整理华电锅炉钢架防腐施工技术方案Word格式.docx
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锅炉钢结构;
防腐蚀;
维修;
低表面处理;
佐敦资产管理程序
powerplantboilersteelstructurecorrosioninspectionandSolutions
LuoHui1SongZhiRong1WangZhenGuo2
1Jotunpaint(Zhangjiagang)Limitedcompany2ShenHuaGuohua(Beijing)ElectricPowerResearchInstituteCompanyLimited
Abstract:
Thermalpowerplantboiler,buildingandequipmentmainlymadebysteelstructure.Theenvironmentiscorrosive.Adoptingheavydutyprotectivecoatingsystem,repairingthepaintdefectareaasearlyaspossiblewilldecreasethedirectandindirecteconomiclossremarkably.Inthispaper,JotunJAMPwasintroduced.Performanceandbenefitofsurfacetolerantmodifiedepoxypaint,applicationpropertyandtrackrecorderweredemonstrated.TheexcellentcompatibilityandconvenientapplicationofJotunsurfacetolerantepoxyprimerandHSEadvantageproveitisverysuitableforsteelstructuremaintainproject.
Keywords:
boilersteelstructure;
anti-corrosion;
maintain;
surfacetolerant;
JAMP
1.前言
火力发电厂处在工业大气环境中,整体腐蚀环境比较恶劣。
火电厂用煤做燃料,燃烧后释放出大量的硫化物,氮氧化物等气相腐蚀介质。
腐蚀性气体与雨水、空气中的水汽结合形成酸性液态腐蚀介质。
同时,固态悬浮颗粒物质钢结构表面沉积、吸湿形成电解质,加速钢结构的电化学腐蚀。
沿海地区受海洋大气的影响,空气中盐分含量高,腐蚀情况更为严重。
钢结构的腐蚀对固定资产损失巨大,2002年,我国年腐蚀支付的直接费用达2000亿以上,考虑间接损失,腐蚀费用的总和估计可达5000亿元,约占国民经济总值的5%。
Hoar方法调查结果显示,2000年,我国的能源部门(电力,石油,煤)腐蚀损失为172.1亿元,化学工业腐蚀损失为300亿元,建筑部门(公路、桥梁、建筑)腐蚀损失为1000亿元……然而,腐蚀是可以控制的,世界各国的腐蚀与防护专家普遍认为,应用腐蚀科学知识及防腐蚀技术,腐蚀的经济损失可降低25-30%。
[1]
火电厂的主体建筑及设备架设大量采用钢结构,主要有锅炉钢架、钢结构主厂房、电除尘支架、钢结构输煤栈桥和综合管架钢结构等组成。
2×
600MW火电机组的钢结构用钢量上万吨。
有效地采用防腐蚀技术或者尽早地对已经出现腐蚀的部位进行维修将大大地降低电厂的直接及间接经济损失。
2.腐蚀评价方法标准及设备
GB/T19292-2003/ISO9223:
1992金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类
GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范
ISO4628-1~10色漆和清漆-涂料失效的评估
ISO4628-1:
一般介绍ISO4628-2:
起泡程度评价
ISO4628-3:
锈蚀程度评价ISO4628-4:
开裂程度评价
ISO4628-5:
剥落程度评价ISO4628-6:
胶带测试法,粉化程度评价
ISO4628-7:
天鹅绒法,粉化程度评价ISO4628-8:
划线周围的分层、腐蚀评价
ISO4628-10:
丝状腐蚀程度的评价
ISO4624涂层附着力拉开法测试
ISO12944油漆和清漆:
钢结构的防腐蚀保护
ISO8502-6钢结构涂装前表面可溶性盐分测定
ISO8502-9钢板表面盐分含量的计算
液压式附着力检测仪
PIG—多用途干膜检测仪
盐分测试仪—氯盐含量测定
干膜测厚仪—测定干膜厚度
MEK—检测用丁酮
铲刀
3.佐敦资产管理程序JAMP简介
JAMP为JotunAssetManagementProgram的缩写,即佐敦资产管理程序。
JAMP是由佐敦工业保护漆进行的一种主动的资产管理方法,旨在帮助已经涂漆或将要涂漆的工厂资产寿命周期最大化,延长它们的维修周期。
防止因可能的涂料问题而导致的非计划高成本停止运行。
无论是正在运行还是已经停工的设施,本程序都考虑了与计划维修的相关各种因素,例如地点、当地天气条件、可达到的区域和实际的表面处理等问题。
使客户和佐敦公司在当地允许的施工条件范围内,获得合适的表面处理标准和涂料系统,以及一个合适的优先时间表,以安排所需要的维护日程。
JAMP对现有情况勘验后将给出下述四类维护建议:
需要立刻进行的维护涂装(未来4个月内)
需要一年内进行的维护涂装
需要在下次检测前进行的维护涂装(标明年数)
不必要在下次检测前进行的维护涂装(标明年数)
4.某电厂锅炉钢结构腐蚀现状
华东沿海某电厂一期工程2X600MW机组于2005年建成投产发电。
运行3年后,笔者等对一期两台机组腐蚀状况进行了勘察,膜厚方面2#锅炉钢架整体膜厚较厚,平均在300微米左右。
1#锅炉钢架整体膜厚偏低,局部仅为150微米左右。
以2#锅炉钢架为例进行腐蚀程度评价。
目前锅炉钢结构整体腐蚀状况一般,其中主体梁、柱整体良好,除节点外无明显大面积锈蚀,个别局部锈蚀达Ri3级。
无明显剥落、粉化、起泡、开裂等防腐失效出现。
次梁腐蚀严重,锈蚀程度到达Ri4级。
节点板锈蚀最为严重,达Ri4级,局部甚至Ri5级。
锈蚀面积达到整体面积的80%。
炉后钢架情况相似,主梁情况较好,次梁及节点处腐蚀严重。
图1膜厚测量
图2次梁腐蚀严重
由于主体梁柱和次梁在同一腐蚀环境下,但次梁的腐蚀情况明显比主体梁严重。
对此,比较了两涂层厚度,主体梁的平均厚度为:
300微米,次梁平均厚度为:
100微米.并且从锈蚀外形不难看出,次梁的锈蚀多来源于漆膜下,这类锈蚀多数是由于表面处理效果不佳造成的,表面处理时基材带锈、氧化皮或杂质,选用油漆配套有不具有低表面的处理的特点,因此造成锈蚀在漆膜下蔓延,体积膨胀顶开漆膜。
图3节点处油漆大面积脱落及腐蚀情况
图4工字钢加强板腐蚀情况图5表面处理良好的节点部位
图3-图5显示了不同表面处理,漆膜的防腐效果是完全不同的,表面处理良好的部位基本没有锈蚀出现,相反,表面处理不理想的部位出现严重锈蚀,局部油漆成块地脱落。
查阅了原涂装技术规范要求:
在现场高强螺栓终紧结束后在节点处及时涂刷与制造厂钢结构相同材质和品牌的油漆。
但规范中没有提到对表面处理的要求,通常从钢构厂制造构件到现场安装完成至少有两三个月的时间,这期间高强螺栓连接面是完全没有涂层保护的,喷砂完成的表面可能在4个小时以后就开始锈蚀了,如果在安装完成后没有充分除锈就直接涂刷油漆,锈蚀在漆膜下蔓延是无法避免的,并且从现场情况看来非常严重。
推荐解决方案:
1现场涂漆前充分除锈;
2选择具有足够摩擦系数类型的油漆对高强螺栓连接面在钢构厂涂漆,提供全程保护。
图6炉后钢架盐分测试
盐分测试结果为:
锅炉钢架顶部为:
24mg/m2,锅炉钢架底部:
56mg/m2,炉后钢架盐分测试,80mg/m2
钢结构表面盐分的含量越高意味着电化学腐蚀中的电解液导电性能越强,腐蚀速率将会显著增大。
由于锅炉是背对海,因此炉后钢架的盐分含量明显更高。
图7拉开法附着力测试
图7显示漆膜状态良好的部位,用拉开法测附着力达5Mpa,对于这些部位,没有明显的锈蚀,起泡,开裂等现象,可以等到下一检修周期再进行评估。
图8漆膜耐溶剂性能图9PIG观察涂层情况
如图8所示,旧涂层耐溶剂擦拭结果显示,白色面漆被丁酮溶解,中间漆状态良好,初步判断旧涂层面漆为单组分丙烯酸面漆,中间漆为双组分化学固化油漆。
相对于双组分脂肪族丙烯酸聚氨酯,单组分油漆为物理干燥,漆膜的耐久性,保色保光性能,防腐蚀性能均较差。
借助涂层检测仪(PIG),如图9,我们以一定角度切开漆膜,在显微镜下观察各层漆膜情况并读数各层漆膜的膜厚,最终我们可以得到涂层配套的组成及各道涂层的膜厚,而不是采用磁性测厚仪得到的涂层整体配套的总膜厚。
如图9所示,该测量部位底漆膜厚为160微米,中间漆160微米,面漆40微米。
基于上述勘验结果,建议对于锅炉钢架的加强板和螺栓连接部位四个月内进行维修,对于次梁部位在一年内进行维修,主梁及柱体可以在下次检测后制定维护涂装计划。
5.维修建议及涂料的选择
5.1佐敦低表面处理涂料的特点及优势
过去二十年来,环氧乳香涂料在涂料工业,特别是在简化维护程序方面取得了巨大的成功。
环氧乳香涂料采用精炼碳氢化合物树脂改性,提高了环氧涂料的耐水性、柔韧性和润湿性。
佐敦将环氧乳香涂料设计成全面的具有表面耐受力的涂料即低表面处理涂料。
小分子的环氧树脂和低粘度的具有良好流动性的粘结剂,是环氧乳香涂料具有非常好的渗透性能的原因。
所以环氧乳香涂料可以成功地应用到各种不同方法处理的表面,例如手动和电动工具清理表面,喷水清理表面,镁除锈表面(电解除锈)和喷砂清理表面。
图10显示了环氧乳香涂料的分子渗入基材,而普通的环氧树脂等分子停留在钢铁表面。
碳氢化合物树脂为小分子,所以环氧乳香涂料能够深入渗透基材,对处理较差的表面也有最佳的附着力。
图10佐敦低表面处理涂料的渗透性能示意图
表1佐敦低表面处理涂料的特点及优势
特点
优势
可根据要求在各膜厚要求下施工
6.油漆用量降低
7.更短的施工时间
低表面处理要求
8.表面处理时间缩短
9.停工时间更短
10.喷砂处理成本降低
优异的润湿及渗透性能
11.附着力更好
12.降低表面处理不佳涂层失效的风险
优异的流动性,流平性,遮盖力
13.可用无气喷涂、刷涂及滚涂,通常无需稀释剂
14.外观效果更好
体积固含量高达80%以上
15.符合VOC排放环保法规规定,对环境影响小
16.平米造价低
17.降低溶剂滞留的风险
18.高闪点,施工安全性更高
可低达-5°
C施工
19.基本做到了全年施工的可能性
综上所述,佐敦推荐如下的配套用于锅炉钢结构的维修:
低表面处理改性环氧漆1~2道各75~150微米
脂肪族聚氨酯面漆50微米
5.2佐敦低表面处理涂料的施工性能
表面清洁度的要求:
动力工具清理,最低达到St2级,无氧化皮(ISO8501-1:
2007),提高表面处理质量(喷砂清理至Sa21/2)将提升防腐性能。
可以采用喷射水处理,产生的闪锈不应超过SSPC和NACE标准中关于水处理表面等级规定的中级。
对于涂有底漆的表面,首先需要做一个兼容性测试,拉毛,清洁、干燥并未破损的兼容底漆。
佐敦改性环氧涂料能和绝大多数底漆兼容,包括:
所有双组分化学固化的油漆,投入运行使用一段时间的单组分醇酸漆等等。
施工方式:
推荐采用无气喷涂,根据具体的施工条件可以采用有气喷涂,刷涂和滚涂。
目前,佐敦的低表面处理涂料已经成功应用于华电仪征电厂,六安电厂,句容电厂,吴江电厂,江苏靖江电厂,大唐辽源电厂,浙江北仑电厂,上海外高桥电厂等新建电厂,目前正在进行或刚完成的维修项目包括:
三河电厂,宁海电厂,准格尔电厂等。
图11显示了动力工具打磨清理后的表面要求,图中打磨处理达到St3级(ISO8501-1:
2007)。
图11动力工具打磨清理后的表面外观
图12施工完底漆及面漆后外观
图12显示了刷涂完底漆和面漆的外观,佐敦低表面处理油漆具有良好的刷涂施工性能及外观,很好地避免了现场喷涂油漆对周边环境的污染问题。
20.结语
在进行钢结构防腐蚀维修工作时,需要充分考虑各种影响因素:
-使用寿命要求
-表面处理标准
-与前度涂层的兼容性
-覆涂间隔
-现场施工性能
-环保及安全施工规定和规则
佐敦的低表面处理要求的改性环氧涂料能更好地满足这些要求,特别适合用于钢结构防腐蚀维修的项目。
参考文献
[1]林玉珍,杨德钧.腐蚀和腐蚀控制原理[M].中国石化出版社,2005
第一作者简介骆惠女1978年4月出生高级防腐蚀工程师,NACE二级,FROSIO三级佐敦涂料(张家港)有限公司助理技术支持经理
整理丨尼克
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- 整理 电锅炉 钢架 防腐 施工 技术 方案