尿素造粒塔防腐措施
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
尿素是一种高效的氮肥，属于中性有机盐，因为分子结构中含有氨基，所以偏碱性。正常的干燥环境中，尿素对混凝土没有腐蚀作用；而在潮湿环境下尿素会对混凝土具有严重的腐蚀破坏作用。尿素能够在空气中吸收水分，形成一种氨水电解质溶液，就是尿液，而且渗透性很强，极易渗透到混凝土内部甚至是密实的混凝土内部，对混凝土及内部钢筋造成腐蚀危害。因此生产尿素的主要设施--尿素造粒塔，是一种混凝土结构建筑物，其腐蚀控制显得非常重要，也是尿素造粒塔延长使用寿命的关键性措施之一。
尿素造粒塔由钢筋混凝土制成，通常分为主体塔身、集料漏斗和刮粒漏斗几个部分。尿素造粒的工艺主要为喷头熔融尿素（温度约为138℃）从塔顶喷落下来，经过塔底冷空气逆流冷却，形成结晶颗粒。其到达塔底的尿素颗粒温度大约为55℃，从塔顶排出的空气温度约为70℃。因此，尿素造粒塔又分为高温区和低温区，高温区温度80-120℃，低温区温度80℃以下，故内壁防腐施工时选择防腐材料应该考虑温度的变化，即耐温急变腐蚀。整体尿素造粒塔防腐又分为外壁防腐和内壁防腐两大类，外壁防腐材料以防腐涂料为主，内壁防腐材料除了防腐涂料外还有玻璃钢、玻璃鳞片胶泥、耐蚀砖板等防腐材料。
混凝土结构的尿素造粒塔外壁长期暴露在空气中，受到工业大气腐蚀，另外还受到紫外线及酸雨等影响，会造成混凝土的粉化，碳化，对尿素造粒塔形成危害。所以对于混凝土结构进行防护措施，特别是尿素造粒塔常年外露的外壁防腐工作必不可少。尿素造粒塔混凝土外壁防腐主要以工业防腐蚀涂料或者树脂为主，可以选择耐候、耐工业气体腐蚀的品种作为防腐材料，如常用的聚氨酯涂料、丙烯酸聚氨酯涂料、氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、高氯化聚乙烯（HCPE）涂料、聚硅氧烷涂料、氟碳漆等。外壁防腐蚀施工时首先要对尿素造粒塔混凝土表面进行打磨清理，保持良好的基层清洁面，如果有蜂窝空隙，必须使用快干水泥砂浆进行填补，然后使用上述涂料配套底涂料打底，打底涂刷两道，建议十字交叉进行，均匀无漏。打底涂料干燥后就可以涂刷两道上述涂料中的面漆（如果有中间层涂料的还需要涂刷一道中间漆）。面漆要求饱满，无流挂，无针眼和气泡等缺陷，并且符合设计规定的厚度要求。
混凝土造粒塔防腐体系中，外壁防腐相对来说比较简单一些；但是内壁防腐就比较复杂和重要。因为内壁不但受到温度影响，还受到尿液的强腐蚀，特别是尿液的渗透性腐蚀破坏，所以内壁防腐材料的选择必须要耐温、耐碱腐蚀、耐冲刷磨损、抗渗性能好的材料。内壁防腐材料有重防腐涂料如聚氨酯甲酸酯涂料、聚乙烯涂料、偏氯乙烯涂料、乙烯基重防腐涂料等，其施工工艺方法和外壁防腐施工工艺相似；但是这些涂料涂层一般都比较薄，导致抗渗性能差，需要多次重复涂刷，才能满足使用要求；另外这些涂料韧性不好，含有很多挥发性溶剂，致密性也不够理想。随着防腐技术的发展，尿素造粒塔内壁防腐现在已经很少使用涂料进行保护。当今对混凝土尿素造粒塔内壁防腐普遍采用的是玻璃钢及鳞片胶泥衬里防腐工艺方法。玻璃钢衬里主材主要是环氧和乙烯基树脂，要求尿素造粒塔混凝土含水率<8%，纤维布为0.2-0.4㎜的无碱无捻方格平纹布，做成2-3层布的玻璃钢防腐层。玻璃钢施工工艺为：打磨混凝土--清理干净表面--修补蜂窝空隙--涂刷底料--批刮腻子--涂刷底料--刷胶贴布--固化修整--重复第一层布方法循环至所需层数--修整后涂刷面临--自然干燥养护（底料和面料及贴布胶均为同一种树脂，特殊部位预先增设加强层）。乙烯基树脂建议采用中温或者高温型品种，此树脂不但具有环氧树脂优异的粘结性能；而且还具有不饱和树脂耐蚀性能及低粘宜加工性能特点，大大的提高了树脂的耐蚀性能和韧性。因此，乙烯基玻璃钢衬里较环氧玻璃钢衬里更普遍，也成为混凝土尿素造粒塔内壁防腐的常用的防腐工艺措施之一。尿素造粒塔内壁防腐从长期使用效果来看，虽然树脂玻璃钢衬里在尿素造粒塔内壁防腐中发挥了重要的作用，比防腐涂料具有更优的性价比；但是树脂玻璃钢在长期的尿液冲刷下容易被磨损，耐磨性能差，降低了防腐效果。为了满足耐温，耐蚀，耐磨的防腐要求，改用树脂玻璃鳞片胶泥衬里的防腐工艺可以彻底的解决尿素内壁腐蚀的问题。
玻璃鳞片材料结构一般为平行叠层定向排列，具有“迷宫效应”，成千上万鳞片叠层形成一道道“屏障”，从而阻断了腐蚀介质的直线通道，延长介质到达混凝土基层的路径，达到防腐的目的，有效的延长了尿素造粒塔使用寿命。玻璃鳞片胶泥以环氧树脂或者乙烯基树脂为胶结料，加入固化剂固化干燥后形成密实而又耐蚀的抗渗层，具体工艺为：打磨混凝土--清理干净表面--修补蜂窝空隙--涂刷导电底料（便于电火花检测）--粘贴玻璃纤维短切毡--批刮玻璃鳞片胶泥至2.5㎜厚度（阴阳角特殊部位用玻璃鳞片胶泥衬2层玻璃布加强，防止开裂）--打磨修整玻璃鳞片胶泥层，涂刷树脂面漆（环氧或者乙烯基）2道，增加耐蚀性能和衬里层的光洁度，降低造粒时产生“挂壁”现象。这种短切毡加鳞片胶泥的复合衬里有效的提高了尿素造粒塔混凝土内壁耐磨性能，耐蚀性能，耐温性能，不失为当今尿素造粒塔内壁防腐最佳措施方法之一。当然，在低温区刮粒漏斗表面铺贴耐酸砖是为了满足尿素碱性腐蚀，冲击磨损及强度和不粘性的要求而设计的，倒立圆锥内表面侧面环形铺贴时建议预先划线，采用定制的异形砖铺贴，整齐美观，错缝一致，粘贴牢固，为刮料区域重要的防腐形式。
尿素造粒塔内壁防腐是尿素生产设施中重中之重，合适的防腐材料及施工方法可以延长其使用寿命，降低设施维修成本，提高尿素产品质量，给企业带来可观的经济效益；不合适的防腐材料及施工工艺将会造成设施的损坏，增加维护成本，降低尿素成品质量，腐蚀危害还会造成巨大的安全事故。所以尿素造粒塔内外壁防腐效果的实现必须从材料选择，施工技术及后期维护三方面进行严格管理和控制。防腐技术人员也必须充分了解尿素生产工艺及腐蚀环境工况，严把质量关，仔细缜密科学的制定内壁防腐方案，并利用防腐材料最强优势，达到防腐层最大使用年限的效果。
尿素造粒塔建筑工程的实施有效的促进了我国大化肥的发展，提高了农业现代化程度。其内外壁防腐设计在施工过程中非常重要，直接关系着工程质量和设施使用寿命。因此，在材料选择的过程中必须结合材料综合性能，生产工况条件进行科学的优选。笔者希望能够在现有的复合衬里防腐层的基础上能够开发出更多的新材料，新工艺，使得我国化肥工业向更深更高的方向发展。
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