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[防腐材料] 烟囱内壁防腐方案对比

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2014-08-08
防腐方案比较

国内几大常用防腐方案:
目前国内外脱硫烟囱可供选择的防腐材料较多,如镍合金、钛钢复合板、FRP玻璃钢、泡沫玻璃砖(进口和国产)、玻化陶瓷砖、烟囱防腐涂料、耐酸耐热整体浇筑料等,这些材料各有其优缺点,在工程应用中应结合脱硫工艺(是否设置GGH)、运行工况(是否设置旁路烟道)等实际情况选定,其材料应满足脱硫烟囱的安全运行条件。满足先阶段复杂工况的运行条件,满足业主的经济考虑。根据不同的运行条件和经济条件选定不同的防腐材料。
国内现阶段防腐分以下几大类:

合金类


合金钢主要类型有:钛合金板(TiCr2)和镍基耐蚀合金板C-276
1. 镍基耐蚀合金板
C-276 合金是一种含钨的镍 - - 钼合金,其硅、碳的含量极低,在氧化和还原状态下,对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性,出色的耐点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能。较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子的侵蚀,钨元素也进一步提高了其耐腐蚀性。
2. 钛板 (TiCr2)
是一种很耐腐蚀的材料,这是由于钛的表面容易生成稳定的钝化膜,钝化膜是由几纳米到几十纳米厚的极薄的氧化钛构成,在许多环境中是很稳定的,并且一旦局部破坏还具有瞬间再修补的特性。因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好。

合金类材料的主要问题和缺点:
1,合金类材料价格在防腐类材料中偏高。近年来,国际国内市场镍价持续上涨,使得 C276 合金材料初期成本较高,制约了 C-276 耐腐合金在脱硫烟囱中的应用。钛板价格稍比镍基合金便宜,但是也要达到20多万一吨,大大超出了一般业主的经济承受能力。
   2,钛合金虽然有出色的防腐性,但是它的防腐性能的体现主要是靠其在静态酸环境下形成的钝化膜的保护,但是当钛表面的酸呈动态流动情况下,其钝化膜会被破坏掉,钝化膜被破坏后,若不存在修复的环境介质,或环境介质有限,这时钛的腐蚀速度比钢还大钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的,但是,钛中杂质的存在,显著影响钛的物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙杂质,它们可以使钛晶格发生畸变,而影响钛的的各种性能。常温下钛的化学活性很小,能与氢氟酸等少数几种物质发生反应,但温度增加时钛的活性迅速增加,特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应,从而产生腐蚀。
  合金类材料的施工工艺复杂,在施工时会出现漏焊,或者由于焊点燃料的不纯,造成焊缝的氧化,从而造成焊接处发生腐蚀。大量的现场焊缝不可完全避免的存在焊缝缺陷,在长期腐蚀环境中,也陆续出现板缝腐蚀渗漏现象。合金板材在运输或安装中有划伤也会出现腐蚀渗漏。
总的来说,合金类材料是一种性能优异的防腐材料,在特定的环境下具有别的防腐材料无可比拟的防腐性能,但是由于其价格高,施工要求高,供货商的选择比较单一,都严重制约了其的大范围使用,故在工程中应用情况不算广泛。
                    

涂料类


在烟囱内筒内喷(刷)薄膜类防腐材料,主要有OM涂料、聚脲、玻璃鳞片、VP
OM涂料
OM耐酸防腐涂料主要由优质高硅粉、固化剂、分散剂以及细粒料位原料,按一定比例和要求混合配制而成。其耐酸耐高温同时防腐施工周期很短,造价相对较低,在单筒式老烟囱中使用较多。
聚脲
聚脲是双组分高分子聚合物。喷涂工艺属于快速反应喷涂体系,原料体系不含催化剂,固化速度快,可以再任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型,工艺简单施工方便,聚脲涂料价格也较为经济,抗腐蚀、耐磨性能好。
玻璃鳞片
玻璃鳞片衬里是以耐酸树脂(环氧树脂)为主要基料,以薄片状填料为骨料,添加各种功能添加剂混配成胶泥状或涂料状防腐材料,鳞片树脂防腐的原理主要是迷宫效应,其抗腐蚀,抗渗透性能好,价格也较适中。
VP(布纳姆渗透提取剂)
布纳姆渗透提取剂是一种无毒,无呼吸抑制,聚合提取剂。这种提取剂抗压深度渗入砂浆,混凝土和水泥喷浆中除去液体污染杂质。它与布纳姆密封涂料一起使用。
布纳姆渗透提取剂在使用时不会改变混凝土表面颜色,组织结构或其他任何物理性能。
布纳姆渗透提取剂可对表面经行预处理,使混凝土,涂料,密封和漆层更好的附着于施工表面。
涂料类材料的主要问题和缺点:
    1.涂料类防腐材料初期投入成本较低,但日常维护费用较高,整体性价比较差。
2.OM涂料在高低温环境的交替变化中所产生的交变热应力对粘接强度影响较大,容易开裂,开裂后特别是在高速烟气中容易脱落。
3. 聚脲在火力发电厂烟囱脱硫系统中的应用业绩较少。烟气脱硫后温度一般在50℃左右,但脱硫系统停止运行时烟温将达到150~200℃,该工况运行时间可能达到几天甚至更长,这样会加速材料老化,开裂脱落,其耐久性和耐温性较差。
4. 由于鳞片材料生产门槛较低,导致其行业市场混乱,质量存在较大差异,同时鳞片材料固化后呈脆性,耐温特性(包括耐高温特性和耐温度冲击特性)较差,极易造成鳞片衬里在高温条件下或者温度冲击下,发生开裂、脱层现象。
在钢内筒内喷(刷)涂玻璃鳞片、聚脲、OM涂料等薄膜类防腐材料导致烟囱(烟道)防腐受到损坏的状况较多;同时防腐涂料不应直接喷(刷)涂在以砌体为基层的烟囱内壁上(特别是旧烟囱改造)。


三、贴面砖内衬


1、材料介绍:在烟囱内壁采用国产泡沫玻璃砖、进口宾高德玻璃砖和玻化陶瓷砖进行粘贴的隔膜类防腐系统。
国产玻璃砖
   国产玻璃砖是以碎玻璃为主要原料,加入发泡剂、外掺剂,高温发泡成型制成的一种轻质多孔玻璃材料。
宾高德玻璃砖(进口)
宾高德玻璃砖内衬的主要材料是低膨胀硅酸硼玻璃,能抵御除氢氟酸以外的各种酸类的腐蚀,而且对气体和凝结水具有抗渗透性能。同时,它具有自重轻和极好的隔热性能,在国外电厂烟囱防腐应用较多。
玻化陶瓷砖
玻化陶瓷砖是一种由硅酸盐矿物原料添加一定的添加剂,经高温发泡熔融烧制、具有均匀分布封闭气孔的无机材料。具有轻质,耐酸,抗渗,保温,隔热,高结构强度等优点。在国内烟囱防腐工程中已有比较广泛的应用。
玻化陶瓷砖除了具有宾高德系统的耐酸,抗渗,隔热等优点之外,由于本身体积密度较大,原料成分的不同,因而在强度、耐磨性等一系列物理性能上都有更高的性能体现,更由于陶瓷本身的优势,线膨胀系数更小、抗热震性更好。
2、贴面类材料的比较
1、性能指标
项目名称
单位
宾高德55#
宾高德#88
国产泡沫玻璃
玻化陶瓷砖(CLT-Ⅱ)
体积密度
kg/m3
190
200
<200
350
抗压强度
Mpa
1.4
1.6
0.8
2.5
抗折强度
Mpa
0.63~0.84
0.7
0.6
1.6
导热系数
W/m·K
0.084
0.058
0.08
0.15
体积吸水率
0.2
0.2
<0.5
0.5
膨胀系数
10-6/
5.5
8.8
<9.0
6.3

2、强度对比
泡沫玻璃砖(以下简称玻璃砖)抗压强度低于1.4Mpa,抗折强度低于0.84Mpa,直观的说用手指压就能在表面留下很明显的痕迹;CLTⅡ型玻化陶瓷砖(简称陶瓷砖)抗压强度在2.5Mpa以上,抗折强度在1.6Mpa以上,需用硬物才能造成表面破损.因此陶瓷砖在高流速烟气冲刷区比玻璃砖拥有更加可靠的安全性和稳定性,能有效防止因烟气含尘冲刷导致材料表面气流风蚀以及碎屑的产生和沉积,甚至于材料的脱落,从而保证整个烟气防腐体系的安全稳定。.
(3)、热震性比较
    电厂FGD装置开停频繁,造成烟囱内高低温交替变化,对防腐材料的热震性性能提出了更高的要求。  
    耐温度冷热急变试验情况表明:进口发泡玻璃砖及国产的3.0MPa发泡玻璃砖一般在2030次出现断裂,国产发泡陶瓷砖在40次以上还没出现断裂,质量较好;而国产2.0MP发泡玻璃砖质量较差,几次试验就出现断裂。    
4、载荷
虽然玻化陶瓷砖略重于玻璃砖,但整个陶瓷砖防腐内衬所增加的重量约为原新烟囱筒体自重的1.1 %。根据烟囱土建设计规程规范,烟囱防腐内衬系统所增加的重量完全满足烟囱荷载要求

复合材料


FRP玻璃钢
     4.1是以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料,或称谓玻璃钢,由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。
4.2 玻璃钢是一种复合材料,所用的树脂基体是分散介质,增强材料为分散相,另外在增强材料与基体树脂之间还有第三相,即它们的界面。这三个单元的有机组合,使所制成的玻璃钢复合材料具有单独组分,所不可能具备的优异性能,这正是复合材料得到飞速发展。受到重视的主要原因,高强度、高模量、轻质、绝缘、耐腐蚀、保温等优异的性能。
4.3在国外,用FRP内衬结构的玻璃纤维制作的内衬,具有钢硬度内含。在中国非电力行业里面有也使用到烟囱的案例。由于有经验的制造商数量有限,FRP是非常昂贵,所以它们的使用受限。据报道(未经证实)玻璃纤维能抵抗160℃的温度,但是如果气流紊乱,玻璃纤维不能有好的表现,特别是在入口处不合适。FRP还是比合金便宜的多,但是在震动中易遭受破坏,这里的关键是选择适合脱硫烟囱后实际工艺情况的树脂。
4.4有较大气流或在有风、地震、烟囱有较大风向移位时,特别是较为频繁的切换掉FGD以后温度的冲击。特别是要注意的是以后的烟气温度的变化带来的热应力的变化对玻璃钢热塑性材料的变形和老化的冲击。通常FRP不适太时候烟囱的工艺情况的变化。

整体浇注料


浇注料主要是由轻质骨料、粘结剂和添加剂组成。该内衬浇注料比较多应用在石化系统,并都在气候比较干燥的北方地区,结构物一般都不很高。
从实际使用情况看,开裂现象严重,耐酸性和耐水性较差。

APC杂化聚合结构材料


APC杂化聚合结构层使用的是有机——无机杂化聚合材料,是一种高交联密度的三维空间立体结构防腐蚀材料。这种有机----无机杂化的机构具有耐各种强化学介质腐蚀、耐高热冲击、高耐磨、抗弯曲能力强、表面能低减少积尘、工艺性良好的特点。

防腐内衬选择原则:
1) 技术可行性
2) 经济合理,一次性投资费用、日常维护费用低或免维护
3) 施工容易,改造周期短。防腐工程在机组大修周期内能够完成。
4) 防腐内衬材料自重轻,对既有烟囱强度无影响
需注意的是,用材的选择不仅应考虑初期成本,还应综合考虑装置的可运行周期(即大修周期)和总使用寿命等相关问题。

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只看该作者 沙发  发表于: 2014-12-18
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