛等現(xiàn)象、下一遍襯層施工前的固化情況等。用涂層測厚儀檢測每道襯層的厚度,是否滿足設(shè)計(jì)方案和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求;用電火花檢漏儀檢測每道襯層是否有針孔、氣泡、裂隙和裂紋等。對于發(fā)現(xiàn)的問題,務(wù)必在消缺修補(bǔ)完成并驗(yàn)收通過后,才允許進(jìn)入下一道襯層施工。玻璃鱗片襯里整體驗(yàn)收應(yīng)在面漆施工完成后,由業(yè)主方、監(jiān)理方、施工方共同參與,采用目測、觸摸、木錘敲擊、儀器檢測等輔助驗(yàn)收并做好驗(yàn)收記錄。4運(yùn)行使用的管理在做好原材料、施工過程的管理后,一項(xiàng)合格的玻璃鱗片防腐工程在投入運(yùn)行使用后,也有可能由于多種原因?qū)е路栏А?.1運(yùn)行使用環(huán)境控制煙氣濕法脫硫濕電工程售后服務(wù)方面,常會有業(yè)主反映脫硫吸收塔煙氣入口處存在玻璃鱗片防腐層起殼、脫落或穿孔滲漏。脫硫吸收塔煙氣入口處屬干濕交接面區(qū)域,高溫干煙氣、降溫后的濕煙氣、漿液等混合發(fā)生,煙氣溫度從100多度降至幾十度急劇變化。運(yùn)行環(huán)境的突變,會導(dǎo)致該區(qū)域的玻璃鱗片防腐層極易損壞,從而導(dǎo)致防腐失效。針對脫硫吸收塔煙氣入口的特點(diǎn),采取該區(qū)域放棄玻璃鱗片防腐的設(shè)計(jì)方案,內(nèi)襯薄不銹鋼板的方式解決。該區(qū)域面積不大,內(nèi)襯薄不銹鋼板雖成本有所增加,但減少了該處多次重復(fù)的售后服務(wù),降低了因防腐失效對生產(chǎn)的影響。玻璃鱗片防腐雖能適應(yīng)溫度的變化,但如果操作運(yùn)行不當(dāng),也會因溫度的非正常狀態(tài)而損壞。2013年,廣西某脫硫項(xiàng)目系統(tǒng)正常運(yùn)行時,因電氣故障,脫硫循環(huán)泵突然全部跳閘,而當(dāng)班操作人員未及時發(fā)現(xiàn)并處理,導(dǎo)致高溫?zé)煔忾L時間流經(jīng)脫硫吸收塔。后果是塔內(nèi)除霧器嚴(yán)重變形,塔內(nèi)玻璃鱗片防腐層也大面積嚴(yán)重龜裂、空鼓、起殼損壞,不得不停產(chǎn)停運(yùn),對防腐層進(jìn)行全面檢查維修,更換除霧器,損失巨大。脫硫濕電系統(tǒng)操作運(yùn)行應(yīng)按操作使用規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行,如有意外情況,應(yīng)及時采取緊急應(yīng)對措施,確保運(yùn)行溫度在正常許可范圍內(nèi)。4.2噴淋層噴嘴設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化常會有業(yè)主反映脫硫吸收塔塔壁、支撐梁等局部發(fā)生穿孔滲漏,經(jīng)多次統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),最易發(fā)生穿孔滲漏的區(qū)域是脫硫吸收塔的噴淋段。塔噴淋段的塔壁和支撐梁受塔內(nèi)噴淋層噴嘴長時間噴射,玻璃鱗片防腐層逐漸被沖刷磨損破壞,而后塔壁或支撐梁的碳鋼構(gòu)件被沖刷腐蝕,進(jìn)而導(dǎo)致穿孔滲漏。針對脫硫吸收塔噴淋段塔壁和支撐梁易被沖刷腐蝕的問題,本文提出以下優(yōu)化方案。(1)如圖1所示,原噴淋層噴嘴安裝方式,對噴淋支撐梁近距離沖刷,極易導(dǎo)致支撐梁防腐層磨損腐蝕穿孔。改良后,噴嘴下沉一定距離安裝,就沒有對支撐梁近距離沖刷的隱患,降低了支撐梁穿孔滲漏的風(fēng)險。對于早期按原設(shè)計(jì)方案施工的噴淋層,也可以在支撐梁上加不銹鋼罩或玻璃鋼罩的形式,保護(hù)支撐梁不受損壞。圖1噴淋層和噴嘴優(yōu)化(2)在噴淋層和噴嘴設(shè)計(jì)和安裝過程中,應(yīng)控制好噴嘴與塔壁間的距離。如果距離太近,噴嘴噴射的漿液對塔壁防腐層的沖刷嚴(yán)重,易導(dǎo)致塔壁防腐層磨損而后腐蝕穿孔。如果距離太遠(yuǎn),則可能導(dǎo)致煙氣走短路而沒有被脫硫漿液充分吸收,影響煙氣SO2的去除效果。噴淋層的噴嘴與塔壁間的距離,應(yīng)控制在600mm左右為宜。當(dāng)然,脫硫吸收塔噴淋段的防腐層務(wù)必采用耐磨型玻璃鱗片襯里的方案,即在表層刮涂耐磨層,這對于降低噴淋段塔壁和支撐梁被沖刷腐蝕的隱患也尤為重要。5結(jié)論煙氣濕法脫硫濕電工程具有腐蝕環(huán)境苛刻、防腐工程量大、腐蝕維修困難等特點(diǎn),玻璃鱗片防腐失效的原因是多種多樣