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摘要:在临海高温、高盐雾地区环境气候条件下,环境对混凝土、钢结构设备、热控仪表等的腐蚀都会给工程质量、设备安全运行以及社会经济效益带来不利的影响,如何在此环境中减小并尽可能的避免对混凝土、设备等的腐蚀,将是本文所探讨的关键。
关键词:高盐雾;高温;巴基斯坦;混凝土;钢结构;防腐措施
1前言
1.1工程概况
巴基斯坦卡西姆港2×660MW燃煤电站工程项目位于巴基斯坦卡拉奇东南约37km处,在卡西姆港工业园区的南侧,距离西侧既有的KESC电厂约0.5km,西侧紧邻钢厂的取水明渠,北侧紧邻园区主干道路,南侧紧邻通往阿拉伯海的航道。电厂使用进口燃煤,采用轮船运输,码头卸煤,机组采用海水二次环流冷却和海水淡化补水,采用石灰石-石膏湿法脱硫,年总发电量90亿度,可幅度减轻并缓解巴基斯坦电力短缺的局面。
1.2环境气候对设备腐蚀作用分析
1.2.1地表水腐蚀性
本工程中的地表水主要是工厂排水的污水,试验检测得知水中CL离子含量为776-848mg/L,根据现场对水质以及地表水对建筑材料的腐蚀性分析,按Ⅰ类环境考虑,在干湿交替条件下,地表水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性;在长期浸水条件下,地表水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
1.2.2地下水腐蚀性
本场地上部地层为强透水层,地下水和海水之间有非常密切的水力联系,二者互相贯通,互为一体。试验检测得知水中CL离子含量为1992-32799mg/L,
按Ⅰ类环境考虑,在干湿交替条件下,地下水(海水)对混凝土结构具强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性;在长期浸水条件下,地下水(海水)对混凝土结构具强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性。
1.2.3盐雾腐蚀性
工程所在地年度白天气温最高达到46°左右,夜间温度1.3°左右,昼夜温差大,又紧临海边,白天大量海水蒸发,使空气中含有大量随海水蒸发的盐分溶于小水滴中,由于夜间温度降低形成了浓度很高的盐雾(盐雾主要成分是NACL)。高浓度的CL离子快速的破坏金属表面钝化膜,使新鲜的金属暴露出来,从而导致并加速了金属锈蚀。
2混凝土防腐措施
2.1混凝土设计及拌制要求
桩基、基础以及沟道、水池等地下结构的混凝土强度等级不低于C40,最小水泥用量340kg/m3,最大水胶比0.40,抗渗等级不低于S8,混凝土中最大氯离子含量(水泥用量的百分比)0.08%。混凝土采用高抗硫酸盐(硅酸盐)水泥拌制,掺加复合外加剂,外加剂掺加量由现场试验室按照试验结果确定,并经监理确认,混凝土中的砂、石料应致密,可采用花岗石、石英石或石灰石,但不得采用有碱骨料反应的活性骨料。
2.2混凝土成品
主要建构筑物基础及地下薄壁结构外表面均涂刷环氧沥青或聚氨酯沥青涂层,涂层总厚度≥500μm;地下短柱、地基梁外表面均涂刷环氧沥青,厚度≥1mm;所有基础垫层采用C15混凝土厚100mm,垫层顶层及桩头部位涂刷环氧沥青或聚氨酯沥青涂层,涂层总厚度≥500μm。
3钢结构防腐措施
3.1主厂房钢结构
钢结构除锈处理后的表面应满足规范中规定Sa2.5除锈等级。防腐油漆:①环氧富锌底漆两道(60um);②环氧云铁中间漆两道(160um);③聚氨酯面漆两道(60um),总干膜厚度不小于280um。
3.2埋地钢结构
埋地钢结构等在设计中均采用一定的防腐蚀措施,并考虑一定的设计裕度,以保证其正常使用寿命。防腐蚀措施首先涂刷防腐油漆,具体如下①底层:环氧富锌或环氧磷酸锌防锈底漆,干膜厚不少于60um;②中层:环氧云铁或环氧磷酸锌防锈漆,干膜厚不少于160um;③面层:聚氨脂或氟碳防腐涂料面漆,干膜厚不少于60um,漆膜总厚度280um。
3.3室外钢结构
室外钢结构的平台、栏杆、扶手等采用热浸锌加油漆的方案,钢格栅只采用热浸锌处理:所有热浸锌件厚度不低于80um,再对热浸锌表面进行扫砂处理并达到Sa1级之后在其表面涂刷环氧连接底漆40um,环氧云铁中间漆80um以及聚氨酯面漆40um,漆膜总厚度160um。
3.4钢结构螺栓
室外钢结构的现场连接全部采用扭剪型高强螺栓连接(厂内采用黑化或磷化处理),安装完毕后外部涂刷钢结构等效油漆进行封闭保护。
4露天设备防腐蚀措施
基材表面处理要求其基底处理达到Sa2.5级或St3.0级以上(清除表面污垢、油渍,露出金属光泽)并保持基底干燥状态条件下,2~4小时内及时涂刷底漆。底漆、中间漆、面漆必须涂刷均匀、不得漏刷,每层漆膜的下一道油漆要待前一道油漆层干透后再涂刷;每道、每层漆膜间杜绝灰尘/潮气,保证各层油漆的附着力不降低。
5室外设备、保温及其他外护板的防腐蚀措施
5.1保温外护板
保温外护板选用耐盐雾腐蚀性能优良的外护板材料,锅炉本体范围、烟风道、空气预热器及电除尘的外护板选用铝合金压型板,材质选用ASTMB209中的3003牌号,硬度为H14,厚度为1mm,并采用防锈紧固件。全厂汽水管道,保温后外径小于350mm的管道选用0.5mm厚铝合金外护板,保温后外径大于350mm的管道选用0.7mm厚铝合金外护板。
5.2大屋顶彩钢板
大屋顶彩钢板设计要避免海边的盐雾腐蚀,采用镀铝锌压型钢板,镀铝锌量外墙不小于150g/m2、内墙不小于100g/m2,最小屈服强度不小于550MPa,正面涂覆5μm抗腐蚀环氧树脂底漆,外覆面漆20μm采用高级耐腐蚀聚脂纤维涂漆,正面涂层总厚度不小于25μm,表面另须涂有抵御灰尘堆积的洁面涂覆系统;背面涂覆5μm耐腐蚀环氧树脂底漆,外覆5μm色涂层,基板厚度不小于1mm。
6热控仪表防腐蚀措施
6.1仪表盘、箱、柜
布置在室外的盘、箱、柜(含配电柜)防护等级IP65,箱体材料为PC(高品质聚碳酸酯),技术要求为防护种类II,通过ASTA和CCC认证,耐撞击强度IK08,耐紫外线,耐10%酸和碱、耐苯和重油的腐蚀,不含卤素硅素,符合ROHS标准,防水防尘耐腐蚀。露天仪表使用仪表保护箱防护,本工程仪表保护箱选用玻璃钢或PC(聚碳酸酯)耐盐雾腐蚀材质。
6.2仪表管材质
布置在主厂房内的仪表管材质:仪表取压短管采用与工艺管道同材质或321(06Cr18Ni11Ti)材质,一次门前后仪表管采用321(06Cr18Ni11Ti)材质,布置在室外及腐蚀性区域的仪表管材质采用316L不锈钢材质(含风/烟/粉系统仪表管路),与海水直接接触的采用与工艺管道相同的材质。
6.3仪表气源管路材质
布置在主厂房内的仪表气源管路材质采用321不锈钢材质,布置在室外及腐蚀性区域的仪表气源管路材质采用316L不锈钢材质,化学水区域气源管路采用优质PVC材质。
6.4桥架材质
主厂房及一般辅助车间桥架材质采用铝合金,强腐蚀区域采用玻璃钢电缆桥架(露天区域需添加抗老化成分)如酸、碱计量,储存设备附近,循环水通风冷却塔水雾影响区域。在桥架施工结束后需要对二次加工和螺栓连接部分进行防腐处理,桥架连接螺栓采用不锈钢304材质。
7结束语
本项由于前期策划及各方面预控措施到位,从土建混凝土施工防腐措施到钢结构防腐、室外设备、仪器仪表材质选型及防腐等各个方面取得了良好的效果。虽然处在高盐雾地区,但是截至目前已安装的钢结构、设备等全部未出现大面积腐蚀现象,这与工程项目防腐的前期策划及现场安装过程中严格的控制是分不开,这一防腐措施的实施为机组长期稳定的运行奠定了基础,也为整个工程项目能够取得相应的社会经济效益起到了推动作用.
参考文献:
[1]卡西姆电厂防腐蚀处理措施
作者简介:
李彦林(1982-),男,甘肃甘谷人,工程师,主要从事火电工程项目管理工作。