沿海电厂钢结构防腐工艺应用探究

沿海电厂钢结构防腐工艺应用探究

刘洋

中国建筑第二工程局有限公司华东分公司 上海市  200135

摘要：沿海钢结构长期暴露在沿海大气中或浸没在海水中，为腐蚀的发生、发展创造了条件。我国是一个海岸线长达3.2×104km的沿海大国，每年各种沿海工程的维护和防腐花费巨大。2014年，我国各个行业的腐蚀总成本为21278.2亿元，占GDP的3．34％，人均腐蚀成本为1555元。因此对沿海工程采取有效、经济、简单长期的防腐措施显得尤为重要。基于此，本篇文章对沿海电厂钢结构防腐工艺应用进行研究，以供参考。

关键词：沿海电厂；钢结构；防腐工艺；应用分析

引言

随着对沿海开发的不断深入，沿海钢结构的防腐成为了研究重点。由于海水具有特殊腐蚀性，会对船舶和沿海工程中的各种材料造成腐蚀。另外，海水是多组分的电解质溶液，因此沿海钢结构也会由于形成化学电极而出现腐蚀。除此之外，影响沿海腐蚀作用的因素还有生物因素、物理因素等。基于上述分析，本文设计了沿海电厂钢结构防腐工艺应用，提升沿海钢结构使用寿命奠定基础。

1钢构防腐层腐蚀机理

氯离子腐蚀是跨海大桥钢构防腐层可靠性降低的主要原因。冬季使用的除冰盐中的氯化物会穿透混凝土板，到达钢筋的顶层，并积累到文献中所指的临界浓度，即钢筋开始腐蚀的“氯化物阈值水平”。在高碱性混凝土孔隙水溶液中，钢筋表面有一层钝化氧化铁膜保护。氯化物会引发氧化铁层的溶解，从而引发钢的溶解。因此，一旦钝化氧化铁膜被氯离子破坏，自然条件下钢筋表面的氯离子浓度达到阈值水平以上就会激活产生腐蚀产物的电化学反应。腐蚀产物吸收水，体积大幅度增加，并对周钢构件产生应力，从而导致钢构件开裂、分层、剥落，钢筋和混凝土之间的粘结损失，最终可能导致混凝土结构因粘结力、强度降低而失效，严重威胁沿海电厂的安全。Ｔｕｕｔｔｉ模型将钢构暴露于氯化物中的腐蚀过程描述为2个阶段：（1）初始阶段：即从最初接触氯化物到腐蚀开始的时间段。（2）扩展阶段：即腐蚀后阶段，对应于损伤起始（开裂、分层、剥落等）和损伤累积直至失效。氯化物进入钢构是一个复杂的过程，它结合了扩散、毛细吸附（或对流）和渗透等多种传输机制，受到氯离子结合度、温度、养护等多种复杂因素的影响。

2发电厂设备腐蚀原因

2.1自然环境因素

由于发电过程的要求，需要现场供水，大多数场址位于水道或海岸附近。然而，由于沿海地区下雨，空气相对潮湿，照明较弱，因此很容易形成酸雨和金属材料侵蚀，而盐雾随着气流扩散到海面上，在这一过程中，在重力作用下沉积并附着于。

2.2运维检修施工环境因素

可溶性盐固定设备的表面，如硫酸铁、氯化物等，由于维护和焊接操作，会直接损坏涂层，引起渗滤液和气泡，涂层粘附不良等。同时也是一种催化剂，可以提高腐蚀程度大多数防腐涂料被油脂排出。油漆底物上存在油脂可能会引起退孔和粘附不良等问题，环氧、酚醛和聚氨酯等高性能防腐涂料受到的影响越大，影响就越严重。焊接烟雾通常是碱性的。这也会影响饰面的附着。标记所做的标记也影响油漆的粘附性，容易吸收空气中的水。

3沿海电厂易腐蚀设备结构

沿海发电厂干湿道路外的金属钢结构。主要是锅炉主体的钢结构输煤系统三叠桥钢结构:码头卸料、采集器、斗轮机、轨道起重机械钢结构、设备、汽水管道外表面；金属容器的内表面和外表面。根据国际标准，这些大气环境中的腐蚀程度可分为c-4或c-5级。属于重腐蚀区。

4沿海电厂钢结构防腐工艺应用分析

4.1橡胶防腐蚀涂料

橡胶防腐涂料是一类以合成橡胶或天然橡胶衍生物为主要成膜物的涂料。该类涂料无毒、无味、无刺激性，并具有较好的耐腐蚀、耐磨、耐水、耐候性，且干燥速度快。目前，氯化橡胶涂料和氯磺化聚乙烯涂料是最常用的橡胶防腐涂料。美国杜邦化学公司还使用氯丁橡胶来防止海上采油平台支柱和套管的腐蚀，使用后耐久性高达15～35年。然而，橡胶防腐蚀涂料的附着力和耐候性不是特别理想，利用环氧树脂、醇酸树脂改性氯化橡胶，附着力和耐性能得到显著提高。虽然橡胶涂料具有良好的性能，但目前大部分橡胶涂料仍使用四氯化碳作为溶剂，而四氯化碳并不环保。因此，开发一种新型的绿色环保溶剂是橡胶涂料发展的难点和热点。

4.2金属喷涂技术

金属喷涂保护的方式有很多，包括热喷涂、冷喷涂和电弧喷涂等。金属喷涂技术可以起到物理屏蔽作用，即使破损也可以发生阴极保护，因此金属喷涂广泛被应用在沿海全浸区。我国水利水电行业中几乎所有的钢结构热喷涂防腐工程都使用了涂料。应该指出的是，涂料的使用对孔洞起到了一定的密封作用，但并没有完全封闭金属涂层的孔洞，导致腐蚀介质渗透到基底，从而引起其腐蚀，目前该技术在沿海钢结构的使用上非常苛刻，铝金属的喷涂更为困难，关键部位不能完美喷涂，因此衍生出冷喷涂技术，冷喷涂涂层的无氧化、高纯度造就了冷喷涂的发展潜力，大力发展冷喷涂技术，使技术简单方便使现如今的主流。另外需要解决的问题还有降低涂料的粘度和增加涂料本身的密实性。

4.3构建长效防腐蚀体系

为了实现沿海钢结构节点多层包覆防腐结构的优化设计，还需要构建长效的防腐蚀体系。根据电弧喷涂防腐原理，首先将金属丝产生的电弧进行处理，得到防腐蚀的底层与封闭涂层组成的长效防腐蚀体系，这种体系使用的涂层材料必须具有如下特点：一是必须具有较长的抗腐蚀寿命，保证该体系无须在使用过程中进行多次维护，避免维护造成的腐蚀；二是必须具有良好的结合力，这种结合力可以有效避免金属涂层中的其他合金出现不适应性结合；三是该体系需要预先设计成牺牲阳极保护阴极的状态，保证其即使在耐腐蚀的原电池环境中仍能保持自身的稳定状态。在长效防腐蚀体系中采用了锌铝伪合金涂层，这种涂层制备的方法较简单，首先需要使用盐雾加速腐蚀试验筛选出符合涂层要求的合金，其次将合金与涂层相融合，进行涂层色彩试验，务必保证该涂层使用后无红棕色色块出现。

4.4石墨烯重防腐涂料的应用

该图是一种由碳原子组成的平面薄膜，形成了具有SP2分解轨道的六角晶格，这是有史以来最薄的新型二维纳米结构。该图具有优良的力学性能，抗破坏强度约为1.3×105 MPa，热导率优良，热导率为5150w / ( MK)作为一种无害环境的纳米材料，该图将有效地减少资源消耗，提高原材料的使用，从而大大有助于建设节能社会的进程。与此同时，碳环结构稳定-6、表面积非常大，使其具有较强的机械屏蔽性能，良好的滑动性能、化学稳定性和导电性能使改性涂料性能得到显着提高，因此，该图在重保领域具有良好的应用价值和前景。与传统的600h富锌涂料相比，含锌环氧涂料的耐蚀性有了显着提高。在富含锌的水性环氧涂料中添加了石墨块，从而产生了富含锌的水性环氧涂料。一种改性石墨门冬胺酸聚酯基复合涂料，添加1%的石墨粉，实现了涂料性能的良好平衡，国产3.5%溶液中的电化学阻抗可在30d保持稳定。目前，在国家电网沿海地区和工业空气污染地区的大型电线杆、西南地区的光电介质和钢筋结构中，最先试验使用了基于图形的防腐涂料。

结束语

在沿海产业飞速发展的时代，沿海钢结构成为了研究沿海发展的核心，降低沿海钢结构的腐蚀作用对增加钢结构的耐久性十分重要。本文分析了防腐材料，其次进行了覆层防护，构建了相应体系，从而实现了钢结构防腐结构的设计，防腐结构效果较好，有一定的应用价值。

参考文献

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作者简介：刘洋（身份证号230221********5233）