防腐施工总结篇(1)
中***分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
目前,我国工业建筑的腐蚀损失非常严重。因此,工业建筑防腐蚀施工技术已成为不容忽视的技术课题。
一、工厂建筑防腐蚀工程设计的必要性
因操作不严、管理不善,或受周围环境影响导致建筑腐蚀,或因工业建筑或构筑物在腐蚀性介质作用下侵蚀频繁, 往往达不到其应有的使用年限。如盐酸、硫酸、碱和盐等介质,致使钢筋混凝土构件受到很大的破坏,存在非常多钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象,对设备和厂房建筑产生强烈的腐蚀破坏作用,严重的会使地基、基础及上部承重构件损坏,造成厂房下沉、墙身开裂,甚至不同程度地削弱了构件的承载力,危及结构安全,需要进行防腐处理,必要的还要进行加固。因此有必要从选材和防护措施上、结构构造上考虑侵蚀性介质的影响,按照相应规范进行设计,以保证建筑物和构筑物应有的强度和稳定性;还应从结构布置上、结构构件选型上及结构构造方面采取有利于防止腐蚀的措施,设计应因地制宜,除了考虑到防腐措施外,还应和工艺、设备、通风、排水等专业一起采取综合措施,才能取得较好的效果, 只有多方面配合协作才能减少和避免厂房建筑结构的腐蚀。
二、工业建筑的防腐蚀工程设计
1、防腐工程的合理布置和设防
防腐蚀工程首先是防止自身不受腐蚀,同时还要防止流失的腐蚀介质腐蚀其它建筑物。防腐蚀工程的布置和设防,应以生产实际为依据。设计人员应充分了解生产工艺资料,周密考虑防腐蚀设计方案,才能有效地防止腐蚀损失。
防腐蚀工程造价很高,工业建筑的防腐蚀范围,以重点保护受腐蚀部位为原则,不应任意扩大防护范围。
2、正确选择耐腐蚀材料
防腐蚀工程设计,首要的是正确选用耐腐蚀材料。设计人员应熟悉各种耐腐蚀材料的技术性能和特点。材料耐腐蚀性是相对的,任何材料都有其耐腐蚀特性,没有全能的耐腐蚀材料,只有对防腐蚀工程和耐腐蚀材料性能有所了解,才能正确和 灵活运用耐腐蚀材料,保证工程质量。在防腐蚀工程中,由于选材不当造成的工程质量事故是屡见不鲜的,设计人员应予以重视。
3、防腐蚀工程的抗渗性和整体性
在防腐蚀工程设计中,不仅要求考虑耐蚀性,还应妥善地处理工程的整体性和防渗性,否则不能保证防腐蚀工程的使用效果。如仅使用衬砌耐蚀块材或水玻璃耐酸混凝土做防腐层,不能可靠地保证不渗漏,必须考虑设置防渗隔离层,才能保证防腐工程的可靠性,一般都采用沥青、玻璃钢和橡胶材料做防渗隔离层。
建筑物本身设置的变形缝或沉降缝部位,有管线或设备穿过楼面,槽罐上设置的各种管道出口、人孔等,这些部位的节点和缝,都是防腐蚀的薄弱点,应做妥善的防腐处理,否则也不能保证防腐工程的使用效果。
4、编制工业建筑防腐蚀设计规范
在工业建筑防腐蚀工程建设实践中,各工业部门的设计单位,如化工、冶金、电子等部门,一般都有本系统的防腐蚀设计资料和标准***集,承担本系统不同规模的 防腐蚀工程设计任务。为系 统总结各设计单位的经验,经过几年工作,国家组织编制了《工业建筑防腐蚀设计规范》(GBJ46一82),于1983年颁发,这是国内第一本完整的工业建筑防腐蚀设计规范,内容较全面,在工业建筑防腐蚀设计中起了指导作用。近年来,新的耐腐蚀材料和防腐蚀技术不断出现,对国外引进技术做了许多消化移植工作,有计划地组织了一些经验交流和推J“会议,对一些成熟的 和行之有效的技术,应及时地充实到国家统一的规范之中。为此,国家对《工业建筑防腐蚀设计规范》正进行修编工作。
三、工业建筑防腐蚀工程结构构造
1、选择钢筋混凝土和预应力混凝土结构及构件应符合以下要求: 框架结构宜采用现浇式或装配整体式;屋架和屋面大梁宜选用预应力混凝土构件, 但不应采用块体拼装的后长法构件;重级、中级工作制吊车梁宜采用预应力混凝土构件;腐蚀性等级为强腐蚀、中等腐蚀时,柱截面宜采用实腹式, 不应采用腹板开孔的工字形。
2、钢筋混凝土结构的构造措施有:控制构件的裂缝开裂宽度, 增加钢筋的混凝土保护层厚度, 提高混凝土的密实度, 限制构件的最小截面,加强构件节点和预埋件的保护处理等。
3、构件防腐蚀的重点之一是钢筋混凝土结构的裂缝宽度。构件的横向裂缝宽度对耐久性有一定的影响, 宽度过大将导致钢筋的锈蚀。在不同腐蚀性气体和不同相对湿度作用下,构件裂缝宽度不大于0.2mm,对钢筋锈蚀基本无影响;腐蚀性等级为弱腐蚀且处于室内的一般钢筋混凝土构件,最大裂缝宽度允许值0.3mm。
4、限制构件的最小截面。厂房框架柱的宽度宜大于400mm,主梁的宽度宜选用300mm以上,现浇屋面板的厚度应大于70mm。对装配式构件及构件之间的连接要科学,如大型屋面板与屋架或梁的连接节点、屋架与柱的节点,这些属于保证结 构整体性的重要构件,可以用混土或聚合物水泥砂浆包裹。另外,为保证钢筋混凝土板上、梁上与孔洞的距离、刚度及保护措施,限制钢筋混凝土构件伸入承重砖 墙内的最小支承长度以及合理选择钢结构、木结构断面和节点形式等也是其重 要组成部分。
5、根据我国当前情况, 防腐蚀厂房的结构形式以采用钢筋混凝土为宜,而且要使结构布置简单划一,构件断面规格简化。现浇式框架结构和装配整体式框架结构耐久性较好,但井式楼盖等对排除侵蚀性介质和敷设防护层工作十分不利。从各构件的耐久性角度来说, 预应力混凝土构件要比钢筋混凝土构件更具有优越性,由于预应力混凝土构件强度等级高、密实性好、抗裂性好, 但也存在不利之处,即预应力混凝土构件中的钢筋采用高强钢材,其对腐蚀较敏感,在高应力工作下,易出现混凝土裂缝,容易产生腐蚀,这样预应力混凝土构件要比钢筋混凝土构件腐蚀严重。
四、工业建筑防腐蚀工程的施工技术
1、建立专业化的防腐蚀施工队伍
国内大规模的工业建筑防腐蚀施工,始于50年代,是建设从苏联引进的防腐蚀工程。70年代,从国外引进的大工程,有防腐蚀工程的大项目。在建筑这些工程时,施工队伍每次都是从无到有。即:从开始抽调人员,组织队伍,出国考察,培训施工 队伍,直至进行施工,交工验收。建设了不少优质工程,但施工队伍都未保留下来。防腐蚀工程施工,专业性很强,因此必须建立专业化的施工队伍,才能形成有我国自己的防腐蚀施工技术。
2、提高施工技术和管理
在防腐蚀工程施工中,应该总结经验,以提高施工技术水平。从国外引进 的 防腐蚀工程施工中,可以看到国外很注重施工机具的小改小革。先进的机具,可提高施工速度和施工质量,我国应该注意机具的改革、定型及配套,特别应该注意消化移植国外的施工技术。在施工管理中,工程的质量管理是最重要的。在施工质量管理方面,应建立严格的责任制度,如材质检验制度、隐蔽工程中间验收制度和竣工验收制度等,以及施工人员的自检和专检制度。在质量检验手段方面,应注意研究和引进简易和非破损检验方法。
3、提高社队企业施工技术水平
由于很多高质量的大型防腐蚀工程施工队伍解体和消失,目前国内每年数千万元的防腐蚀工程量都由乡镇社队企业施工。这些施工队伍,技术力量严重不足,但这支力量在防腐蚀战线上十分活跃,在常年施工中也积累了一些经验,并建立了专业性的防腐蚀工程公司,发挥了积极作用。总的看来,技术力量还是薄弱的。近年来,组织各种形式的学习班和培训班,起了一定作用,但这些企业还需在技术管理方面不断完善,向正规化的防腐蚀建设队伍发展。
4、编制工业建筑防腐蚀施工规范
为保证防腐蚀工程施工质量,各单位都有一些企业性的施工规程、规范或操作要点等。80年代后,国内的防腐蚀施工技术有了很大发展。为更好地总结经验,提高防腐蚀工程施工技术水平,1986年对国家 标准(建筑防腐工程施工及验收规范》GBJ一82、TJZ12一76进行了全面修编。现已完成报批稿,还编制了(建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》。这些规范的颁发执行,将更好地、更有效地保证防腐蚀工程质量。
结束语
综上所述,工业建筑防腐蚀技术的综合性很强,与科研、设计、施工和使用管理等各方面有关。因此只有各方面共同努力,才能保证发挥工业建筑防腐蚀工 程的使用效果。
参考文献
[1] 黄蓉. 多层工业厂房结构设计[J]. 中外建筑, 2003(3):12-13.
防腐施工总结篇(2)
***第三次廉***工作会议是一次十分重要的会议,***的重要讲话,以***理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻胡***在中纪委第五次全会上的重要讲话精神,在总结年***府系统廉***建设和反腐败工作的基础上,提出了今年反腐倡廉工作的总体要求和重点任务。这个讲话从改革入手,从维护群众利益出发,结合履行***府职能、依法行***和提高执***能力,提出了当前做好***府系统廉***工作的切实措施,具有很强的思想性、针对性和指导性,我们一定要结合实际,认真贯彻落实。
贯彻落实好***廉***工作会议精神,当前首要任务是认真学习领会***重要讲话精神,努力增强做好新形势下反腐倡廉工作的自觉性。各地区、各部门要坚持用发展的思路和改革的办法,围绕规范权力运行和有效防范腐败,着力推进改革、健全制度,不断减少和消除产生腐败的土壤和条件,把反腐倡廉的要求贯穿到***府工作的各个方面。我们要充分认识做好新形势下反腐倡廉工作的重要意义,切实把思想统一到讲话精神上来。他说,根据***中央、***和市委的要求,当前和今后一段时期,廉***建设和反腐败工作要坚持以下三点:一是坚决贯彻标本兼治、综合治理、惩防并举、注重预防的战略方针,切实加大预防腐败的工作力度。二是正确处理预防和惩治的关系,坚定不移地惩治腐败。三是以改革统揽反腐倡廉工作,努力从根本上防治腐败。总之,要通过学习贯彻这次会议精神,既总结经验、坚持反腐倡廉的好做法、好经验,又与时俱进、不断探索新思路、新办法;既严厉惩治腐败,又有效预防腐败,使廉***建设和反腐败工作整体推进、健康发展。
***在讲话中围绕推进改革,结合履行***府职能,明确了年要重点抓好的八项工作。各地区、各单位要结合实际,集中力量,狠抓落实。一是改革和完善决策机制,二是深化行***审批制度改革,三是加快推进财***管理体制改革,四是加强对***府投资的监管,五是强化国有资产的监管,六是实行更加严格的土地管理制度,七是推行行******责任制,八是大力推进***务公开。以上八项工作,要由各自相关部门牵头,认真对照检查,加大工作力度,在总结经验的基础上提出落实措施。
进一步加强领导,明确责任,严格落实反腐倡廉工作责任制。搞好廉***建设和反腐败工作是各级***府义不容辞的责任,必须把反腐倡廉工作纳入经济社会发展总体规划,统一部署,统一实施。各级***府和各部门主要领导要对本地区、本部门的廉***建设和反腐败工作负总责,认真履行领导责任。要以决策和执行为重点环节,以人财物管理为重点领域,通过科学配置权力,健全权力运作程序,完善监督措施,逐步建立健全权力制约监督机制,完善各项监督措施。要采取多种形式,加强廉***工作检查,及时协调解决问题。
防腐施工总结篇(3)
中***分类号: U665 文献标识码: A
1 引言
核电站由于其环境条件、运行工况的特殊性,对设备和结构的安全性、可靠性提出了更高的要求。然而,对滨海核电站,受亚热带海洋性气候的影响,金属设备必须承受高温、高湿、高盐环境的煎熬,而对于工程建设阶段的核电站来说,除上述腐蚀环境外,还要受到如设备保养环境恶劣,交叉施工,人力投入不足等因素的影响,设备腐蚀问题也愈来愈突出。
2 滨海核电站腐蚀原理及分类
2.1 腐蚀原理
2.1.1化学腐蚀
在湿度较大、有侵蚀性介质的环境中,金属材料与空气接触时铁分子与空气中的氧及水分子起化学反应而生成氧化铁(锈)。铁锈的成份非常复杂,其中的水化氧化亚铁因含有大量的水份,可以对钢材造成再腐蚀作用。致使已氧化生锈的钢材不论是否再与空气接触氧化锈层均会继续发展。因此对钢结构的保护,不仅要使其与水分和氧隔绝还要彻底清除其表面的锈蚀。
2.1.2 电化学腐蚀
滨海核电站设备的腐蚀速度与环境、温度和湿度以及有害介质的存在有关,其中湿度是一个决定性因素。金属设备在干燥、洁净的空气中遭受腐蚀的速度是十分缓慢的,只有处于潮湿的、含有导电性粒子的空气中,金属才会腐蚀,特别是在海洋性气候环境中,海水和海洋大气对金属设备的侵蚀破坏更为严重,其腐蚀的速度比内陆大气中的高出许多倍。相对湿度达到某临界点时,水分在钢结构表面形成水膜,促进电化学过程,表现腐蚀速度增加。
2.2 腐蚀状况及分类
按腐蚀介质划分,核电站腐蚀环境主要有:海洋大气腐蚀、水环境腐蚀和极端环境腐蚀3种[1]。
2.2.1 海洋大气腐蚀
该核电站地处亚热带季风性气候区,腐蚀主要发生在与海洋大气直接接触的结构材料和设备上。海洋大气腐蚀的对象涉及施工期间半封闭状态的核岛厂房、常规岛厂房以及三回路相关系统和厂房等;该核电厂核岛厂房发生的腐蚀问题如压力容器上下法兰面及螺栓锈蚀,一回路PTR/RIS/EAS系统不锈钢管道及焊缝,一回路设备地脚螺栓普遍腐蚀问题,三回路相关系统和设备的腐蚀问题等,均与施工阶段半封闭状态下,高湿度环境下海洋大气腐蚀有关。
2.2.2水环境腐蚀
水环境腐蚀既包括普遍存在的海水环境,海水腐蚀,也包括除氧除盐水腐蚀。海水腐蚀包括材料和设备在海水介质中的均匀腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳和海生物腐蚀;淡水腐蚀为经除盐除氧处理后的淡水对输送管道的腐蚀。该核电站二回路设备在停用后,内部普遍发生的腐蚀问题均属于水环境腐蚀。如凝汽器、除氧器、高低加、GGR主油室、汽水分离再热器、GSS疏水箱等设备内部发生的腐蚀问题等。
2.2.3极端环境腐蚀问题
极端腐蚀环境既包括一回路高温高压硼酸水对碳钢和低合金钢的腐蚀,也包括二回路高温蒸汽水对设备和管道内部的冲刷腐蚀和FAC,还包括三回路酸碱盐介质对设备的内外部腐蚀,海水穿墙体管道的腐蚀以及PX泵站内海水飞溅腐蚀等。该核电站三回路发生的CFI鼓形滤网不锈钢网片及碳钢骨架腐蚀、泵坑设备腐蚀问题、YA/YB酸碱区域设备腐蚀等均属于极端环境腐蚀问题。
上述3种腐蚀类型几乎涵盖了该核电站包括一回路、二回路、BOP设备在内的绝大多数腐蚀问题。
3典型腐蚀问题简析
3.1 一回路主设备腐蚀问题
压水堆核电站(PWR) —回路包含了核电站最重要的设备,有反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、堆内构件、一回路管道、主泵等。这些设备的可靠性关系到整个核电站的安全和运行。
国内某核电站工程建设期间(含设备到场、安装、调试阶段),一回路主设备出现了不同程度的腐蚀问题,例如反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、RIS泵、EAS安全喷淋泵等;主要的腐蚀问题如下:
3.1.1蒸汽发生器螺杆腐蚀
蒸汽发生器、虽然能够更换,但更换所需的时间长、维修费用大。该核电站蒸汽发生器到场后,在海洋露天环境下放置了较长时间,且吊装进入反应堆厂房后,在交叉施工且保护措施不健全的前提下,蒸汽发生器焊缝部位临时涂层大面积脱落,焊缝部位锈蚀;并且,1号蒸汽发生器螺杆产生锈蚀。如***1示。
3.1.2压力容器主螺栓锈蚀
压力容器是不能更换的,如果它损坏就意味着核电站的关闭。该核电站压力容器筒体采用16MnR,并在内壁堆焊2层308、309系列不锈钢。本身具有较强的防腐蚀性能。该核电站压力容器安装后,压力容器上下法兰面及螺栓发生了锈蚀,且锈蚀面积较大。腐蚀状况见***1。主螺栓在出厂前,均进行了磷化处理,理论上是能达到防腐要求的。由于装运、安装过程中缺乏周全的防护措施,致使磷化层受损,螺栓腐蚀。如***2示。
***1蒸汽发生器螺杆锈蚀***2 压力容器及主螺栓腐蚀
3.1.3一回路PTR/RIS/EAS系统不锈钢设备腐蚀
一回路PTR/RIS/EAS系统不锈钢管道及焊缝部位在安装后,出现了锈蚀,特别是焊缝部位,锈蚀情况较为严重。施工方采取了现场打磨并实施酸洗钝化的处理方式,该方案清除了表面大部分腐蚀产物,但导致焊缝部位腐蚀的根本原因如焊缝缺陷、铁素体及卤族元素污染未得到解决,所以该方案的效果有限,处理后的不锈钢管道再次发生腐蚀,便是佐证。
不锈钢表面污染物(可溶性盐与可溶性铁等)可成为不锈钢锈蚀的诱因,为了将不锈钢外表面污染物可能引起的危害降至最低,需要对机组不同区域的不锈钢表面污染物含量进行检测,确定不锈钢表面受污染部位以及污染程度。该核电站对一号机组R厂房、K厂房一回路不锈钢设备外表面Cl-进行了检测,发现RX/KX厂房一回路不锈钢外表面Cl-几乎全部都超标;部分设备表面有明显的锈迹和异物,对机组一回路不锈钢设备及管道上面的灰尘进行彻底清理,对设备及管道上的锈迹进行清理并进行有效的钝化处理,保持室内通风,使相对湿度
3.2常规岛厂房内的设备腐蚀问题
常规岛厂房有汽轮机及其附属设备,二回路大量设备与管道如凝汽器、除氧器、高低加、GGR主油室、汽水分离再热器、GSS疏水箱等设备。特别是二回路设备,在安装期间,散装容器的施工、调试及试运行,这两个环节稍微控制不当,便会出现比较严重的腐蚀问题。该核电站在安装调试期间,二回路设备发生的腐蚀问题主要有:
3.2.1 凝汽器腐蚀
作为常规岛厂房内极为重要的设备,凝汽器承担着为汽轮机建立和维持真空,汽机特殊工况(启动、降负荷等)时接收来自旁路排放系统(GCT)的蒸汽,将蒸汽凝结成水,回收和储存纯净的凝结水,为动力循环提供给水等多项重要功能。直接关系到汽轮机组运行功率和安全性。
然而,在安装调试期间,发生了多项较严重的腐蚀类问题。部分区域清洁度较差,工作残留物(管件、边角料、焊渣、铁丝、木屑等)较多;CEX两侧疏水箱内部有明显锈迹;CEX底部热阱局部有残留积水,湿度增大,易诱发腐蚀。CEX过滤器防异物措施不到位,进水管口有焊渣和打磨灰尘,滤网表面有锈斑。更为严重的问题是,CEX凝汽器在第一次冲转后,凝汽器进、出口八个水室管板封口焊处有锈点或有黄色锈水渗出,颜色及形貌看,该腐蚀产物不属于钛腐蚀后产物(呈黑色或深灰色);而是来自汽侧的碳钢或其它合金钢,如支撑板等其它结构。该腐蚀问题的发生是钛管管板密封不严,渗入管板内的海水与碳钢层发生腐蚀所致。腐蚀形貌如下***3示。
***3 B2、B4入口水室若干处管口密封焊部位腐蚀
3.2.2 除氧器内部腐蚀
作为集除氧、加热、蓄水三功能为一体的压力容器,除氧器是汽轮机组又一重要的设备,在建设期间,特别是在除氧器水压试验后,由于缺乏有效的保养措施,该核电站除氧器内部发生了大面积腐蚀,内部鼓泡管和防浪挡板等构件有大量红褐色锈斑,其筒体、顶部喷淋管也发生了大面积锈蚀。对防锈剂取样分析,呈浅黄色透明液体,其水溶性良好,主要成分为亚硝酸钠和乙醇胺,实测pH值为9.2左右,未检测到氯离子和硫酸根离子。
鉴于上述较为严重的腐蚀问题,施工方采取了内部人工除锈,并涂刷水基防锈剂,以期达到保护、缓解内部构件腐蚀的目的,从后期除氧器的情况看,该方法起到了一定的作用。
3.2.3高低压缸及汽轮机大轴锈蚀
常规岛厂房在安装施工期间,长期处于半封闭状态,加上沿海潮湿海洋大气的影响,使得厂房内部的设备表面极易凝结水,并进一步发生腐蚀。如***4示。高低压缸、汽轮机大轴吊运到常规岛厂房20m汽机平台后,表面有大量汽水凝结,顶部有大面积停用腐蚀锈斑。
***4 机大轴表面有水汽凝结、局部停用腐蚀锈斑
BOP厂房内的设备腐蚀问题
3.3.1鼓形滤网不锈钢网片及碳钢骨架腐蚀
CFI鼓形滤网是核电站关键敏感设备,鼓形滤网不可用或失效将直接导致机组降低功率甚至停机。
该核电站CFI鼓形滤网网片、鼓骨架及连接螺栓腐蚀,其中滤网网片上主要为浮锈(该浮锈为鼓骨架碳钢结构、螺栓连接部位的腐蚀流出物),局部网片网格腐蚀较严重,有失效断裂的风险;滤网碳钢结构部分(含鼓骨架、辐条、螺栓等)存在较大面积涂层破损,局部碳钢结构基体发生中度腐蚀,具体情况如***5示。
鼓形滤网在安装过程中,施工人员未严格执行工艺要求。鼓骨架螺栓连接处打磨后未及时安装及紧固螺栓,且紧固螺栓时未对接触面的腐蚀产物进行彻底清理;螺栓紧固后未对周边打磨面做必要的防腐处理,致使鼓骨架及连接螺栓在海洋露天大气环境下迅速腐蚀,较多腐蚀产物残留鼓骨架打磨面及鼓骨架与螺栓连接处。腐蚀产物蔓延至滤网网片,进一步造成网片腐蚀。同时,因腐蚀的碳钢基体与螺栓、网片形成电偶对,从而加速腐蚀。1CFI031/032TF进水后,CPA阴极保护系统未按时投入运行,并进入稳定状态,使鼓网直接浸泡在海水中,加速腐蚀。
***5 CFI鼓形滤网网片锈蚀、鼓骨架锈蚀
3.3.1海水穿墙管道腐蚀问题
该核电站SEC、CFI、SWD系统的泵入口穿地管道与混凝土交接部位大都出现不同程度的锈蚀,
从国内其他电站的经验反馈来看,海水穿墙管道的腐蚀经常发生,而且难于治理,尤其是管道与混凝土的交接部位存在缝隙,易于腐蚀性物质的富集,产生严重的缝隙腐蚀。从现场检查的情况来看,上述传递管道存在于泵坑中,坑中地面潮湿,甚至存在积水,进一步助长了腐蚀的发生。
3.3.2泵坑设备腐蚀问题
SEC泵泵坑内空气潮湿,地面积水,坑内CFI反冲洗泵入口穿墙管道的连接法兰及其上下游管道、SEC海水阀门及其连接法兰、上下游管道出现锈蚀,1SEC A、B列取水涵道人孔门锈蚀严重。CRF泵泵坑内最底层地面积水,空气潮湿,0SWD003/004PO基座及其海水入口穿地管道、海水蝶阀0SWD003/004VE出现锈蚀。
4腐蚀特点及原因分析
4.1 腐蚀特点
核电站一回路主要是硼酸水环境腐蚀,涉及到的设备和结构,包括:压力容器、管道、蒸汽发生器、稳压器、水泵、阀门及其它设备,涉及到的材料有:600合金、690合金、181/82合金、300系列不锈钢、低合金钢和碳钢。主要的腐蚀模式有一回路应力腐蚀开裂、硼酸腐蚀、辐照引起的应力腐蚀开裂、死管段现象等等。二回路高温汽水环境涉及到的设备和结构,主要的腐蚀模式是流体加速腐蚀(FAC)和冲蚀。
滨海核电站海水环境所涉及到的设备和结构,主要的腐蚀模式是海水介质中均匀腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳和海生物腐蚀,海水中高含量的氯离子对大多数腐蚀模式都有促进作用。海洋大气环境涉及到的设备和结构,主要是BOP户外系统和电气户外系统。涉及到的设备有:储罐、管道、电气设备、阀门等等,主要的腐蚀模式是海洋大气腐蚀。
4.2 腐蚀原因
该核电站出现的诸多腐蚀问题,除了客观不可抗拒的因素以外,还有许多主观的原因,如防腐蚀设计不合理、施工工艺不当或质量控制不严、设备维护保养方面存在问题等。例如该核电站1号机组龙门架刚架十字交叉部位焊缝未留疏水孔,该部位长期有雨水和其他杂物存留,在钢结构中使用口朝上的敞口型结构,易在倾斜安装的结构联接处形成水槽,缺少疏水设计,水槽中会积聚尘土和降水,不能排空,这样被污物长期浸泡的部分就会受到较强烈的腐蚀,对钢结构可靠性构成威胁。例如该核电站机组一回路RIS、PTR、EAS等系统普遍发生的不锈钢管道焊缝部位腐蚀问题;VVP主蒸汽管道焊缝大面积腐蚀问题;通过观察不难发现,这些设备或管道的焊缝部位存在缺陷,
设备安装期间,现场环境复杂,交叉施工普遍存在,若防腐保养不当,极易造成腐蚀。例如该核电站施工单位未经许可,采用了未经检测的黄油对不锈蚀泵轴进行保养,而没有按照规定采用石墨锂基脂进行保养。
5 解决策略
核电站腐蚀造成设备、系统失效的问题将日益严重,且直接关系到机组运行的可靠性和使用寿命。随着核电建设步伐不断加快,核电厂运行的时间不断增长,暴露出的结构材料和设备腐蚀问题愈来愈多。做好核电厂的防腐蚀工作,不但关系到核电厂的安全、经济运行,也影响整个核电厂的使用寿命。据相关报道,合理采用防腐蚀技术将降低经济损失25%~30%,而通过行之有效的腐蚀管理可使腐蚀损失再下降10%[2]因此,对于工程建设阶段核电站的防腐蚀工作,提出以下几点建议:
提高设备腐蚀管理的认识
滨海核电站腐蚀造成设备、系统失效的问题将日益严重,且直接关系到机组运行的可靠性和使用寿命。同时,研究解决滨海核电站设备的腐蚀问题,要从源头抓起,介入系统、设备的设计、制造、安装阶段,对设备的设计,选材的符合性进行审查;电站许多设备接触海水,易产生局部腐蚀及接触腐蚀。如果设计时选材不当、焊接安装结构不合理或使用材料不当,极易产生腐蚀问题,严重时会导致事故。
防腐设计审查与设备监造
核电厂设计、建设阶段,要加强对设备、厂房的防腐蚀设计审查,特别是对重要腐蚀敏感设备的设计审查,比如应对其设备的结构、防腐设计、防腐选材等方面进行审查,对不合理的防腐设计、选材及时反馈;同时,参与到腐蚀敏感关键设备的制造过程中,在设备生产时进行防腐监造,保证设备防腐质量。
建设过程中的防腐控制
设备出厂后,长途运输或保养不当可能造成设备腐蚀问题的发生,而加强设备到场检查,特别是对于有内部涂层或衬胶等防护措施的罐体容器类设备(这类设备安装后难以检查或检查成本过高),应在其到场时开人孔,对其内部防护措施进行检查,防腐措施损坏的设备要果断督促承包商再次进行防腐处理,处理不合格的应予退货。同时,设备到场检查,也可以阻断部分监造阶段未发现的不合格设备入场。
严格控制现场防腐施工质量,制定周全的防腐施工方案,加强防腐施工工作过程监督和防腐质量验证,对于减少因现场防腐施工人员责任意识不强、技能不足造成的防腐质量问题有较大作用。
工程建设阶段,无论是施工总承包方,还是施工分包方,会以工期紧、人力不足、腐蚀问题不着急等等借口,延迟对设备腐蚀问题的处理甚至是不处理。这个时候,业主方要想方设法加强施工方人员防腐意识的培养,同时增加考核措施,督促施工各方及时处理发现的腐蚀问题。同时,业主方应积极组织并参与工程现场普查、系统和设备的移交检查,查找并提出设备腐蚀隐患、问题,形成检查意见项,督促工程施工方处理。
工程建设阶段,核电站各厂房环境复杂,腐蚀环境恶劣。特别是滨海地区气候潮湿,厂房内常有结露,此外,部分厂房还因调试排水无法及时排除导致地面积水,上述情况均会使厂房环境发生恶化,带来设备腐蚀风险。作为业主方,督促工程方及施工承包单位制定行之有效的厂房管理方案,加强对厂房环境的治理,保持厂房的通风干燥,很有必要。
5.4 多种防腐措施并用
在全面分析核电厂设备的功能、环境、使用寿命和成本的基础上,采取多种措施相互结合的方式,对设备进行防腐,主要是采取以下几种措施:一是选用良好的、适用的耐腐蚀材料;二是控制设备工作环境的侵蚀性或降低环境介质的腐蚀性。如使用缓蚀剂、降低介质中杂质离子含量、降低介质中的氧含量、降低环境的湿度、保持设备表面干燥等。三是采用内、外表面涂层及其他防腐处理,将设备与腐蚀介质隔离。四是电化学保护措施。
5.5做好经验反馈
在建核电项目的经验总结和反馈指对在建核电建设项目土建、安装、调试等各个阶段的过程、实施,尤其是出现的不符合项进行系统的总结和交流,通过分析评价找出原因,总结经验教训,并及时反馈信息,调整相关设计、计划、进度,改进或完善在建项目;通过经验教训的反馈,提高决策水平和效益[3]。对处于工程建设期的核电站来说,防腐经验反馈要着眼于两个方面,一方面是总结并反馈在运和在建核电站防腐管理模式,汲取经验。特别是在总承包模式下,业主公司如何介入、监督工程总承包方及各分包方对设备的防腐管理。另一方面是在第一时间搜集在运或在建核电站发生的重要腐蚀问题或腐蚀事件,总结并分析、反馈,及时督促承包方对不良的设备防腐设计、施工进行改进,从而达到预防性防腐管理的目的。
6 结语
通过腐蚀机理、类别及滨海核电腐蚀原因分析,并结合滨海某核电站工程建设期间的重要腐蚀问题,不难发现,滨海核电站的设备防腐蚀难度较大,情况不容乐观。核电站管理者提高对设备腐蚀管理的认识,通过加强防腐设计审查与设备监造;从设备到场检查、严格控制现场防腐施工质量、推动现场腐蚀问题及时处理、做好防腐蚀经验反馈几个方面着手,对于工程建设期的设备腐蚀治理很有帮助。
参考文献:
防腐施工总结篇(4)
中***分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)49-0136-02
2010河南第一火电建设公司施工的斯里兰卡普特拉姆3×300mW燃煤电站一期工程,该电厂处海洋大气环境环境下,根据ISO12944的环境分类,此类环境属于C5-M(最高),腐蚀较为严重,设计标准中规定的参考防腐涂层体系就是环氧富锌做底漆,中间漆为环氧云铁中间漆,面漆为聚氨酯漆,总厚度不低于240µm,可满足不低于5年的耐久性要求,但是现场从设备、管道及钢结构等出现大面积的锈蚀,根据对斯里兰卡一期工程防腐的施工的总结和中船重工第七二五研究所专家的指导,对海边高腐蚀环境下锈蚀部位的处理和防腐施工的经验总结。
1 分析原因
1)设备腐蚀现象:对于钢结构架,设备厂家在工厂制作时,多数厂家的基材处理未采取喷砂处理或未全部采用喷砂处理,处理等级不够,导致涂层附着力降低,同时,个别厂家的涂层体系也未完全按照设计要求涂装,甚至有些根本未涂底漆,而直接涂刷面漆。
(1)多数设备厂家的涂层厚度偏低,未能达到设计的涂层厚度要求,现场测量时,涂层厚度多数都在80µm~150µm,有的甚至更低,只有30µm,所以锈蚀非常严重;
(2)对于设备厂家外购构配件(例如:控制柜、配电箱、电机、阀门等),因为配件厂家制作多数都是标准件,对于涂层的防腐蚀并未做特殊处理,油漆的厚度和种类均未得到有效的控制,有的甚至直接涂刷了醇酸漆,所以,多数都无法满足海洋环境下的使用要求,腐蚀较为严重。
2)现场加工配制构件腐蚀
(1)现场钢结构、碳钢管道等现场喷砂防腐,在现场油漆施工过程中未严格按照油漆施工要求进行施工,如:温度、湿度、油漆配比及按照施工程序和质量要求进行施工等;
(2)喷砂防腐后构件在现场吊装及运输安装过程中对防腐构层进行了破坏,没有及时进行油漆修补,慢慢引起腐蚀。
3)现场特殊材料的腐蚀
现场的不锈钢管道及构件、镀锌构件等在现场也发生了大面积腐蚀现象,现场购置的特殊材料的材质不适合海边腐蚀性环境引起腐蚀现象的发生。
2 锈蚀修补方案
2.1 钢结构和设备主体
原有涂层体系与修补漆配套性的确定:补涂前需先进行涂层配套性的确定,可以在原有涂层上进行小面积的涂装试验,如果涂装环氧涂层经过一天后,涂层没有起皱、咬底等弊病,则可认为原有涂层可以和环氧涂料配套使用。
2.1.1 表面处理
1)对于能够和环氧涂料良好配套的涂层体系,可进行机械打磨处理,处理等级应达到St2的要求,即原有涂层需牢固附着,无其他附着不牢的锈、氧化皮和其它污染物;
2)对于不能够和环氧涂料良好配套的涂层体系,建议进行全面的喷砂处理,去除全部原有涂层后才可进行修补涂装;
3)对于因结构复杂不易除锈的部位,可除去疏松浮锈,底漆采用带锈底漆进行涂装。
2.1.2 修补涂层配套方案
方案一:喷砂处理-2道725L-H06-1厚浆环氧富锌底漆(100µm)-2道725L-H53-1厚浆环氧云铁防锈漆(140µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:320µm;
方案二:机械打磨处理-3道725L-H53-1超厚浆环氧云铁防锈漆(210µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:290µm;
方案三:除去疏松浮锈处理-2道725L-HL-38超粘附型长效防锈底漆(100µm)-2道725L-H53-1厚浆环氧云铁防锈漆(140µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:320µm.
2.2 设备构配件(控制柜、配电箱和电机)
因构件外壳材质较薄,无法进行很好的处理,同时设备原有涂层多数为热喷塑,建议对锈蚀部分进行简单机械打磨后,采用以下方案进行防腐:除去疏松浮锈处理-2道725L-HL-38超粘附型长效防锈底漆(100µm)-2道725L-H53-1厚浆环氧云铁防锈漆(140µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:320µm。
2.3 不锈钢件
对不锈钢表面进行整体打磨处理后,按以下方案处理:机械打磨处理―3道725L-H53-1超厚浆环氧云铁防锈漆(210µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:290µm。
2.4 镀锌件
对表面进行整体打磨处理后,按以下方案处理:机械打磨处理-3道725L-H53-1超厚浆环氧云铁防锈漆(210µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:290µm。
2.5 其它
螺栓和阀门等结构复杂构件,建议不再涂刷油漆,在简单打磨除去浮锈后,定期涂刷黄油等防锈油产品。
2.6 法兰防腐
2.6.1 法兰外表面防腐
用手工机械方法出去表面疏松浮锈,采用以下方案防腐:除去疏松浮锈处理-2道725L-HL-38超粘附型长效防锈底漆(100µm)-2道725L-H53-1厚浆环氧云铁防锈漆(140µm)-2道725L-S43-2脂肪族聚氨酯面漆(80µm) 总厚度:320µm。
2.6.2 法兰连接间隙防腐
1)表面处理及吹扫:用小型手动除锈工具除去法兰内表面浮锈,再用高压压缩空气吹扫浮锈;
2)涂料涂装:采用725L-HL-38超粘附型长效防锈底漆,涂装防锈底漆二遍(厚度100μm);
3)填充泥状防锈油:待涂料表干后,将泥状防锈油用专用工具填充法兰空隙至法兰外壁0.5cm处;
4)封闭:对泥状防锈油表面到法兰外壁的0.5cm空间,采用玻璃胶(或原子灰)填平法兰间隙进行封闭;
5)包覆:待玻璃胶(或原子灰)实干后,用聚乙烯防腐带缠绕法兰外壁一周进行包覆。
3 二期工程防腐蚀的预防及控制
兰卡工程位于腐蚀性极强的海边,我们不能改变当地的气候环境但是我们可以从设计、材料使用合理性、施工、尽量隔离腐蚀环境等方面去控制,把腐蚀程度减少到最小。
1)从设计上:通过一期工程的经验,现场钢结构需要全部喷砂,当地喷砂所用材料为河沙(石英砂、铁砂购买不到),对底材的处理不是很彻底,实际上达不到Sa2.5级的要求,一期底漆设计为环氧富锌底漆,此种底漆对底材的要求非常严格,针对此情况,底漆可以改为环氧磷酸锌底漆、环氧云铁防锈漆等;在距离海边近且在海风直接吹到部位增加设计厚度。
2)从施工上:
(1)转变观念、提高意识、强化措施、加强控制、提高水平
提高施工人员的素质、转变以往的施工观念,管理人员加强监督和监管,制定适合现场的制度和措施,加强过程中的检查和控制,提高人为的环节的施工质量。
(2)施工方法控制:
①预处理前需先将工件表面的浮尘和油污除去,然后在进行打磨或喷砂处理;
②处理完毕的基材表面,应及时涂装底漆,以防止出现表面二次污染,涂装时需先对边角、焊缝等处进行预涂刷,预涂应尽可能的厚,特别是对于凹陷处更应注意涂严油漆,漆膜下不能留有任何的空气及杂质空穴,然后再进行整体涂装,每遍涂层均需进行预涂;在第一道底漆涂装配料时及稠度适当小一些,使油漆可以充分渗透基材表面;
③油漆配比要严格按照厂家提供的配比数据(重量比、体积比)进行,计量工具要齐备,保证所要涂刷油漆的配比质量;
④每道工序施工完后,尽可能的采取防护措施,确保每道涂层表面在下道涂层涂装前不被污染,特别是码头迎风部位,要防止表面结露,形成盐溶液;同时,尽可能的避免交叉作业,特别是在涂层尚未干燥前进行交叉作业;
⑤各级质监机构要健全,每级质监人员中要有专人进行涂层厚度的检测控制,原则上涂层不宜低于设计方案中的厚度;
⑥二期设备的采购,应有专人到设备厂家的制作现场进行涂层质量的监督和控制,重点应是基材处理、涂层厚度和构件边角焊缝位置的涂装;
⑦防腐构件在运输和安装过程中对涂层造成破坏的部分要及时进行修补,以免再次生锈;
⑧特殊材料(不锈钢、镀锌件等)选择符合当地气候条件的材质型号进行采购,避免现场的特殊材料的腐蚀。
在电厂中,设备及钢结构的锈蚀影响着电厂的美观,更重要的是影响着设备的使用寿命和运行的安全,尤其在海边这样高腐蚀性的气候环境下,必须下大力气控制和解决,避免为以后运行的安全留下隐患,也为新建电厂的顺利移交提供保障。
防腐施工总结篇(5)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.028
1 前言
随着埋地管道在越来越多的热网工程项目中的比例不断提高,其在一个热网工程中所起的成败作用也是越来越大,由于埋地管道一般埋在地面以下,一旦施工完成后维修、巡查都较为困难,因此埋地管道的安全性是不言而喻的,而埋地管道的外防腐对于埋地管道来说则是重中之重,一旦埋地钢管外套管被腐蚀后,轻则导致埋地钢管中的保温全部失效,影响整个管线的温降效果,导致末端用户的参数无法得到保证,重则导致埋地管道的外套管和芯管全部泄漏,严重影响和危及公众安全,造成不可估量的损失。针对于此,蒸汽埋地钢管的外套管防腐必须采取安全可靠的措施确保其运行寿命及管线周边公众安全,下面就详细从各方面进行介绍,以供在今后的工程设计中采取合适的防腐措施。
2 埋地钢管外套管防腐设计
我们在设计埋地外套管防腐,必须采用安全可靠的防腐结构和防腐措施来确保外套管的安全。针对目前现场实际施工及运行经验来看,我认为需要从以下几个方面采取措施确保外套管安全运行:
2.1 钢管表层处理
管道在防腐处理之前,应对管道基体表面进行处理,清除基体表面的水份、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮等。表层处理的方法很多,一般常采用人工除锈、喷砂或化学除锈。人工除锈时,质量标准应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级表》St3级;喷砂或化学除锈时,质量标准应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级表》Sa2.5级,表面粗糙度30~50?m较合适。
2.2 管道外防腐设计
埋地外套管防腐石油沥青防腐层是最古老的防腐层,在大多数干燥地带使用良好。随着技术的发展,环氧树脂、环氧煤沥青、三层结构聚烯烃(PE)等已取代石油沥青成为钢质外套管的防腐涂料,目前各防腐涂料性能差异较大,从性价比来说环氧煤沥青的防腐效果最为优越,且其耐水性较高、吸水率较低和良好的绝缘性;经过目前国内同类各种涂料比较其防腐层性能稳定,使用寿命长;施工方便,涂层自然固化,不需要加热设备,可以机械化、半机械化或手工施工,这对现场补口防腐施工来说十分方便;同时环氧煤沥青造价低廉,在相同除锈条件下其综合造价为最低。其缺点是固化较慢,在涂刷时其气味较大对涂刷人员的身体有着一定的损坏等缺点。
根据不同的地区的腐蚀情况我们可以采取不同级别的防腐结构,其中玻璃布目前市面上有无碱玻璃布、中碱玻璃布和高碱玻璃布三种。一般埋地钢管外套管所选择的玻璃布我们一般会选用中碱玻璃布,其具有较好的耐水性和耐酸性,且价格适宜,性价比最优。
埋地管道外防腐涂层的厚度和电火花检漏电压对埋地钢管外套管的防腐起着决定性的作用,一般来说涂层的厚度越厚,其电火花检漏电压的等级也就越高,对应其抗腐蚀性就越高,针对于此我公司在埋地钢管外套管防腐蚀等级特加强级的基础上对防腐结构进行了进一步的优化,总厚度目前一般根据不同地区的腐蚀情况可采取0.8、1.0、1.2mm总厚度三个规格,其电火花检漏电压也根据不同地区腐蚀性要求采用8000V、10000V、12000V确保其外套管的抗腐蚀性。
2.3 管道阴极保护设计
阴极保护体系的设计,先要了解管道的长度、直径、壁厚、涂层种类,以及管道所处地理位置的土壤地质结构、土壤电阻,计算确定牺牲阳极种类、规格、数量和使用寿命。常用Al、Zn、Mn合金作牺牲阳极,阳极开路电位在1.5v以上,阳极一般在200~500m内埋设一组,阳极电缆可采用VV型橡胶钢芯电缆,填包料可采用50%CaSO4,50%膨润土,一般设计使用寿命可达15~30年。
3 工程实例
辽宁营口仙人岛四期供热工程地处于辽宁营口市仙人岛港区,有一段DN400的埋地蒸汽管线,其长度约为400米,本设计根据上面阐述的设计原则,首先勘查其地处位置的腐蚀性,仙人岛港区属于海中半岛,基本为回填土区,下挖2米后一旦海水涨潮,埋地管道基本完全沁入在海水中,海水腐蚀性极高;针对该情况必须采取抗腐蚀极强的腐蚀涂料,我们选择环氧煤沥青+玻璃布+电火花检漏试验+阴极保护的组合或者采取三层结构聚烯烃(PE),确保其外套管使用寿命能够达到我们设计要求。
环氧煤沥青+玻璃布+电火花检漏试验+阴极保护组合根据该地区腐蚀情况,我们选择了总厚度为1.2mm厚的防腐厚度,防腐结构采取一底三布五面的结构,即底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-二层面漆,环氧煤沥青选择耐腐蚀较高的环氧煤沥青。其电火花检漏电压选择12000V,并且与埋地阴极保护厂家沟通计算,选择6组22kg的镁阳极保护,确保埋地管道的寿命在20年以上。根据厂家联系,目前DN400的采购价约3000元/ 米,阴极保护价格为8000元一组,总造价为400×3000+8000×6=124.8万元;采取三层结构聚烯烃(PE)的采购价约为2800×400=112万元。
通过以上分析比较可以看出,在不同地区根据长度不同、地区的腐蚀性要求不同必须采取不同的防腐结构,需要因地制宜;在确保埋地钢管外套管寿命的前提下,最大限度的降低工程投资。
4 结束语
埋地钢管外套管的防腐方案和防腐质量是确保管道工程质量和管道安全可靠运行的关键因素;我们应该根据不同地区的实际情况合理选择防腐涂料、防腐结构,必须因地制宜,在确保其寿命、安全的前提下最大限度的降低工程投资,真正体现我们苏夏的高超的设计水平!
参考文献:
[1]《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》C***/T104-2014[S].
防腐施工总结篇(6)
在湿法冶金行业里,各类设备在生产运行过程中,不同程度地受到各类酸、碱、盐、金属、大气、水等各种气相、液相、固相介质的作用而产生腐蚀,特别是在湿法冶金企业生产过程中,腐蚀更是无时无处不在。因此,加强设备设施的防腐蚀管理,对湿法冶金企业及工业化生产有着很大的意义。
一、注重源头管理,对新设备设施设计出科学合理的防腐蚀方案
随着国家产业***策的调整和国民经济的发展,固定资产投资逐年增大,企业都在不同程度的发展,新设备设施不断安装投运。在此基础上,设计公司就要对新设备设施使用新的防腐蚀技术、新的材料和新的工艺,以解决其腐蚀问题,而不能一直沿用过去的老设计。腐蚀与防护是一个新型边沿科学,新技术新材料层出不穷,设计公司要利用自身的前沿技术优势,引导防腐蚀新技术的推广和应用。作为湿法冶金企业,也要在不断的生产实践中培养防腐蚀技术管理人员,不断提高技术水平和管理水平,监督检查施工单位的施工质量,拿出高质量的防腐蚀产品;同时业主方也要敢于否定不适合自己企业生产的不合理设计,变更设计,使用符合自己企业生产的方案,延长设备设施在湿法冶金过程中的使用寿命。某湿法炼锌企业电解锌厂房的钢屋架原设计是刷氯磺化聚乙烯涂料,经工程技术人员讨论,认为在电解锌这样酸雾浓度极高的环境下使用涂料进行钢屋架防腐是不科学的,后改为环氧玻璃钢防腐,使用4年来钢屋架结构基本完好。
二、熟练掌握生产工艺指标,严格生产工艺纪律
湿法冶金企业各个生产工序都有严格的工艺指标,液体温度、酸、碱度、压力、加入添加剂的多少都有一定的范围,如果超过此范围,不仅对生产有影响,也会对设备的防腐层产生破坏,甚至造成设备无法运行,导致停产。某湿法炼锌企业2002年,Ф12m浓密机耙齿原设计是用316L不锈钢,实际使用不到4个月,结果耙齿拉杆断裂,耙臂表面不均匀腐蚀深度达5mm,已没有强度,这一套价值40万元的设备已无法再用,与以往设备的使用寿命不成比例;经过金相显微镜分析,介质抽样分析最后的结论是介质里F-、Cl-加入量超过正常值300倍所致。问题找到了,新的防腐蚀方案相应而出,采用新型防腐蚀材料对耙齿耙臂进行二次防腐蚀处理,结果又继续使用6年未进行检修,仅此一项为企业节约300余万元。因此,应严格生产工艺纪律,以保证防腐蚀设备安全运行。
三、建立健全管理制度
建立健全《设备防腐蚀管理制度》和《运行规程》,加强设备巡检,及时发现问题并及时处理,防止设备事故发生,减少检修费用,降低生产成本。建立健全设备防腐蚀管理制度是湿法冶金企业一个基本的管理手段。湿法冶金企业中设备设施种类多,大小不一,使用要求千差万别,前后系统联系密切,因此必须建立设备防腐蚀管理制度、运行规程,并保证安全有效运行,才能保证生产的连续性、可持续性。加强设备巡检也显得尤为重要。某湿法冶金企业,对浸出罐的巡检周期规定是30d,结果在一次例检时发现罐内加热的蒸汽将罐壁的耐酸瓷砖冲掉4块,如果设备巡视人员没有及时巡检,没有及时发现问题;如果瓷砖在罐内高速运转将导流筒的砖柱子打烂打塌,那么连续浸出的10个罐体都将无法作业,系统就会瘫痪,生产无法进行,后果不堪设想。
四、做好设备实施的周期性防腐蚀计划检修
由于湿法冶金企业所处的生产环境比较恶劣,酸碱盐时刻作用着设备,尽管进行了防腐蚀处理,但不可避免地出现一些腐蚀问题。如果在生产时一味地拼设备,只搞生产,那么设备设施总有损坏的时候,到那时将会出现全线瘫痪的后果。因此,适时地进行设备的计划检修,对腐蚀的设备设施进行维护性防腐蚀处理,防微杜渐,减少大型设备事故的发生,对企业生产来说是非常有利的。南方某45万t/年的炼锌企业,污水处理厂连续3年没有大修,3000m3的污水调节池大面积渗漏,造成大面积环境污染,企业不得不停产整顿,产生一系列环境污染官司,企业效益受到巨大损失,同时给企业的声誉产生一定影响。
五、高度重视环保设备的防腐蚀,以保护环境和防止职业病
表面看来环保设备投入大,收益小,一些湿法冶金企业不愿意进行环保设备的防腐蚀投入,安装一套系统做个样子,久而久之,环境日趋恶化,产业工人不同程度地得了职业病,积累到一定程度,企业不得不花费大量的资金来***。因此,加大环保设备的防腐蚀投入,是一个企业长远的战略决策,能给企业带来更多的隐形收入。
参考文献:
[1]张志宇,段林峰,丁丕洽.化工腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社,2005.
防腐施工总结篇(7)
在湿法冶金行业里,各类设备在生产运行过程中,不同程度地受到各类酸、碱、盐、金属、大气、水等各种气相、液相、固相介质的作用而产生腐蚀,特别是在湿法冶金企业生产过程中,腐蚀更是无时无处不在。因此,加强设备设施的防腐蚀管理,对湿法冶金企业及工业化生产有着很大的意义[1-4]。
1注重源头管理,对新设备设施设计出科学合理的防腐蚀方案
随着国家产业***策的调整和国民经济的发展,固定资产投资逐年增大,企业都在不同程度的发展,新设备设施不断安装投运。在此基础上,设计公司就要对新设备设施使用新的防腐蚀技术、新的材料和新的工艺,以解决其腐蚀问题,而不能一直沿用过去的老设计。腐蚀与防护是一个新型边沿科学,新技术新材料层出不穷,设计公司要利用自身的前沿技术优势,引导防腐蚀新技术的推广和应用。作为湿法冶金企业,也要在不断的生产实践中培养防腐蚀技术管理人员,不断提高技术水平和管理水平,监督检查施工单位的施工质量,拿出高质量的防腐蚀产品;同时业主方也要敢于否定不适合自己企业生产的不合理设计,变更设计,使用符合自己企业生产的方案,延长设备设施在湿法冶金过程中的使用寿命。某湿法炼锌企业电解锌厂房的钢屋架原设计是刷氯磺化聚乙烯涂料,经工程技术人员讨论,认为在电解锌这样酸雾浓度极高的环境下使用涂料进行钢屋架防腐是不科学的,后改为环氧玻璃钢防腐,使用4年来钢屋架结构基本完好。
2熟练掌握生产工艺指标,严格生产工艺纪律
湿法冶金企业各个生产工序都有严格的工艺指标,液体温度、酸、碱度、压力、加入添加剂的多少都有一定的范围,如果超过此范围,不仅对生产有影响,也会对设备的防腐层产生破坏,甚至造成设备无法运行,导致停产。某湿法炼锌企业2002年,Ф12 m浓密机耙齿原设计是用316L不锈钢,实际使用不到4个月,结果耙齿拉杆断裂,耙臂表面不均匀腐蚀深度达5 mm,已没有强度,这一套价值40万元的设备已无法再用,与以往设备的使用寿命不成比例;经过金相显微镜分析,介质抽样分析最后的结论是介质里F -、Cl -加入量超过正常值300倍所致。问题找到了,新的防腐蚀方案相应而出,采用新型防腐蚀材料对耙齿耙臂进行二次防腐蚀处理,结果又继续使用6年未进行检修,仅此一项为企业节约300余万元。因此,应严格生产工艺纪律,以保证防腐蚀设备安全运行。
3建立健全管理制度
建立健全《设备防腐蚀管理制度》和《运行规程》,加强设备巡检,及时发现问题并及时处理,防止设备事故发生,减少检修费用,降低生产成本。建立健全设备防腐蚀管理制度是湿法冶金企业一个基本的管理手段。湿法冶金企业中设备设施种类多,大小不一,使用要求千差万别,前后系统联系密切,因此必须建立设备防腐蚀管理制度、运行规程,并保证安全有效运行,才能保证生产的连续性、可持续性。加强设备巡检也显得尤为重要。某湿法冶金企业,对浸出罐的巡检周期规定是30 d,结果在一次例检时发现罐内加热的蒸汽将罐壁的耐酸瓷砖冲掉4块,如果设备巡视人员没有及时巡检,没有及时发现问题;如果瓷砖在罐内高速运转将导流筒的砖柱子打烂打塌,那么连续浸出的10个罐体都将无法作业,系统就会瘫痪,生产无法进行,后果不堪设想。
4做好设备实施的周期性防腐蚀计划检修
由于湿法冶金企业所处的生产环境比较恶劣,酸碱盐时刻作用着设备,尽管进行了防腐蚀处理,但不可避免地出现一些腐蚀问题。如果在生产时一味地拼设备,只搞生产,那么设备设施总有损坏的时候,到那时将会出现全线瘫痪的后果。因此,适时地进行设备的计划检修,对腐蚀的设备设施进行维护性防腐蚀处理,防微杜渐,减少大型设备事故的发生,对企业生产来说是非常有利的。南方某45万t/年的炼锌企业,污水处理厂连续3年没有大修,3 000 m3的污水调节池大面积渗漏,造成大面积环境污染,企业不得不停产整顿,产生一系列环境污染官司,企业效益受到巨大损失,同时给企业的声誉产生一定影响。
5高度重视环保设备的防腐蚀,以保护环境和防止职业病
表面看来环保设备投入大,收益小,一些湿法冶金企业不愿意进行环保设备的防腐蚀投入,安装一套系统做个样子,久而久之,环境日趋恶化,产业工人不同程度地得了职业病,积累到一定程度,企业不得不花费大量的资金来***。因此,加大环保设备的防腐蚀投入,是一个企业长远的战略决策,能给企业带来更多的隐形收入。
6参考文献
[1] 张志宇,段林峰,丁丕洽.化工腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社,2005.
防腐施工总结篇(8)
环境卫生设施主要包括公厕、密闭式垃圾楼、粪便处理厂、垃圾处理厂等。根据权威部门统计,北京市20*年日均产生垃圾的称重量接近8000t,年产生量约300万t,并以每年2%-4%的速度增长;日平均产生粪便车载量约为7500t。北京市垃圾处理已经初步形成了以城四区为中心的四条放射状处理线,郊区县也都在兴建各自的环境卫生设施。环境卫生基础设施的建设已经成为了区域环境保护的物质基础和重要组成部分。
目前北京市环境卫生设施的总固定资产已经超过15亿元人民币,垃圾无害化处理率达到81.5%,预计20*年将达到30亿元,垃圾无害化处理率将达到98%以上,垃圾资源回收利用率也将达到30%。
2环境卫生设施因腐蚀造成的巨大危害
在新建的环境卫生设施中,垃圾渗沥液的收集、处理是工艺运行中必不可少的重要环节,并建有相应的处理设施如储存渗沥液的调节池和渗沥液收集、排放的管道系统,这些构筑物有开敞式的、也有封闭式的,主要为钢砼结构。由于垃圾渗沥液具有腐蚀性质,使与其直接或间接接触的构筑物都可能受到不同程度的腐蚀。
环境卫生设施运行的环境条件都比较恶劣,如果技术和管理措施不到位,腐蚀造成的危害是严重的。首先,受腐蚀的部位往往比较隐蔽,不易被及时发现和修补而遭到破坏,极易造成重大事故隐患;其次,发生腐蚀现象将会增大维修、维护费用,且维修工程复杂,严重影响正常生产,甚至有些部位因无法维修而导致整个系统瘫痪;另外,腐蚀能够缩短设施的使用寿命,这种无形的损失也是惊人的。
有关报告指出,美国**年因各种腐蚀造成的损失约占GNP(国民生产总值)的4.2%.澳大利亚1983年发表的报告指出英国、美国、前苏联.德国等因腐蚀造成的损失约为各国GNP的2%-4%,其中构筑物腐蚀占总腐蚀损失量的18.32%。
环境卫生设施如果因遭腐蚀破坏而造成污染物泄露,导致环境污染,由此造成的危害就不只是一个处理设施本身的问题了,而可能关系到附近较大区域的环保问题。
3环境卫生设施腐蚀的特点和腐蚀介质特性分析
3.1环境卫生设施腐蚀的特点
环境卫生设施的腐蚀除具有一般构筑物的腐蚀性质外,同时还有其自身的特性。主要表现在以下几个方面:
3.1.1腐蚀存在的广泛性
腐蚀的广泛存在已经得到了工程界的普遍认可,从金属到非金属,从有机物到无机物,腐蚀是自然界一种普遍存在的现象。环境卫生设施的腐蚀是各种腐蚀的一种较突出的具体表现。
3.1.2腐蚀形式的多样性
环境卫生设施腐蚀根据环境介质不同主要分为气体腐蚀和液体腐蚀,还包括气体、液体、生物联合作用导致的多重腐蚀。
3.1.3腐蚀机理的复杂性
到目前为止,还没有垃圾及其副产物对构筑物腐蚀机理的专门研究,但根据现有的研究成果可以预见出其中包含非常复杂的物理化学腐蚀和生物化学腐蚀。
3.1.4腐蚀部位的隐蔽性
由于环境卫生行业的自身特点,一些构筑物设计得比较隐蔽,比如填埋场的渗沥液管道都埋在垃圾堆体的底部,根本无法对其观察,而渗沥液调节池等构筑物在运行之后,由于其比较隐蔽且工作环境恶劣,除特殊情况外很少对其进行专门检查。
3.1.5防腐蚀设计不到位
基于对环境卫生设施腐蚀特点的认识不够,目前设计部门对构筑物一般只考虑抗渗设计而未考虑防腐蚀的要求,导致处理设施的设计存在先天不足。
3.2腐蚀介质的特性
发生腐蚀与两个因素有直接关系,一个是渗沥液本身的性质,另外关键的是垃圾和渗沥液中有机物降解所产生的气体及挥发性物质
3.2.1液体腐蚀
垃圾渗沥液是一种成分复杂的高浓度的有机混合污染物,本身存在一定的腐蚀性,其COD浓度可高达60000-80000mg/L,总残渣达2350-35700mg/L。渗沥液成分相当复杂,且直接受垃圾成分的影响,有关研究发现垃圾渗沥液中至少含有数十种无机物、重金属和上百种有机物,其中包括多种病原微生物及某些致癌、促癌物。渗沥液的酸碱度视垃圾的发酵程度而定,一般垃圾早期发酵产生的渗沥液偏酸性(pH<6.5),而后逐渐偏碱性(pH>8.0),并基本维持不变。
经研究发现,渗沥液本身对混凝土等建筑材料的腐蚀比较轻微,而且由于渗沥液中存在的大量悬浮物质易产生结垢现象,客观上对结垢部位的混凝土表面还能起到一定的保护作用。
3.2.2气体腐蚀
垃圾及渗沥液中的有机物能分解并产生多种气体,其成分主要有C02,CH4、H2S,N2、H2及微量气体,而渗沥液的挥发物中则含有多种有机酸,这些气态物质大都具有比较强烈的腐蚀性,尤其当气体及挥发物质在一个特定的封闭环境中不断积累,并溶解于水蒸气凝结形成的小水珠中时,会使凝结水珠的腐蚀性急剧上升,从而附着在构筑物侧壁等处,在一个小范围内形成强烈的腐蚀点,当这些腐蚀点在没有防腐蚀措施的混凝土表面分布和积累,混凝土中的碱性成分如氢氧化钙及水泥的水化物就会与其发生反应,破坏混凝土的结晶骨架,导致混凝土变性而失去强度。这种情况会不断向混凝土内部发展,一旦腐蚀到钢筋,就会使整个构筑物遭受致命的破坏。
典型反应分子式可表示为:
Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O
CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
CaCO3+H2SCa(HCO3)2+CaS
CaS+H2SCa(HS)2
Ca(OH)2+Ca(HS)2+4O22CaSO4+2H2O
垃圾渗沥液及其气体对混凝土的腐蚀机理非常复杂,涉及物理、化学、材料、微生物等多个领域,目前还没有定量的分析研究,但可以定性的得出混凝土的腐蚀主要是水泥水化物的腐蚀,其次是某些骨料(如含一定石灰石成分)的腐蚀,且溶解性腐蚀和膨胀性腐蚀同时存在。
4防腐蚀工程措施与工程实例介绍
根据环境卫生设施的特点,首先应在设计时就充分考虑腐蚀因素的存在,采取可靠的防腐蚀设计,这样用很少的投人就可以将腐蚀减少到最低程度。要尽量避免在设施运行以后发现问题再设法重新采取防腐蚀措施,造成不必要的困难和浪费。所以应事先确定防腐蚀方案。
4.1针对腐蚀原因提出切实可行的防腐蚀方案
通过对渗沥液及气体腐蚀特点的研究,提出以下构筑物防腐蚀的关键环节。
4.1.1防腐蚀面层的选择
根据《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB50212-91),目前防腐面层主要有以下几种:块材防腐蚀面层、沥青类防腐蚀面层、水玻璃类防腐蚀面层、硫磺类防腐蚀面层、树脂类防腐蚀面层、氯丁胶***水泥砂浆防腐蚀面层、涂料类防腐蚀面层等。环境卫生设施一般可以选择块材、树脂类、涂料类等作为防腐蚀面层。
4.1.2防腐蚀层与基层的牢固强度
防腐蚀层与基层的结合直接关系到防腐蚀的整体质量和效果,其牢固强度主要取决于基层的坚固、密实、平整情况,要求基层必须干燥、表面必须洁净。
4.1.3基层结构本身的强度和抗渗、抗裂性能
基层结构主要是指防腐蚀的主体结构,即构筑物本身。基层结构决定防腐蚀面层的选择,同时直接影响抗腐蚀的耐久性。对于环境卫生设施一般都采用钢砼结构或砖石砌筑结构,应在满足强度要求的前提下保证整体的抗渗、抗裂性能。
4.1.4设计必要的通风系统,避免形成气体腐蚀的小环境
再好的防腐蚀结构都有其局限性,尤其在腐蚀原因复杂多变的情况下,避免腐蚀条件的产生显然是事半功倍的捷径。垃圾卫生填埋场的渗沥液池一般都是露天敞开式的,据现场观察没有发现明显的腐蚀情况;但由于控制渗沥液的刺激气味,现在一些填埋场的渗沥液池也采取封闭的形式,这样就不利于防腐蚀;此外在其它环境卫生设施中尤其垃圾堆肥厂、粪便处理厂,为了满足工艺的要求,液体调节池必须是封闭的,因此应考虑增设通风系统,排除气体腐蚀的客观条件。
4.1.5重视对环境卫生设施中易腐蚀构筑物进行防护
环境卫生设施中构筑物防腐蚀从某种意义上讲不只是经济和技术向题,还有设计及管理等方面的问题。如果能从设计施工到运行管理等多方面认识到腐蚀的严重性,那么腐蚀完全可以减少到最低的程度。
5环境卫生设施的建设存在的问题
5.1缺少有力的行业管理和专业的法律法规
在环境卫生设施的设计、建设中,由于在一定程度上缺乏统一规划和先进的设计思想做指导,使我国目前的许多环境卫生设施不同程度的存在设计和建设缺陷,给运行管理造成一些不利影响。同时,***策法规相对落后,还不能有效地指导环境卫生行业健康向前发展。
5.2设计、建设和运行三者缺乏良好的沟通,往往使同样的失误重复发生
由于市场竞争,从一定程度造成设计部门的不确定性,使得设计单位缺乏总结设计经验的原动力,从而使失败的设计不断被借鉴和重复。
5.3缺乏必要的手段对环境卫生设施的腐蚀机理进行科学研究
由于受经济等条件的制约,我国对环境卫生领域的科学研究非常不够,使我们在措施的选择上缺少科学的依据,往往达不到满意的效果。
防腐施工总结篇(9)
万源至达州高速公路D9合同段地处大巴山腹地,线路所经过的廖家沟两岸多见悬崖和陡坎,高差约438m,沟谷多呈V型,沟谷地带则为河流堆积地貌,地形较平坦。进场道路差,大吨位运料车不能通行,材料运输困难。
达陕高速公路D9合同段以剥蚀溶蚀低中山地貌为主,殷家坝1号、2号大桥及山道河1号、2号大桥场地的地下水对混凝土有结晶类腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性,对混凝土结构和钢结构有中等腐蚀性,地下水腐蚀程度均为D级。殷家坝1号、2号大桥及山道河1号、2号大桥桩基混凝土设计均采用C45防腐蚀混凝土。
1.2任务来源和课题研究意义
1.2.1任务来源
2009年,课题被列入中铁二十局集团公司科技研发计划,由第三工程有限公司、达陕高速公路项目部成立课题组,合同编号J09-048。
1.2.2课题研究意义
近年来,随着国家公路路网建设的逐步完善,中西部高速公路建设步伐的加快,在地质复杂地区修建高速公路日益增多,达陕高速公路在需防腐蚀地区修建,桩基础采用C45防腐蚀混凝土,其设计和施工技术含量高、新、特,技术含量高,在国内罕见。因此,总结改类混凝土的配合比的科学合理和施工技术,开展相关的技术研究,对同类工程具有一定的指导和借鉴意义。
1.3 目标和技术经济指标
总结出C45防腐蚀混凝土的配合比设计技术,水胶比不大于0.4,最大水泥用量不得超过450㎏/m3。采用当地的机制砂,不用离项目200公里以外的汉江河砂。
总结出C45防腐蚀混凝土的施工技术。
1.4国内外发展趋势
从20世纪80年代后期至今,经过十几年建设,全国道路建设设施发生了加大的变化,钢筋混凝土构筑物的量不断增加,就目前所修的桥梁结构而言,绝大部分为钢筋混凝土或预应力混凝土结构,混凝土构筑物在防腐蚀 性方面存在着不同程度的问题,严重影响混凝土结构正常的使用寿命。到目前为止,如何减缓和防止混凝土桥梁腐蚀,以提高混凝土桥梁耐久性能,延长其使用寿命还没有一套有效的办法。
1.5主要工作历程
2008年12月,申报和列入集团公司2009年度科技研发计划,成立课题组,制订C45防腐蚀混凝土设计与施工工作计划及目标。
2009年5月—2009年6月,C45防腐蚀混凝土配合比试配
2009年7月—2009年8月,C45防腐蚀混凝土配合比验证
2009年9月——2009年12月,C45防腐蚀混凝土工地配合比及现场施工技术研究总结。
2施工关键技术
防腐施工总结篇(10)
中***分类号:TD535 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0308-02
0 引言
2010年,全国有各类矿山11.25万座,其中地下矿山数万座,大中型地下矿山3000座左右。据笔者在冶金地下铁矿山的经验,井下设施和设备的腐蚀问题是影响矿山生产和增加矿山成本的不可忽略的重要因素之一。据德国的一项统计,钢材在井筒环境中的腐蚀速度一般为0.45~0.68kg/ma,折算为钢材厚度约为0.12至0.18mm/a。若井筒装备钢材重230吨,表面积5000m2,则全年腐蚀掉的钢材重量达到5.64吨。若井下设施的钢结构件总重量达2000吨,则每年腐蚀量可能达到50吨以上,随着腐蚀进程的持续,还可能造成设施结构的强度下降,接地线接地电阻超标等问题,从而产生安全生产的隐患。
1 地下矿山设施和井筒装备腐蚀问题的严重性
在煤矿,井筒装备防腐问题尤为突出。根据《矿山井筒装备防腐蚀技术》中的介绍, “据实验室测试和现场考核,普通A3钢在煤矿井下的腐蚀速率为0.3~1.2mm/a,远远超过海洋环境中钢铁的腐蚀速度,井筒装备的使用寿命一般为10~15a。酸性矿井的腐蚀就更严重了,井筒装备的使用寿命往往不到10年,排水罐道的使用寿命更是只3~4年。”有的时候,由于腐蚀太快,甚至未投产,就要维修或更换。
大中型冶金地下矿山的设计服务年限大都超过30年,甚至达到50年,若井筒装备腐蚀严重,十五年左右就可能报废,进行更新会造成停产3至6个月,且投资可能达千万以上,可谓损失巨大。另外,井下接地线,电缆挂钩,固定锚杆,移动设备和设施等的铁制金属件都存在严重的腐蚀问题,这些也会给井下安全生产带来许多隐患和不利影响。因此,研究地下矿山的装备和设施的腐蚀问题,提前做好预防和维护,这对于减少安全生产隐患,降低生产成本就具有特别重要的意义。
根据资料,某冶金地下矿山,竖井井筒内,水质偏酸性,干湿交替,直径6mm毫米的圆钢,10年时间,腐蚀最严重的地方只剩下不足3mm。以此推算,腐蚀1.5mm(半径)多用了大约10年,最大腐蚀速率超过0.15毫米/年。置于巷道内地表的接地线6mm直径,使用十年左右即有可能完全腐蚀,最大腐蚀速率0.3毫米/年。某些接触特殊化学物质的地方的腐蚀速率可能很高,比如经常接触人员小便的地方,腐蚀速率可达到1mm/年以上。根据微观环境不同,对于相同的设施,各部位的腐蚀速率也可能存在较大差异,从而存在一些不易被人发现的隐患。如封闭的方钢结构,内部干燥则几乎不腐蚀,进水进风则腐蚀显著加快。这都需要引起安全管理方面的注意和重视。
2 井筒装备腐蚀机理和因素分析
对钢材来说,从腐蚀机理上看,分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀。化学腐蚀是指,在高温下,或在干燥的大气中,金属表面直接与空气中的氧气、氯气、硫化氢、二氧化硫等酸性气体,或与非电解质直接接触发生化学反应而引起的金属破坏。在这种腐蚀中没有电流产生。钢铁表面的金属氧化皮就是典型的化学腐蚀的产物。
电化学腐蚀。钢材中都含有碳。在潮湿环境中,钢材表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多。这就构成无数个以铁为负极、碳和电势较高的金属为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生氧化还原反应,形成微弱的电流,比较活泼的金属铁失去电子而被氧化,产生了我们看到的铁锈。对井下矿山来说,电化学腐蚀是腐蚀的最普遍形式,也是造成损失最严重的一种腐蚀形式。
表1中列出了笔者统计的影响腐蚀速率的各类常见因素,以便我们查找现场的腐蚀情况,分析引发腐蚀加快的可能因素,采取预防和应对策略,寻求解决问题的办法。从表中涉及到的因素看,空气流速,空气成分,水质、温度等这些因素往往不具备改变的条件,因此考虑的重点在钢材材质、防腐措施、施工质量、覆盖物性质、盐度、化学溶液等方面。
3 井下装备防腐探讨和对策
结构设计。井下作业和施工环境很差,该特点决定了,后期生产过程中解决腐蚀问题往往成本成倍增加,且对生产和安全带来诸多不利影响,因此防腐工作必须从设计的源头开始重视和规划。矿山设计人员在设计过程中,应充分考虑到金属腐蚀对结构强度的影响。在强度设计和材料选用过程中,应结合矿山设计寿命和防腐层的寿命,做一点经济分析,看是否需要适当增加一点余量,以便弥补腐蚀产生的强度下降,延长结构的使用寿命。如,根据笔者经验,某矿山的许多接地线的直径就设计偏小了,因为没有充分考虑到地下矿山的严重腐蚀因素,经过几年使用,接地线腐蚀严重,接地电阻下降,产生安全隐患,且查找故障点困难。另外,在设计过程中,要注意焊缝腐蚀问题,并提高焊接强度设计。比如,焊缝高度适当增加,或采用坡口焊接措施,以提高焊接强度。
防腐设计。一般来说,防腐涂层有三类:有机涂层(丙烯酸聚氨脂类、环氧类、醇酸类、氯化橡胶类、烯烃类、聚氨脂类及其它),无机涂层(醇溶性无机富锌、水性无机富锌),金属涂层(喷锌、喷铝、喷锌铝合金、喷稀土铝)。根据三峡工程的有关实验,“无机富锌涂层对钢铁的阴极保护性能明显优于环氧富锌涂层,但从结合强度上看,环氧富锌涂层优于无机富锌涂层”。总之,每种防腐材料都有其优缺点,如适用环境不同,与材料的结合强度不同,防腐层自身的寿命不同,保护效果不同,防腐成本高低不同等等,因此,井筒装备防腐处理,要请设计单位具备一定经验的专业人员结合矿山设计寿命和预算,在施工设计过程中,一并设计可靠性较高,性价比较好的防腐方式。
防腐施工。一般而言,由于井筒施工作业条件很差,空间小,材料搬运困难,且难以预先准确确定材料尺寸,井筒装备的下料和防腐工作大部分会在地表进行。防腐作业后,材料需经过长距离搬运,然后吊装就位,氧气切割修正,最后焊接固定或螺栓连接。经过这些工序后,原防腐层总是存在许多局部的破坏,从而丧失防腐作用。所以,防腐施工过程中,要严把防腐施工关,对施工人员进行培训,检查防腐材料和工艺是否合格,并加强旁站和质量检测,不合格的必须立刻返工。搬运和安装过程中,要注意采取适当保护措施,减少工件之间的相互的碰撞而损伤防腐层。安装结束后,安排检查,对焊接和碰撞等造成的防腐层局部破坏,应重新处理并补上防腐层。
材料选择。对于关键的连接件,如锚杆和固定螺栓等,采用价格稍高的耐腐蚀的低合金钢等材料替代普通的A3(Q235)钢,这往往能够显著提高连接件耐腐蚀能力,从而延长井下装备的整体寿命。对一些安全要求特别高的连接件,可以考虑采用不锈钢材质替代。根据笔者经验,锚固件和钢结构的接触处腐蚀速率相对较高,这可能是由于该部位受震动造成腐蚀层频繁剥落,从而接触水汽更多,腐蚀加快,因此选用耐腐蚀性能更好的钢材很有必要。对井下硐室的防止淋水的雨棚之类没有多少强度要求的材料,可以采用塑料或玻璃钢复合材料替代钢板或彩板瓦,以提高使用寿命。如,在煤矿经常采用的玻璃钢材料有不饱和聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、环氧玻璃钢以及酚醛-环氧玻璃钢等。另外,井筒和井下的钢制水管可以考虑采用PPR等新型材料替代,以彻底解决腐蚀问题。近年来,PPR、PE、PVC、PVC-U等各类新型管材不断涌现。许多管材的正常寿命达20年以上,好的可以达到30年以上,但这类管材种类较多,随品种和厂家不同,质量和性能差异较大,所以在选用、采购和使用前的检验中应加以注意。
井筒混凝土浇筑质量。井筒内的混凝土浇筑要提高质量,比如选用合适的矿渣水泥,严控水泥和砂石质量,做好混凝土的保养工作等,防止和减少渗水现象的发生。若发生渗水现象,应督促施工单位采取堵漏措施。减少井筒淋水现象,这不仅能够减少钢材的腐蚀,还能够显著改善井筒作业环境。另外,如果井筒较深,地下水压力较大,在设计时,可以考虑在井筒混凝土浇筑前延井筒内壁铺设引水管道,以释放压力,降低井筒混凝土内壁渗水现象的发生。
垃圾和厕所位置改进。井下的垃圾存放点不得和接地线及结构设施靠近,以免垃圾加速结构件和接地线的腐蚀。厕所位置要方便使用,厕所的污水不要直接流到钢结构件上。日常检查时,注意防止工人在有接地线或设施的地方小便。
4 结论
从以上分析可知,解决地下矿山防腐问题必须从设计开始统筹规划,通过结构设计,防腐设计,材料选择,混凝土施工,防腐施工,垃圾排放等环节的认真把关,才能较好地延缓腐蚀问题的发生,延长地下矿山的设施的使用寿命。另外,由于腐蚀问题的严重性往往会在施工结束的几年后开始显现,因此在建设过程中容易被忽视。所以,笔者建议,有关部门应借鉴《煤矿立井井筒装备防腐技术规范》制定和完善“非煤地下矿山井筒和井下设施防腐技术规范》,以便设计、施工、监理和建设单位依据规范做好防腐建设工作,达到更好地降低腐蚀损失,节约资源,延长装备寿命,创造安全生产环境的目标。
参考文献:
防腐施工总结篇(11)
中***分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(b)-00-01
腐蚀带来的破坏形式很多,不同情况下引起金属腐蚀的原因也不相同,而且影响因素十分复杂。因此,不同条件下应采取的防腐蚀保护方法也是不同的,涉及范围很广。对于每种防腐蚀保护方法都有其适用的条件和范围,某一种保护措施对一定的条件是有效的,但对其它的条件就不见得有效,同时采用两种或者多种防腐措施进行联合保护,其防腐效果远一般来讲比单一的措施要好。所以,在一个具体的腐蚀体系中,选取的防腐蚀措施要根据腐蚀原因、环境条件、各种措施的防腐蚀效果、施工难易程度以及造价等综合考虑。防腐蚀工程技术通常分为四大类。
1 正确选用耐腐蚀材料
针对特定的工程性结构物、工艺用途和由工况条件所决定的腐蚀性环境,选用适宜的耐腐蚀材料是防止或减轻腐蚀的简便有效的主要措施。为此,首先应弄清楚设备材料所在的环境介质和工况条件,了解介质的成分、溶度,杂质种类及其含量,流速、温度及温度差异,导电性和pH值,设备的工作压力及材料的受力状态,可能生出的腐蚀产物性质,以及在这种环境介质中可能产生的腐蚀类型,产品特殊要求等。
选材时既要充分考虑材料的耐蚀性,又要考虑材料的物理化学性能和加工特性。但值得注意的是,任何材料都不是万能的,所谓的耐腐蚀也是相对的,材料的选择应该兼顾可靠性和经济性。选材时应全面的考虑金属材料、非金属材料和内衬材料的差异及其在特定工况条件和工艺介质中实用性和经济性。
金属材料料与环境介质相互作用造成的破坏与变质,因此控制或者改变环境就能有效地控制腐蚀。目前,环境处理已经是广泛采用的主要防腐蚀技术之一。环境处理指的是应用物理或化学的方法减小环境介质的腐蚀性以控制环境对金属的腐蚀。常用的方法有:
1.1 去除介质中的腐蚀性组分
如脱除空气中的水分,除去水中的氧,脱出原油中的盐分等。
1.2 调节介质中pH值
如控制水溶液、土壤的pH值,调整至低腐蚀性的范围。如锅炉给水中加氨处理,通过中和水中CO2提高pH值而减缓腐蚀。
1.3 改变环境介质的条件和状态
环境的温度和压力,介质的成分、溶度和流速等均可对材料的腐蚀速率产生显著影响。
1.4 缓蚀剂保护
在腐蚀所在环境中加入一定量的化学物质金属腐蚀大大减缓的方法称为缓蚀剂保护,所加入的化学物质就是缓蚀剂。采用缓蚀剂保护,由于使用简单、投资很小、收到效果很快而得到广泛的
应用。
缓蚀剂的保护效果与腐蚀介质的理化状态、温度以及材料的种类和性质以及缓蚀剂本身的种类和使用量等有很大的关系。也就是说缓蚀剂的保护的选择有严格的要求,需要对金属-介质体系具有良好的保护效果。一般而言,缓蚀剂在循环系统中应用的效果和经济性较好。采用缓蚀剂还应该考虑对生产工艺过程和产品质量有无影响,应综合考虑应用效果和经济性。
2 表面涂覆层保护
表面涂覆层保护就是依靠物理的、化学的方法,在金属材料表面涂覆一层耐腐蚀的材料,以达到减缓腐蚀、保护机体金属的目的,又称涂镀层保护或者表面保护。这种减缓腐蚀的方法,由于施工简单、消耗涂层少、得到的效果好以及造价相对较低而获得了广泛的应用。这类方法主要包括涂镀层保护、表面处理和内衬。涂镀层按其材料不同分为有机涂层、无机涂层和金属性镀层。
控制腐蚀的表面涂覆层技术可以通过三种途径起保护作用:机械性保护,化学性保护和阴极性保护。为了保障表面涂覆层的耐蚀性,要求其均匀完整、致密无孔,与基体金属粘接牢固,并且具有一定的强度和韧性。
3 电化学保护
电化学保护就是利用金属电化学腐蚀过程的极化特性控制腐蚀的方法。简单的讲,是对金属设备人为的施加一定的保护电流,使得金属的腐蚀速度迅速降低的防腐蚀技术。
将被保护设备在指定的环境介质中进行外加阴极极化以减小或者防止金属腐蚀的方法称为阴极保护法。可以通过外加电流施加极化电流或连接电位更加负的牺牲阳极两种途径实施阴极保护。阴极保护适用于几乎所有金属材料。
将被保护设备在指定的环境介质中进行外加电流阳极极化至一定电位,是金属建立起钝态和生成稳定钝态膜并能维持这种钝态,从而显著降低金属腐蚀速度,这就是阳极保护法。阳极保护法主要使用在活化或钝化转变行为的介质体系。
4 合理的防腐蚀设计
控制腐蚀应从结构物的项目设计开始就予以重视和必要的考虑,这是从大量实践总结出来的一条重要经验。防腐设计的内容主要包括防蚀结构设计、防蚀方法选择、防蚀强度设计、材料选择和加工、安装过程的防蚀要求等。
防蚀强度设计应按均匀腐蚀和局部腐蚀两类情况分别考虑。在均匀腐蚀的条件下只需考虑由于腐蚀造成的壁厚减薄对强度的影响。因此,为了保证强度和可靠使用,项目设计时必须考虑腐蚀裕量。设备的壁厚应等于机械强度计算的厚度加腐蚀裕量,对关键部位还应乘以足够的安全系数。
但是,在局部腐蚀为主的情况下,强度设计没有统一的计算公式,一般可通过选材、控制环境、改变结构设计和安装以及将在服役的过程中启用的监测装置等来解决。
在实践中已总结出防蚀结构设计若干适用原则,以便在设计时作为参考。例如,结构应选择简单,便于装卸与检查;避免应力集中;避免与金属接触;温度分布尽可能的均匀,避免局部过热;管道系统应避免滞流和冲击,保证流速均匀和顺畅等。总之,在结构设计中应尽量地采用简便可行、经济合理、可以避免和减轻腐蚀的结构形状和保护系统。