防腐蚀方法

2024-12-01

防腐蚀方法（共12篇）

防腐蚀方法篇1

材料的腐蚀遍及国民经济的各个部门, 给人类带来的损失是巨大的。据工业发达国家的调查, 每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2%~4%, 我国每年因腐蚀造成的经济损失至少也要高达200亿元人民币。腐蚀给民用航空领域带来的损失也是相当惊人的。发达国家的航空公司对飞机腐蚀问题早已相当重视, 总结出了很多经验和教训。

为了保证飞机结构的完整性、可靠性、安全性, 为了提高我国民航的经济效益、社会效益, 我们必须也腐蚀作斗争, 强化民机腐蚀的防护工作, 逐步实现这一工作的科学化、规范化、系统化, 使我国民机腐蚀的防护与控制工作尽快与世界民航接轨, 本文总结阐述了分析飞机结构腐蚀的重要性和造成飞机结构腐蚀的因素, 并提出了飞机结构防腐的方法。

1 分析飞机结构腐蚀的重要性

航空产品使用的特殊性在于要确保飞机的可靠性、安全性和经济性。平时若对飞机结构腐蚀没有了解, 弄不清腐蚀的种类及特征就不能发现腐蚀的征兆并进行及时的检查和采取积极的维修措施, “防患于未然”, 轻者返厂停工待修, 重者由于突发事故还会带来惨痛的损失甚至造成机毁人亡, 这种损失是难以用经济损失来估量的。如:

1971年一架Vang uard型飞机, 由于厕所污水外溢引起接头腐蚀损坏, 造成载有63名乘客的飞机坠毁的恶性事故。

1981年一架波音737-200飞机, 由于机身腐蚀引起结构破坏导致机毁人亡。

在我国, 随着老龄飞机的日益增多, 随着国外先进客机的不断引入, 研究飞机腐蚀的种类和行之有效的腐蚀控制技术就显得越发重要了。

2 造成飞机结构腐蚀的因素

飞机在加工 (包括冷、热加工, 防护处理等整个加工过程) 、装配、运输、飞行、停飞和修理中的任何一个环节都可能发生腐蚀。不利的因素可以加快飞机的腐蚀, 例如:选材不当、采取了不恰当的生产工艺、不恰当的保护涂层 (或涂层由于本身的老化和外界条件的侵蚀而变质) 、不恰当的装配及维修、缺乏腐蚀控制措施、运输过程中发生的腐蚀性化学制剂的偶然外溢造成的污染等, 将会给腐蚀的产生创造条件。

从设计的观点看来, 飞机制造过程中采用的材料和制造工艺对于结构件的耐久性起到重要的作用。在腐蚀的总体环境中, 有许多环节是可以通过人为因素而得到控制的, 而飞机在运营过程中 (包括在机场的起落与停放) 遇到的总体环境则不以用户的意志为转移。如处于近海位置的、充满盐雾的大气环境或处于重工业区被严重污染的大气环境都是不可改变的。空气越潮湿、大气环境污染越严重、空气中氯离子的含量越高等不可改变的自然环境, 都将加剧飞机的腐蚀。

铝合金在飞机的制造中被大量使用, 铝在工业污染的大气中、在海洋性大气中, 其耐蚀性能明显降低。表1列出了硬铝ly12在三种不同的大气条件下暴晒的结果。此表充分说明飞机在充满盐雾的大气环境或重工业区等被严重污染的大气环境中腐蚀会加剧。

钢在飞机的制造中被使用, 表1列出了钢在不同大气中暴晒的腐蚀速度。此表充分说明空气越潮湿、空气中盐份的含量越高, 钢的腐蚀越快。

表1工业和海洋大气环境ly12铝合金的腐蚀明显比污染小的农村大气环境要严重。

表2越靠近沿海, 空气越潮湿, 空气中盐份的含量越高, 钢的腐蚀也越快。

3 飞机结构的防腐

腐蚀的发生是不可避免的, 但预防腐蚀和延缓腐蚀显得尤为重要。而且对于飞机的每一个使用者都有义务参与到它的防腐工作中。比如在货物装卸过程中, 造成地板破损, 液体渗漏;在厨房间工作时, 发生饮料外溢漏洒, 卫生间溢水, 维护工作中液压油、滑油渗漏。这些, 都是产生腐蚀的重要源头。

发生结构腐蚀后, 首先应严格按照结构维修手册SRM、防腐手册CPM及维护手册AMM的有关章节的要求, 彻底清除腐蚀或更换腐蚀件, 早作处理, 将腐蚀消灭在萌芽状态。彻底清除腐蚀, 该道工序非常重要, 否则, 腐蚀将继续扩展。据观察, 有的工作者因担心清除腐蚀会造成打磨深度过大, 使金属材料去除量过多, 因此去除未达标, 造成了残留腐蚀。而残留腐蚀本身就是一种更加严重的腐蚀根源, 它会在结构内继续扩展, 维持到下一次维修间隔而平时又无法检查到。当再次发现腐蚀时所作的工作量反而更大, 时间更长。在彻底清除腐蚀后, 应按照SRM对腐蚀的结构件进行修理, 若超过了SRM的范围, 则应与飞机制造厂商取得联系, 重新制订维修方案并获适航当局的批准。

在防腐中最普遍使用的是漆层, 它主要是将金属结构与环境及腐蚀介质隔绝开。因此, 漆层质量的好坏, 直接影响防腐效果, 这一步是作好防腐工作的关键。而修理过程中若达不到要求, 这样的部件装上飞机后其防腐性就会大打折扣, 所以在清楚腐蚀时一定要认真彻底, 喷漆要严格按工艺要求执行。

正确使用和喷涂防腐剂, 是控制腐蚀的又一种方法。由于腐蚀是不可避免的, 正确使用防腐剂就显得尤为重要。在出现应力腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀、坑点腐蚀、丝状腐蚀、摩擦腐蚀等腐蚀发生的地方和区域, 正确使用防腐剂, 可以大大地抑制腐蚀形成条件, 延缓腐蚀的发生。根据SRM手册常用的附加防腐涂层是一种新型的抗腐化合物, 即CIC (CORROSION I N H T I N G C O M P OU N D S) BM S 3-23/26/29, 其中BMS3-23适用于缝隙及不易接近区域的防腐处理。

参考文献

[1]航空航天工业部六二一、六四零研究所.《民用飞机腐蚀控制》[M].北京:航空工业出版社, 1993.

[2]中国民用航空局科技教育司.飞机结构维修指南[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1993.

[3]李金桂, 赵闺彦.腐蚀和腐蚀控制手册[M].北京:国防工业出版社, 1988.

防腐蚀方法篇2

腐蚀性气体硫化氢测定方法的探讨

腐蚀性气体硫化氢的`测定方法最常见的是亚甲基蓝分光光度法和碘量法,这两种测定方法都受到众多因素的影响.对于亚甲基蓝分光光度法而言,采样,标准曲线的绘制,以及样品的分析等过程都会影响硫化氢测定结果的可靠性;同样,对于碘量法,采样,硫代硫酸钠标准溶液的配制,以及样品的分析等过程也都会对测定结果造成影响.

作者：吴倩黄海军陈心欣 WU Qian HUANG Hai-jun CHEN Xin-xin 作者单位：中国电器科学研究院,工业产品环境适应性国家重点实验室刊名：环境技术英文刊名：ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY年，卷(期)：27(6)分类号：X8关键词：硫化氢测定方法亚甲基蓝分光光度法碘量法

防腐蚀方法篇3

【关键词】电力通信；ADSS光缆；电腐蚀；光纤光栅传感器

ADSS光缆是在电力通信中广泛应用于35kV及以上电压等级的架空线路杆塔上的全介质自承式的架空光缆，凭借其外径尺寸小、质量轻的优点，经常在通信线路改造时被安装在原有的输电杆塔上。但当杆塔强度、空间电位强度、与地面或交越物的间距关系失配，ADSS光缆就很容易出现各类故障，其中最主要的是电腐蚀故障，不仅阻碍着电力通信网的正常运行，同时也威胁着电力系统的安全与稳定。

1、电腐蚀故障的常见形式

电腐蚀故障主要三种常见形式为击穿、电痕和腐蚀。击穿指ADSS光缆表面发生巨能电弧并伴随大量热量，熔化护套边缘并造成穿孔，烧断纺纶使光缆强度急剧下降。电痕是指电弧在护套表面形成放射状碳化通道，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶。腐蚀故障指护套表面泄漏电流所产生的热量，减弱聚合物的结合力，从而使护套表面粗糙、减薄。当电腐蚀故障发生时，护套的聚合力会随之减弱，一旦当减弱至不足以维张力时便会发生严重的断缆事故，阻碍通信网络的安全稳定运行。

2、光纤Sagnac环的应变效应

Sagnac干涉效应的原理为将光源发出的光经分光器变成两束，使其分别沿顺、逆时针在干涉仪中传播，并汇聚至耦合器处发生干涉。光缆受到应力后会影响护套内的光纤，使其发生细微的变化，从而改变受干扰位置处纤芯的折射率、长度、散射效应等物理特性。造成传播在其中的光波相位差发生变化，并改变干涉后的接收光波功率，通过监测相位、功率的变化可以实现对外部应力的监测。Sagnac干涉仪的结构示意图为：

耦合器的两个端口分别连接一段ADSS光缆的其中两芯，并在远端将这两芯环接起来就构成了一个Sagnac环。L1和L2为干涉仪的两个传感臂，耦合器负责聚合及分解光束。激光器发出的光源经耦合器被分解后，分别沿顺时针及逆时针方向传播至耦合器处，再次汇合发生干涉。当ADSS光缆未受到应力干扰时，沿着顺、逆时针传播的光波干涉后相差恒定。

当ADSS光缆处发生电腐蚀故障时，伴随而来的应力以及高温灼烧作为一种干扰源，会透过护套改变光纤的长度、折射率、散射效应，从而改变光波的相位，从而使得光波带有干扰源的位置信息。当受影响的光波与未受影响的光波在耦合器处再次发生干涉，并经光电探测仪接收后，便可解调受干扰源的光波从而获得电腐蚀故障所发生的位置。

3、电腐蚀故障定位原理

已知光缆长度为L假设在光纤中传播的信号遭受电腐蚀故障后发生的相位调制为，采用的耦合器。A和为扰动引起的相位信号的幅度及角频率，则Sagnac环中沿顺、逆时针传播的信号可以表达为：

4、电腐蚀故障的在线监测

传统的光时域反射仪（OTDR）是通过一个脉冲光源向连接被测光纤，在光脉冲的传播过程中，有部分光会因为光纤长度、折射率等细微的变化而发生向四周的散射，散射光向着光源方向反向传播，便形成了后向散射光，后向散射光在耦合器处被光电检测器捕捉并分析。利用光纤上的每一处位置都能由对应的一个后向散射光表示，于是便可以通过信号处理器分析后向散射光的时延信息来确定光纤上干扰源的位置。值得注意的是，光脉冲所产生后向散射光光强极低，依靠OTDR能探测出光缆上发生例如断缆或弯曲超过光纤极限的破坏性性故障，而检测出光缆护套破坏但纤芯未受损的故障。

而Sagnac干涉仪通过分析干涉光波的时延便可获得护套故障的位置信息，因此选择Sagnac光纤干涉仪作为主要监测工具，再利用能够分析时延获得护套故障点的光纤探测器来搭建电腐蚀故障的在线监测装置。图2为在线式光腐蚀故障监测系统的基本框架，环形器的主要作用是隔离反射光的干扰，为消除由于风摆的干扰造成的噪声以及温漂干扰，增加一个具有较强性能的运算放大器组成一个负反馈电路，来将输出对放大电路进行偏置。

5、结论

本文首先介绍了ADSS光缆常见的集中电腐蚀故障形式及其危害，接着介绍了光纤Sagnac干涉环的应变效应原理，在此基础上分析并给出了电腐蚀故障定位原理的理论表达式。在贝塞尔函数展开的基础上利用互相关算法求得两路干涉信号的时延，从而得到故障距离的具体表达式。通过以上提供了一种ADSS光缆电腐蚀故障的在线监测方法，一旦监测到干涉信号的强度及时延变化，便可利用所得表达式定位故障位置，提对对光缆进行维护，避免断缆所造成的损失。

参考文献

[1] Bravo M， Pinto AMR， Lopez-Amo M， Kobelke J， Schuster K. High precision micro-displacement fiber sensor through a suspended-core Sagnac interferometer. 2012， 37（2）：202?204.

[2] Huang Junhua，Zhang Zhong. Recogmition of land based communication optical cable based on radio frequency，2009.

[3]XuWenyuan，ZhangChunxi，LiangSheng，etal.Fiber-optic distributed sensor based on a Sagnac interferometer with a time delay loop for detecting time-varying disturbance [J].Micro wave and Optical Technology Letters，2009，51（11）：2564-2567.

滨海发电厂防腐蚀接地方法探讨篇4

大量的接地安全事故表明,保证接地网的可靠性对于保证电厂安全运行是十分重要的。近年来,随着福建省用电量的增加,大量滨海电厂(如:嵩屿电厂、后石电厂、南埔电厂、可门电厂等)的建设引发了人们对接地网选材和防腐蚀问题的思考和争论,本文以福建省滨海莆田燃气电厂为工程实例进行探讨。

莆田燃气电厂地处海边,地下水受海水入渗影响含盐量较大,土壤电阻率低,对钢结构具有较强的电化学腐蚀性;若全厂采用钢接地网具有价格便宜、施工快速方便等优势,但是也存在易腐蚀、运行一段时间后需进行维护或更换、污染环境、易导致失地事故等缺点。例如:1994年,四川华莹山电厂因变压器中性点接地线严重腐蚀处放电引起#2主变和#2发电机着火、#3和#4发电机损坏,最终导致全厂停电;上海石化热电厂运行七年后因接地网因腐蚀严重,对整个厂区的接地网进行了全面更换;广东妈湾电厂、天津杨柳变电站、济南义和庄变电站、福建泉州地区的某220k V变电站的接地网在运行多年后均出现了严重的腐蚀。据统计,采用镀锌钢材的接地网,运行十年后都会产生严重的腐蚀而不得不更换,为了防止和减缓接地网的腐蚀,应采取必要的防腐蚀措施,目前的主要措施有:a)涂敷层措施;b)阴极保护措施,其中阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种;c)采用耐腐蚀金属(如:Cu、Pb等)接地网措施。以上三种措施各有优缺点,在莆田燃气电厂中应采用何种措施才能既经济、环保又安全、可靠地防止接地网的腐蚀,本文将可能采用的各方案进行技术经济比较,提出适合莆田燃气电厂的接地方案。

1 各种防腐蚀接地措施

1.1 涂敷层措施

涂覆层是防止地下金属接地网在土壤中腐蚀最为常用的手段之一。由于接地网是和大地接触起散流作用的,因此,接地极材料上不能采用绝缘涂层,只能采用导电涂层。金属涂覆层有良好的电导性,可用作钢接地网的防护层,镀锌层最为常用,它不但起隔离层作用,而且起牺牲阳极保护作用。但镀锌层在强腐蚀性土壤中很快就会消耗掉,寿命极短,尤其是当镀锌层较薄或存在缺陷时(如镀层不均匀、局部漏镀、存在针孔、局部破损、存在杂质等)更是如此。因此,在强腐蚀性土壤介质中,钢接地网仅靠镀锌层来保护是远远不够的。

另一种措施时在钢上包覆铜或铅作防护层,但这类阴极性涂覆层有较大的危险性,一旦覆盖层有缺陷时,就会构成大阴极小阳极的腐蚀电池,使基体钢遭到严重的局部腐蚀,导致钢接地网穿孔或断开。这种涂覆层要十分完整才能起到良好保护作用,而这在实际工程中往往是难以做到的。此外,这类阴极性覆盖层也和铜接地网一样会大大加速其它地下结构物的腐蚀。

当采用具有一定导电能力的非金属涂层时,虽然可具有一定的防护作用,但并不能完全有效地解决接地网腐蚀问题。这是因为涂层总是不可避免地存在漏涂、针孔、破损等缺陷,腐蚀将会集中在这样一些微小区域,导致钢接地网穿孔或断开。此外,涂层还具有老化问题,难以保证在发电厂寿命期内一直起到保护作用。

对钢接地网的焊缝处,以及设备引下线和接地网的土壤交界处可以涂刷环氧煤沥青等绝缘防腐蚀涂料。但由于涂覆的是腐蚀电池的阳极区域,并没有采取阴极保护等其它防护手段时,一旦涂层存在缺陷,就会形成1个更小的阳极而产生严重的局部穿孔腐蚀。

总之,在较强腐蚀性土壤中,钢接地网靠金属覆盖层或导电非金属涂覆层,很难获得长期有效的保护,因此,不推荐单独采用涂敷层措施作为钢接地网的保护,但可以和阴极保护措施联合采用。

1.2 阴极保护措施

1.2.1 阴极保护原理

阴极保护是防止地下金属钢接地网在土壤中腐蚀的最为有效的方法。它的基本原理是:将被保护的金属结构物作为阴极,通过向被保护的金属结构物表面通入足够的阴极极化电流,使金属的电位向负的方向移动,使之在电解质中难于失去电子,从而使金属的电化学腐蚀得到有效抑制。

1.2.2 阴极保护的特点和应用

阴极保护是一种电化学防护方法,和其它的防腐手段不同的是,它是通过对腐蚀反应进行积极地干预,从原理和根本上抑制电化学腐蚀的发生,因而保护效果彻底有效。而且阴极保护的费用通常只占被保护金属结构物造价的1%~%5,而金属结构物的使用寿命却可因此而成倍的延长,具有十分明显的性价比;世界各先进发达国家已普遍采用阴极保护技术防止地下和水中金属结构的腐蚀,并已制定了相应的法规或技术规范。在中国的各大电厂和变电站中已广泛采用阴极保护技术作为钢接地网的防腐蚀措施,取得了很好的效果。

1.2.3 阴极保护的种类

根据提供保护电流的方式不同,阴极保护可分为牺牲阳极法和外加电流法两种方法。前者是将一种电负性金属或合金(即牺牲阳极,其电位比所要保护的金属更负,更活泼,易腐蚀,如:Mg、Al、Zn等活动金属)与被保护金属结构物电性连接,通过这种电负性金属的溶解消耗来给金属结构物提供阴极极化保护电流从而避免腐蚀;后者是将外加可控直流电源的负极接于被保护的金属结构物,将电源的正极接于安装在金属结构物外部并与其绝缘的辅助(牺牲)阳极,当电路接通后,电流从辅助(牺牲)阳极经腐蚀电解质至金属结构物形成闭合回路,使金属结构物得到阴极极化保护电流从而避免腐蚀。

1.2.4 阴极保护两种方法的对比

以上两种方法的基本原理是一致的,通过合理设计均能获得良好保护效果,但又各有自身的特点,分别适用于不同的应用场合。表1为牺牲阳极法和外加电流法两种方法技术特点的对比。

1.2.5 结论

以上两种方法均可用来保护电厂的接地网,其中外加电流法运用业绩较少,而牺牲阳极法具有免维护、可靠性高、最终投资小等诸多优点,而且还可以作为接地网的一部分从而达到降低接地电阻,因此被国内各大电厂(如:福建南埔电厂、山东滕州电厂、上海外高桥电厂)广泛采用,均有良好的运行业绩;燃气电厂占地面积较同容量机组的燃煤电厂小,所需的阴极保护电流也较小,采用牺牲阳极法完全可以提供足够的阴极保护电流使接地网得到有效的保护,因此,若燃气电厂需要采用阴极保护,则推荐采用牺牲阳极法。

1.3 采用耐腐蚀金属措施

1.3.1 接地网采用耐腐蚀金属的材料

国内外电厂接地网常采用的耐腐蚀金属主要有铜(Cu)和铅(Pb),两者都有较好的耐腐蚀性,但由于铅(Pb)对环境的影响和破坏,已经渐渐被淘汰,目前主要采用铜(Cu)接地网。但是在一些特殊的项目中也有采用其它耐腐蚀金属,例如在瑞典至芬兰的海底直流输电工程中,就采用了钛(Ti)金属。由于钛(Ti)金属价格太高,莆田燃气电厂工程仅讨论铜(Cu)金属。

1.3.2 铜接地网的应用情况

为了防止接地网的腐蚀,国外很早就开始采用铜接地网,但国内电厂由于受到经济上的制约很迟才开始采用。近年来,随着中国经济水平的提高以及大量沿海电厂的建设,人们开始逐渐认识到接地网防腐蚀的重要性以及铜接地网的优点,逐渐在许多沿海电厂或重腐蚀地区开始采用铜接地网,取得了很好的效果。就福建省内而言,已经在漳州后石电厂、福州华能电厂、湄州湾电厂、江阴电厂和福州可门火电厂成功采用了铜接地网,有效地防止了接地网的腐蚀。

1.3.3 铜接地网的优缺点

优点:a)耐腐蚀:首先,Cu在地中也会被氧化腐蚀,但是Cu一旦被氧化就会在其表面形成一层坚硬的氧化层,保护内部的Cu不再受氧化的影响,有效地抑制了腐蚀的发展;其次,Cu相对Fe,Al等活泼金属来讲,属于较惰性的金属,具有较正的电位,而在电厂的地下不可避免地埋有大量的钢质管道,于是在土壤中就构成了腐蚀电池,具有校正电位的Cu将作为阴极产生钝化,因此Cu可以被有效地保护下来;b)低电阻率,可有效降低接地网的接地电阻:20°时Cu的电阻率仅为0.017 9×10-6Ω·m,仅约为Fe(0.139×10-6Ω·m)的13%、Al(0.029×10-6Ω·m)的62%,因此应用Cu接地网将有效降低接地网的接地电阻;c)低电抗率:由于Cu为非铁磁性材料,对于雷电流具有较低的电抗,因此能有效泄放雷电流,降低雷电流造成的反击危害;d)运输方便:由于铜材较软,可以绕制成各种形状,有效利用运输空间,便于运输。

缺点:a)价格高:由于近年来,国内大量工程的建设导致了对铜的需求量大量增长,也导致了国际铜价的大幅飞涨,工程建设前期(2005年),铜价已经涨到约72 000元/t,约为镀锌钢材(5 200元/t)价格的13.85倍,而且铜接地网连接采用的焊药和模具的价格也相当贵(平均制作一个铜接头需要120元~200元),因此目前采用铜接地网投资巨大;b)施工难度大:由于铜材的连接不能采用普通的电焊,只能采用防热焊接(又称火泥熔接),既需要焊接模具,又需要焊药和点火枪,对于异型接头还需要特殊订货,因此大大增加了施工的难度和工作量;c)强度低,易被施工机械破坏:由于铜材强度小,现场不可避免地会发生铜接地网被施工机械挖掘、被基础或人为挤压而导致铜接地网断裂等问题,若发现及时,还可以重新焊接补救,但是需要增加额外费用,若没有发现,将成为接地网的隐患;d)会对附近的地下钢材质的管道等造成腐蚀:Cu相对Fe、Al等活泼金属来讲,属于较惰性的金属,具有校正的电位,而在电厂的地下不可避免地埋有大量的钢质管道,于是在土壤中就构成了腐蚀电池,具有较正电位的Cu将作为阴极产生钝化,而具有较负电位的金属钢将作为阳极而遭到腐蚀,因此还需要对重要的地下管道采用阴极保护。

2 防腐蚀接地方式的选择

综上所述,在腐蚀性土壤中,为了防止接地网的腐蚀,采用钢接地网+金属涂敷层+牺牲阳极法的阴极保护方式或者采用铜接地网方式都是可行的,两者在技术和经济上各有优缺点,目前国内外对于以上两种接地方式也存在着不同的看法。本文将结合莆田燃气电厂工程的实际情况,从技术经济的实用角度,提出适合莆田燃气电厂工程的合理接地方式。

2.1 两种接地方式技术比较

本文第2部分(各种防腐蚀接地措施)已经分点论述了两种接地方式的特点,现在将两种方式的技术比较归纳总结如下(见表2)。

2.2 两种接地方式经济比较

两种方式的经济比较见表3。

注:两种方案安装费差异不大,不列入此表比较。

3 结语

经过以上技术经济比较,我们发现两种接地方式各有优缺点,虽然莆田燃气电厂工程采用铜材接地网比采用热镀锌钢材+阴极保护的接地网初投资多185.25×104元,但是两者的投资差价并不大、与工程总造价相比在可接受范围之内;而且铜接地网具有良好的防腐蚀性能,大大减少了今后运行维护的工作量、可以有效节约今后的运行维护成本、因此全寿命周期总投资相差并不大;此外,目前铜价仍处于历史最高位,若工程进入采购期后铜价能进一步下跌回落、则两者的差价也将进一步降低,特别是当铜价回落到历史价位45 000元/t左右时、两者价格将持平,届时铜接地将具有明显的优势;不过最重要的是铜接地网还可以有效地降低接地网的接地电阻,增加运行的安全性和可靠性,因此莆田燃气电厂工程推荐采用铜接地网方案。

4 后续

烟囱防腐蚀方案篇5

一、概述

企业厂矿的烟囱在烟气排放过程中，由于烟气带水，烟囱受烟气中的二氧化硫腐蚀，而烟囱在设计时又没有考虑到对烟囱的外壁进行有效的防腐蚀处理或防腐蚀措施不当，经过几年的使用后，带有二氧化硫的水气从不耐酸的砖缝中外渗，腐蚀了烟囱的墙体，破坏了烟囱原来应有的结构力，最终导致烟囱裂缝甚至倾斜，我们在从事烟囱防腐的工程当中，深深感到，对烟囱的外壁采取有效的防腐蚀措施，控制烟气对烟囱墙体的腐蚀，能使烟囱的寿命大为延长，可以大大减少因烟囱裂缝甚至倾斜给企业带来的安全隐患以及经济损失，为国家、厂矿企业带来的社会效益和经济效益是相当可观的。

根据以上情况针对贵公司的两座烟囱拟采用以下防腐蚀施工工艺措施：现场勘察→施工前准备→搭设施工用平台→表面处理→涂氯化橡胶底漆两遍→涂氯化橡胶面漆两遍→精细完工施工工期：两座烟囱共计45日历天。施工工程量： 1、90米高烟囱：外壁面积1414.00㎡，附属金属结构重量3.022吨。2、115米高烟囱：外壁上部50米面积877㎡，外壁其它面积1650㎡；附属金属结构重量4.122吨。

质量目标：分段验收合格率100%，优良率≥85%，工程感观≥90%。安全目标：坚持“安全第一，预防为主”的方针，保证一般事故频率小于1.5‰ 工亡率为零，杜绝重大安全事故。

二、工程特点及对策本工程属于高耸构筑物,且90米高烟囱无平台，只有小爬梯一个；115米高烟囱虽然有小爬梯和一个平台，但也远远满足不了高空作业的需要，因而施工难度大、技术要求高，施工工艺复杂，但我公司具有多年的类似工程的施工经验，拥有一批经验丰富、能打硬仗的专业烟囱施工队伍，无论是经营管理还是施工技术都能够胜任本工程的需要。

三、氯化橡胶的性能特点

氯化橡胶是由天然或合成橡胶经氯化改性后得到的白色或微黄色粉末，无味、无毒，对人体皮肤无刺激性，具有良好的粘附性、耐化学腐蚀性、快干性、防透水性和难燃性。氯化橡胶防腐涂料广泛用作建筑涂料、化工防腐涂料、阻燃涂料、船舶及海洋钢结构防腐涂料，与常温固化环氧树脂涂料并列为当今世界防腐涂料的两大体系。

本产品为单组份涂料，以氯化橡胶为基料，添加其他合成树脂、增塑剂、颜料、助剂制成，是一种高性能的防腐涂料。

主要特点：

1、使用方便。单组份，开桶后搅匀即可使用。可采用高压无气喷涂、刷涂、辊涂等多种方法施工。

2、干燥快，施工不受季节限制。从－20℃～40℃均可正常施工，间隔4～6h即可重涂。

3、对钢铁、混凝土、木材均有良好的粘结力。

4、防腐蚀性能好。氯化橡胶属惰性树脂，水蒸汽和氧气对漆膜的渗透率极低，具有优异的耐水性，耐盐、耐碱、耐各种腐蚀气体，并具有防霉、阻燃性能，耐候性和耐久性良好。

5、维修方便。新旧漆膜层间附着力好，复涂时不必除掉牢固的旧漆膜。

四、施工前准备：为了保证工程按期、保质、安全地完成，针对工程实际要做出详细计划，做好各项准备工作。

1、施工组织：组织工作应非常严密才能提高工作效率，才能最大程度地发挥施工潜能。

2、施工管理：以项目经理为主，由各施工科室、施工队班组成管理体系，明确目标，确定责任，执行岗位责任制。

3、施工人员：根据具体任务配置相应的高空作业专业技工及辅助工，开工前进行全员岗位安全及技能培训，从理论到实践全面考核。施工中，以班组为单位，执行作业责任制。

4、技术方面：技术负责人在施工前认真、仔细熟悉施工图纸及现场情况，编制防腐施工技术措施实施细则、质量计划，尤其是安全保证措施等，下发给各施工作业班组，进行人员培训和技术交底。

5、施工机具与材料：进入施工现场前，搭建临时设施，对各类机具进行全面检查、维护，使之处于良好状态；对到场的施工用材，尤其是安全防护用及主体防腐蚀涂料，要严格按规范、标准进行抽检，杜绝不合格材料进场。

五、施工工序概述

1、现场勘察：合同签订后，在甲方技术人员等的陪同下，对现场进行实地勘察，会审有关图纸，了解每个烟囱的建筑结构及使用情况，目前运行状况等，尤其是90米砖混结构烟囱的运行状况，对爬梯及平台的锈蚀及牢固程度进行测试，以确保安全施工，为制订科学、严谨、全面准确的施工技术措施打下坚实的基础。

2、施工前准备：根据现场勘察情况，由相关技术人员认真研究、讨论后编制详细的施工组织设计，并报经甲方相关部门进行审批，同时准备施工人员、材料及机具进场。

3、搭设施工用平台：对两座烟囱都要在烟囱顶部搭设施工用临时平台，90米烟囱要搭设双层，以确保施工时的安全性万无一失。

4、表面处理：采用手工或砂轮机机械的方法进行清理，表面疏松、脱落层清除干净，对两座烟囱的附属金属结构进行除锈，除锈后达到ST3级标准；清理后的烟囱表面无灰尘、疏松层等杂物，附属金属结构无油物、氧化皮、铁锈等。

5、配制漆料：涂料调配的质量好坏直接关系到整个施工质量的优劣，应在配制过程中严格按照以下要求进行。

由专职调料员进行配制，应做到“严格配方，精确称量，兜底搅拌均匀”，并负责讲解使用中的规范要求；

⑴开罐:涂料开罐前要确认其牌号品种、颜色、批号等,并作好记录.如果标识模糊,应仔细核对.油性及油改性类涂料开罐后可能会有结皮现象,应仔细剔除结皮.如果发现涂料过期,应该鉴别确认其质量可靠才能施工.万一涂料发生变质,应废去不用.⑵搅拌:涂料中有些颜料密度大易沉淀,面漆类颜色容易浮色,这些现象均需使用机械搅拌使涂料均匀如一.双组份涂料在固化剂加入前,应首先搅拌均匀,加入固化剂后再次搅拌均匀.⑶过滤:为了除去涂料中较大颗粒结皮或其它异物,必须过滤,较为规范的做法是经过过滤网倒入另一个空桶中。

如施工时气温低，漆料过于粘稠，可以适量加入稀释剂，但以能正常涂刷又不影响漆膜厚度为宜。漆料配制时要根据现场实际需要，现配现用，以免造成浪费。

6、吊料方法：该工程所用材料，在烟囱顶部设置支架，采用垂直运输法，用滑轮将材料运输至临时平台。

7、涂氯化橡胶底漆两遍：表面处理合格后应尽快涂底漆，要在8小时内涂完。刷涂时要横、竖、上、下交错进行，漆膜要求均匀，不得漏涂、流挂。

8、涂氯化橡胶面漆两遍：待底漆表干后即可涂面漆，漆膜要均匀，不得漏涂，表面平整，颜色一致。

9、精细完工：对完工部位，进行全面细致的检验，认真修补不合格部位，直至达到技术要求。

六、涂层质量标准

1、涂层完整、均匀，颜色一致，无损坏、无漏涂、无流挂；

2、漆膜附着牢固，无剥落、皱纹、气泡、针孔等缺陷；

3、漆的品种、层数、颜色、标记、厚度应符合设计文件中的有关要求。

4、除锈及涂装作业环境以5～30℃为宜，且相对湿度不大于85%，在强风、雨、雾、雪天气及外界环境温度低于钢材表面露点温度3℃以上时，不得进行除锈、涂装作业。

七、施工安全措施

1、施工人员必须持证上岗（高空悬挂作业证）。

2、施工人员进场施工要服从甲方各项目规章制度。

3、高空作业严格执行高空作业操作规程。

4、悬吊作业必须附加双保险。

5、作业前对棕绳、滑轮做荷载测试。

6、高空使用工具、材料在吊装使用中应严格按规定固定，绝对保证不发生坠落。

7、施工区域设有禁区标志；禁止行人通过；禁止行留并派专人监护。

8、因烟囱内的施工条件限制，我们使用吊篮作业，施工人员应按无脚手架和悬吊作业的特点及高空作业操作规程实施施工，不得违章冒险作业，所有施工人员必须随时接受双方的安监和质检人员的检查与监督，发现问题，立即整改；

八、工程质量控制措施

1、施工前，技术员据施工方案的要求，对作业员进行技术、施工工序的交底。

2、作业人员施工前，核对所使用的材料是否与业主的标准或要求相一致，安全绳、安全带是否磨损严重，以免发生意外事故而中途影响作业时间等。

3、施工现场要保持清洁，施工环境应符合防腐通则的技术要求，做到垃圾及时清理，使用材料堆放整齐等文明施工。

4、施工作业人员要确保周围未施工的设备、仪器、仪表、车间厂房墙壁等不受损害、污染。施工用机具、工具、材料要符合安全检查的要求，要设专门人员管理。

5、做好完整的施工记录、隐蔽施工记录及质量检查表格，做到每个单项工程完成后，有次序，有编号，有完整的质保大纲及质量安全控制计划。

6、每道工序施工完后，首先进行自检，并经现场监检人员确认合格后方可进行下道工序的施工。

7、施工用脚手架，搭设人员必须持登高架设作业证书，方可进行搭设作业；完工后首先进行自检，而后通知甲方安检人员检查，确认安全牢固后，挂牌方可允许登高作业。

8、施工用设备，必须通过甲方管理部门同意，安全可靠时方可接电作业。

9、材料的采购或领取，必须进行质量检查，确认合格后，方可运至施工现场，并做防风、防雨措施，合理保管施工用料，确保材料损失量控制在定额用量范围内。

九、工期保证措施

1、我们将根据工期（按甲方的实际需要）要求实行目标管理，建立严格的内部经济责任制，建立以网络计划管理为主的进度工期保证体系，使人员组织、物资供应、机具调配均服从于工期要求。

2、严密管理，合理安排，对工程尽可能地实行包干制度，包人工、包质量、包进度、包安全、包卫生，多劳多得，调动职工积极性。

3、根据施工现场条件、图纸、材料、到货情况，制定合理、周密的施工网络计划，统一协调各工序进度。

4、合理确定施工工艺逻辑关系，深度预测，并加强质量控制，提高一次合格率，杜绝返工现象。

5、科学分析工程重点，科学组织施工，优化施工方案，合理安排施工程序。

6、充分发挥我公司拥有的丰富施工经验，以及配套的施工机具和施工手段的作用，缩短施工准备时间，确保各单位工程提前开工。

7、深挖内部施工潜力，对每项工艺、每道工序都精雕细刻，推广并奖励合理有序的施工方法。

河南省特种防腐有限公司

防腐蚀方法篇6

关键词：港口机械设备;防腐蚀处理;技术

港口通常包括含门座式起重机、岸桥、台架吊、装船机、固定吊、螺旋卸车机、场桥、皮带输送机、轨道行车等机械设备。此类机械设备在港口位置运行时，常会处于恶劣的腐蚀环境中，部分部位甚至位于浪溅区。加上设备超负荷工作及特殊工况的影响，其金属结构表层的防腐材料很容易受到损坏，由此可能加剧金属结构腐蚀的形成及扩散。因此，加强有关港口机械设备防腐处理技术的研究，对于改善港口设备管理质量具有重要的理论和现实意义。

1. 常用港口机械设备防腐涂料

1.1脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆

脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆具备较佳的机械性能及耐候性，在钢结构防腐涂装中可进行大范围应用，是当前港口机械设备中常用的面漆种类。当前使用较多的配套类型为：环氧富锌底漆1层;环氧云铁中间漆1～2层;脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆2层，总干膜厚度在200～350um左右。在沿海区域此种配套涂层的防护周期通常为8～10年，而在内陆区域可延长至10～15年。其在对防护周期要求不是很严格的钢结构涂装中比较常用。[1]

1.2中间漆

中间漆的使用可促进各涂层间形成良好粘结，进而构建有效防护体系。在港口机械设备防腐中通常选用环氧云铁中间漆，该种涂料的主要原料为云母氧化铁，因云母氧化铁的片状结构可在涂膜中同基底呈平行取向分布，相互叠加遮盖，可隔断漆膜中毛细孔，增大了腐蚀因子在漆膜中的扩散范围，可明显降低O2、H2O、Cl-等的内扩散。根据相关实践数据分析发现，添加Al粉的涂层透水率要比不添加Al粉的涂层透水减少80%以上。

1.3环氧磷酸锌底漆

磷酸锌是环氧磷酸锌底漆的主要加工原料，其能利用本身具有的结晶水及底材与和环境表面的微量水水解过程形成二代磷酸盐例子与氢氧化锌，并深入与底材反应形成Me-Zn-P2O5。此种组合生成的磷化膜具有良好的附着性，可促进金属底材表面钝化。另外其形成的络合物可与腐蚀产物进一步反应生成附着紧密的保护膜。环氧磷酸锌底漆防腐性能高，附着力好，对涂装技术要求不高，可同时用于各类合金涂装和略有锈蚀的金属涂装。

1.4车间底漆

无机硅酸锌车间底漆是车间底漆的常用类型，该种底漆具有防腐质量高、耐拉耐热耐溶性强、干燥迅速、热加工损伤范围小等优点。在港口机械加工时，涂装效率非常高，由钢板预处理至分段施工仅需1～2个月的时间，所以低含锌量车间底漆可充分满足暂时性保护标准，且可有效降低切割与焊接工序中形成的氧化锌烟尘量。

2.港口机械设备防腐蚀处理技术

2.1设计港口机械涂料系统

（1）机械内表面涂料体系：因港口机械内表面结构相对复杂，施工技术要求高，且环氧富锌施工要比无机富锌简便，所以通常采用环氧富锌涂装。在封闭式箱体结构的内表面，一般涂装一层50～80um的环氧富锌底漆，而在非封闭式空间内，可选用环氧中间漆与环氧富锌相结合的方案。[2]

（2）机械外表面涂料体系：机械外表面作为防腐处理的关键部位，其一般采用富锌底漆与聚氨酯面漆与环氧中间漆相配套的方案。因锌粉电极电位要低于钢铁，在钢铁介质条件下，电化学反应中锌失去电子，钢铁便能得到有效防护。使用无机富锌时，铁锌合金形成的金属键可明显改善结构防腐性能及附着力。涂装过程中技术要求相对较高，需要求钢材喷砂处理至SSPC SP1或Sa25等级以上。中间漆通常选用环氧云铁中间漆与高固体分的环氧涂料，体积固体分需控制在70%～80%左右。GEC公司生产的原浆型环氧涂料具有80%的高固体分，硬干时间缩短了60%以上，可大幅度加快结构件的场地周转速率，在港口机械防腐应用中具有良好的前景。

（3）机械不锈钢与镀锌件涂料体系：港口设备中通常包含栏杆扶手等多种镀锌构件，此种构件上的涂料产品应具备较强的涂料附着力。不锈钢虽有较好的耐腐性，但因港口设备多在海岸氯离子严重腐蚀范围内工作，所以也应实施涂漆处理。不锈钢与镀锌层耐腐蚀性能均较高，涂料可适量降低厚度，面漆颜色可依据标准选用。面漆一般选择脂肪族聚氨酯面漆，涂层应控制在50～80um的厚度;底漆则选用环氧磷酸锌，涂层控制在75～100um的厚度。

2.2锌加防腐蚀保护技术

相比较原有的有机涂料保护，锌加保护技术的阴极保护性能与涂层保护性能更强，其耐腐蚀性能为传统富锌底漆的5倍左右，防腐蚀保护周期可达到25～30年。

钢结构防腐蚀保护使用的锌加涂料主要是由有机树脂、电解锌粉及挥发性溶剂等调和形成的单组份系列产品。因锌加干膜纯锌浓度达到96%以上，其完全能满足钢结构材料的阴极保护需求。在锌加涂层发生氧化时，其表面会逐渐生成一套锌盐层提供屏障防护，且锌加涂料使用的黏结剂可提供附加的屏障防护，由此来减慢锌的氧化过程。锌加涂层同钢结构表面具有良好的化学结合与机械结合性能，在普通破损状态下完全不影响其正常使用。

2.3选用聚氨酯重防腐涂料保护

100%固体含量的长效刚性聚氨酯防腐涂料（RPU）内不存在溶剂，环保性能高，RPU膜内同时包含脲键及氨基甲酸酯键，其余多为惰性碳链结构。因其独特的结构成分组合，使RPU具备良好的耐生物污损性、水解稳定性、粘附力、耐温性和物理机械性能，其既能只作为高温涂料，也可加工成-70℃的低温涂料;另外其保护周期较长，可达到50年以上。当前RPU涂料在营口港液体化工码头等港口应用中获得了良好的应用效果。[3]

3.结束语

港口设备的防腐处理质量将直接影响着港口工程的正常运行及经济效益，因此，相关技术与研究人员应加强有关港口机械设备防腐蚀处理技术的研究，总结港口设备防腐处理技术要点及关键技术流程，以逐步改善港口机械设备的综合管理水平。

参考文献：

[1]王军.我国港口机械设备防腐蚀涂装与保护[J].现代涂料与涂装，2013，13（14）：74-75.

[2] Mahinda Pradeep，李荣俊.中国港口机械与设备钢结构防护涂装[J].中国涂料，2012，05（35）：57-58.

防腐蚀方法篇7

1 混凝土腐蚀机理分析

1.1 目前形势

在我国由于海岸线很长, 存在很多盐碱地等腐蚀环境, 在这种环境下, 大量滨海建筑物会长期受到各种盐类腐蚀介质的侵害, 成为影响混凝土耐久性的主要问题之一, 不仅使建筑物的使用年限受到严重影响, 而且大大增加维护、维修的成本。所以, 混凝土腐蚀带来的各种问题也是土木工程界最为关注的问题之一。

1.2 混凝土盐类腐蚀的分类和机理

在混凝土的腐蚀类别中, 最为常见普遍的腐蚀便是盐类腐蚀。在我国滨海地区, 盐类腐蚀介质含量非常丰富, 并且分布很广, 因此滨海地区混凝土的盐类侵蚀现象十分的严重。对于混凝土的盐类侵蚀, 主要有包括氯盐侵蚀和硫酸盐侵蚀。

1.2.1 氯盐侵蚀机理

在滨海地区, 由于空气和水中都含有大量的氯离子, 氯离子半径小, 穿透力强, 当外界的氯离子通过渗透作用达到钢筋表面时, 破坏钢筋的钝化膜, 氯离子作用在钢筋局部区域时, 会使其转变为活化态, 形成一个小阳极, 而未活化的钢筋表面成为阴极, 从而形成了电化学过程, 造成钢筋腐蚀。

1.2.2 硫酸盐侵蚀机理

环境中的硫酸盐离子会与硬化水泥浆的某些组分 (水化硫铝酸钙、氢氧化钙) 起化学反应, 造成腐蚀。主要的侵蚀机理包括: (1) 硫酸性结晶, 比如一些含盐酸物质在吸水后发生了一些化学反应, 从而使体积不断的膨胀, 最后产生结晶压力, 出现了裂缝, 导致了混凝土的劣化; (2) 石膏, 在硬化混凝土中形成石膏, 体积比原来增加了一倍多, 将会使混凝土受到膨胀压力作用; (3) 钙矾石, 在硬化混凝土中, 主要的含量是钙以及硫酸根, 但是经过一些化学反应, 很容易生成钙矾石, 这样会产生相应的膨胀应力, 从而导致混凝土受到开裂破坏。

1.3 影响混凝土受盐类侵蚀的因素

对于混凝土受到侵蚀的影响因素, 主要分为内部因素以及外部因素, 其中内部因素主要包括: (1) 水泥部分, 混凝土水泥的组成中的元素含量对硫酸盐的侵蚀有很大的影响, 尤其是C3A和C3S的含量, C3A含量高, 容易产生过多钙矾石, 导致膨胀开裂, 而C3S水化析出的Ca (OH) 2是形成石膏的必要组分, 降低C3A和C3S的含量也就相应地减少了形成钙矾石和石膏的可能性, 从而提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力; (2) 掺合料部分, 合理使用粉煤灰、矿粉等活性掺合料对提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力有很好的帮助。因为掺合料的增加会降低水泥的用量从而减少C3A和C3S的含量, 同时活性掺合料还能与水泥水化产物Ca (OH) 2发生二次水化反应, 减少部分Ca (OH) 2, 提高强度; (3) 水胶比, 水胶比影响水泥浆体的致密程度, 水胶比越低, 则水泥浆体的致密程度越高, 渗透性越低。在盐酸性环境中, 水胶比低, 则是有利于抗腐蚀, 但是在一些其他的环境中, 如硫酸镁环境下, 水胶比低, 则加快了侵蚀。

对于外部因素, 主要有: (1) 硫酸根离子的浓度越高, 则侵蚀能力越严重; (2) 阳离子的类型不同, 其侵蚀机理也不相同; (3) 一些其他离子在发生反应时, 也会对混凝土的硫酸盐侵蚀有影响; (4) 温度的升高也会加快侵蚀。还有很多因素可以加快混凝土的受侵蚀速度, 在此就不一一说明了。

2 增强混凝土性能以及防腐蚀的措施

2.1 混凝土材料的选择

对于材料的选择, 主要有: (1) 水泥, 正确的选用水泥品种, 对混凝土防腐具有重要意义, 采用C3A及C3S含量较低的水泥品种, 可减少有害物质的产生;也可通过使用活性掺合料取代部分水泥, 来改善混凝土防腐性能; (2) 粗细骨料, 混凝土中的粗细骨料一定要保证其致密度, 并且要对骨料的吸水率以及其它杂质的含量进行控制, 不得采用有碱骨料反应的活性骨料; (3) 拌合及养护用水, 对于混凝土的拌合及养护用水, 必须检查其杂质情况, 从而防止其影响混凝土耐久性, 禁止使用海水; (4) 添加外加剂, 在混凝土中添加外加剂, 如减水剂、防腐剂、阻锈剂等, 可以有效减少混凝土的用水量, 增强了混凝土的流动性, 提高工作性能, 同时也提高混凝土的密实性, 增强了混凝土的抗性, 尤其是耐腐蚀性。阻锈剂的使用, 可以在钢筋表面形成钝化膜, 有效的抑制有害离子对钢筋的腐蚀。

2.2 配合比的控制

在腐蚀环境下, 对于混凝土的强度、水胶比及水泥用量都有一定的要求, 因此在配合比设计过程要严格执行有关规定。水灰比是决定混凝土密实性的重要因素, 不但影响强度也严重影响其耐久性。而保证足够水泥用量, 同样可以保证混凝土的强度和耐久性。

2.3 加强混凝土养护

注意加强混凝土的养护, 避免产生混凝土表面裂缝, 确保施工质量, 对混凝土防腐蚀也起一定的加强作用。

2.4 使用混凝土防护涂层

通过将聚合物水泥砂浆、树脂类、水玻璃类、沥青类等防腐蚀材料施工于混凝土表面, 形成一层可阻止水和其他水溶性介质渗入混凝土的涂层, 从而有效阻隔腐蚀介质与混凝土的接触, 提高混凝土的耐久性, 达到防腐要求。

3 结束语

土木工程在我国的国家建设中占有很大的地位, 同时对我国的经济发展有着很大的促进作用, 但是现今我国滨海地区的混凝土在防腐蚀方面具有很大的问题, 因此, 对于混凝土防腐蚀性的研究, 对国家来说十分重要。必须要采取相关的措施, 来提高混凝土的强度, 改善其性能, 增强耐久性, 以此来增强混凝土使用的寿命, 从而来促进社会的进步发展。

参考文献

[1]武德涛, 师华.水性氟碳涂料体系在混凝土防腐中的应用[J].涂料技术与文摘, 2013, 10 (11) :10-14.

[2]刘东, 周吉, 余剑英等.海工混凝土防腐涂层耐老化性能的研究[J].新型建筑材料, 2013, 20 (11) :20-24.

[3]李吉林.山东某大型电厂桩基混凝土防腐蚀性试验[J].水利水电科技进展, 2013, 13 (10) :40-44.

[4]阳山, 汪福清.高抗混凝土在输电线路基础施工中的应用[J].科技与企业, 2013, 4 (14) :101-103.

防腐蚀方法篇8

变电站户外金属构件的腐蚀失效是较为普遍的现象。一般认为,大气环境恶劣及原料缺陷是腐蚀的重要原因,但近几年的研究及实践经验表明,腐蚀防护技术规范、验收评价方法的不足直接或间接加深了设备腐蚀程度[1,2,3]。

本文基于变电站设备腐蚀现状调查及其技术规范不足,对设备运行所处的腐蚀环境进行等级划分、对防腐耐久年限给出评定方法,并对设备防腐蚀主要技术指标(包括表面处理等级、附着力等级、镀锌厚度、涂层厚度)及其验收评价方法给出了具体建议。

1 现状调查及技术规范不足

1.1 现状调查

对某变电部门管辖的72座变电站的设备腐蚀情况进行调查统计,并依据文献[4]进行了腐蚀程度划分统计,详见表1和图1。如表2所示为某110 kV变电站腐蚀比较严重的设备部件列表,该站投运不到5年。如图2所示为设备腐蚀情况实拍图。

变电站金属构件繁多,材质涉及铜、碳钢、镀锌钢、不锈钢、铝合金等。近年来,站内金属构件的腐蚀失效是较为普遍的现象,以某已投运8年的110 kV变电站为例,2011—2013年因处理变压器油枕、散热片夹件等设备腐蚀多达19次。腐蚀会直接导致设备机械性能下降,因腐蚀导致的SF6压力表铜管漏气、隔离开关触指断裂情况已出现多次,给电网安全稳定运行带来了隐患,并且由于停电检修导致的检修费用增加以及对供电可靠性的影响也不容忽视。

1.2技术规范不足

目前电力工业防腐蚀技术规范较少,专门针对变电站的还没有制定。本文对南方电网技术标书中设备防腐相关的技术要求和验收章节进行了分析,主要有:

(1)缺乏对设备安装地点大气腐蚀环境的等级要求。

(2)缺乏对附着力指标的要求。

(3)缺乏对镀锌层和涂层厚度的要求。

(4)缺乏设备防腐验收的有效手段。

从现状调查及技术规范不足分析可以看出,变电站设备腐蚀情况不容小觑,若能补充细化电力设备防腐技术规范和验收评价方法,则能将风险关口前移,延缓设备腐蚀速度,降低因腐蚀造成的检修维护成本,提高设备运行可靠性和经济效益。

2设备腐蚀环境及耐腐蚀年限评定

设备腐蚀环境及耐腐蚀年限对防腐方案的制定有重要影响。目前,变电站设备防腐对这2点均考虑不足,甚至忽略。参考文献[5]和文献[1],结合近年处理设备腐蚀的实践经验,本文把腐蚀环境等级评价方法分为2种,第一种是定量等级划分法,根据碳钢、锌、铜在第一年暴露后,单位面积上腐蚀的厚度及质量损失量进行划;第二种是定性等级划分法,根据变电站所处的地理环境进行划分,具体见表3、表4所示。

3 设备防腐主要技术指标

设备防腐主要技术指标应包括涂料涂装前金属表面处理等级、涂装后镀锌层厚度或防腐涂层厚度、附着力[6]。任何涂料在处理不良的金属表面上都无法发挥其防腐最佳性能,因此表面处理是否到位非常重要。镀锌或涂层厚度不足常导致设备防腐过早失效。附着力反映了涂层在金属表面的牢固不脱落程度,是涂料涂装性能优劣的重要技术指标。

注:项目可研设计阶段,甲方可委托设计院对设备安装地点的腐蚀环境进行评估,并在招标技术书中明确。

注:防腐耐久年限定义为施工结束到第一次防腐蚀维护的时长。

3.1 表面处理和附着力指标

金属表面处理等级、涂层附着力等级合格评定建议如表5所示。

3.2 镀锌层厚度指标

在某些恶劣腐蚀环境下,并当设备运行年限较长时,文献[7]所规定的镀锌厚度经实践证明不能满足防腐要求。结合表4中锌的腐蚀速率,本文进行了必要补充,如表6所示。

3.3 防腐涂层厚度指标

通常尺寸较大、难以镀锌的构件可经表面处理后喷涂防腐涂料进行防腐,此类构件主要集中在变压器、设备构架、箱体外壳上。防腐涂层厚度指标值建议按表7执行。

4 设备防腐验收评价方法

大量实践经验及研究表明,防腐验收的重点项目应至少包含涂装前的金属表面处理验收、涂装后的涂层厚度验收及附着力验收[3,4]。本节内容亦适用于镀锌层的验收。

4.1表面处理评定验收

表面处理应以喷射清理方式为主,其他方式为辅,以喷射方式进行的表面处理评估验收见表8。图3为等级评定对照图。

注:h表示工件厚度;Av表示平均镀锌层厚度;Lo表示局部镀锌层厚度。

4.2涂层厚度检测验收

检测涂层厚度分破坏性和非破坏性2种方法,建议使用仪器进行非破坏性检测为宜。某型号电子测厚仪性能介绍见表9。

4.3 附着力检测验收

检测附着力方法多种,表10对2种国家标准测定方法[8,9]进行了对比,建议当涂层厚度小于250μm时,使用划格法;当层厚度大于250μm时,使用拉开法。

5 结语

本文对变电站设备腐蚀现状及技术规范的不足进行了统计分析,提出了设备防腐蚀的一般性原则要求,包含腐蚀环境等级划分评定、耐腐蚀年限界定;提出了设备防腐蚀的主要技术指标,包含表面处理等级、附着力、镀锌层厚度、涂层厚度。对各指标的验收方法给出具体建议。本文完善细化了设备防腐蚀的技术规范,可为解决变电站设备腐蚀问题提供参考。

参考文献

[1]闫爱军,邓博,付纪华,等.碳钢接地网在土壤中的腐蚀机理研究[J].陕西电力,2013,41(6):65-67.

[2]郑准备,张向军,杨文涛,等.电力节能接线端子表面镀层的试验研究[J].陕西电力,2015,43(11):90-93.

[3]张光绪,牟进明,王生希.高压开关腐蚀与防腐的研究[J].高压电器,2010,46(12):113-115.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T19292—2003,金属和合金的腐蚀[S].北京:中国标准出版社,2004.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T30790—2014色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护[S].北京:中国标准出版社,2014.

[6]林玉珍,杨德钧.腐蚀和腐蚀控制原理[M].北京:中国石化出版社.2010.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T13912—2002,金属覆盖层钢制制件热浸镀锌层技术要求及试验方法[S].北京:中国标准出版社,2002.

[8]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T9286—1998,色漆和清漆漆膜的划格试验[S].北京:中国标准出版社,1999.

化学工业仪表防腐方法篇9

关键词：化工仪表,腐蚀,仪表防腐

现代工业的一个重要特点是生产装置大型化、高度自动化。自动化是生产装置安全操作, 平稳运行, 提高效率的基本条件和重要保证。但随着生产的发展和自动化控制水平的提高, 化工仪表的腐蚀问题日渐突出, 对化工仪表的防腐蚀分析, 日益成为仪表行业迫切需要解决的重要课题。

化工仪表的腐蚀主要指对于构成工业仪表零部件的金属或非金属材料, 由于物理作用、机械作用、化学或电化学作用引起的侵蚀。本文就化工仪表腐蚀失效问题进行探讨, 并分析了典型工况下仪表材料的选择和仪表和腐蚀介质的隔离防腐方法用于减少或消除仪表的失效。

一、化工仪表腐蚀概述

腐蚀是金属于其环境中由于化学、电化学作用而遭受破坏的现象。腐蚀的机理比较复杂, 涉及的范围广泛。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀2大类, 按腐蚀环境可分为大气腐蚀、水和蒸汽腐蚀、化学介质 (酸、碱、盐) 腐蚀等。同时, 在腐蚀破坏的事例中, 局部腐蚀所占的比例比全面腐蚀要大得多。局部腐蚀有电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和冲刷腐蚀等几种主要形式。

(一) 电化学腐蚀

电化学腐蚀是化工仪表在腐蚀环境中最主要的失效原因, 是指金属材料与介质发生电化学作用而引起的腐蚀, 其特点是腐蚀过程中伴随有电流产生, 金属的腐蚀大多由电化学腐蚀所致。

(二) 化学腐蚀

指仪表材料与千燥高温气体或非电解质溶液 (苯、乙醇等) 发生化学作用所引起的腐蚀。比较典型的如:仪表材料在石化生产裂解装置和硫铁矿沸腾炉中的腐蚀。

(三) 物理腐蚀

由于物理、机械作用造成对仪表材料的侵蚀。如:在合成氨生产中, 高压阀芯受到汽蚀而产生的破坏。

二、氯碱工业仪表防腐方法的选择

氯碱工业是以电解食盐溶液生产烧碱、氢气、氯气和氯产品的氯碱工业所处理的原料。中间产品及成品都有强烈的腐蚀性。在电解过程中, 由于输入了大量电流, 还会产生特有的杂散电流腐蚀, 因此, 氯碱行业一直是化学工业中腐蚀最严重的行业。我们以氯碱行业为例进行分析选择。

(一) 氯碱工业常用防腐金属材料及其特性

常用材料有奥氏体不锈钢、镍和高镍合金、钽、钛、哈氏B、哈氏C、蒙乃尔合金等金属或合金材料。

(二) 电解单元仪表的选用

电解单元的腐蚀主要有杂散电流的腐蚀和工业介质的腐蚀。杂散电流是离开电解电流主通道的漏电电流, 它是从电解槽中通过盐水液柱、电解液液柱、氯气通道水膜和设备与大地绝缘不良处流出电解槽外, 或者流入电解槽内, 在流入电解液的金属部位会发生腐蚀。工艺介质的腐蚀包括盐水腐蚀、湿氯气腐蚀和氢氧化钠的腐蚀。大多数金属在烧碱溶液中的腐蚀是发生阴极过程的氧去极化反应。

上槽盐水仪表电磁流量计靠近电解槽, 信号处理必须具备抑制强电磁场干扰的处理电路, 以确保电磁流量计的精确计量, 准确稳定的流量控制是确保电槽的槽温、槽压、电流平稳的重要手段之一。流量仪表选用哈氏C电极, 调节阀选用四氟、钛材料。电解槽上的温度仪表选用四氟、钛材料, 流量仪表选择哈氏C/钽材料, 调节阀选用四氟橡胶。

(三) 碱处理系统仪表的选用

碱浓缩是通过加热将电解液中的水分蒸发。将未电解的氯化钠分离回收。腐蚀性介质主要有含氯稀碱液、含氯浓碱液和高温浓碱液, 其中, 以高温浓碱液腐蚀性最强。一般情况, 碱液中Na OH质量分数在30%以下时.铁是稳定的, 像隔膜电解液的碱浓度为10%, 碳钢管的腐蚀率很低。当温度为80℃以上时, 碱的浓度就会增加, 铁的腐蚀明显加快, 应采用不锈钢材质。沸腾浓碱及熔融碱腐蚀性更强, 应使用高镍铬不锈钢、高纯铁素体不锈钢或镍。

30%以下, 温度60℃以下Na OH仪表物位仪表选用哈氏C膜片, 温度仪表选用SUS304包四氟, 流量仪表选用哈氏C, 调节阀选用四氟、哈氏C。30%-50%, 温度60-150℃的Na OH仪表物位仪表选用镍膜片, 温度仪表选用SUS304包四氟或镍套管, 流量仪表选用哈氏C, 调节阀选用镍。

(四) 氯处理系统仪表的选用

氯气系统的腐蚀包括湿氯气及氯加工工序的腐蚀。主要是高温湿氯气、干氯气、99%硫酸、60%硫酸、次氯酸、浓盐酸以及有机氯等产品的腐蚀。湿氯气的腐蚀实际上就是盐酸和次氯酸的腐蚀。耐湿氯气最好的材料是钛及钛合金。

湿氯气系统仪表物位仪表选用钽膜片, 温度仪表选用SUS316L/四氟, 压力仪表检测部件为钽材质, 调节阀选用SUS316衬四氟, 波纹管为钛材。干氯气系统物位仪表选用SUS316L膜片, 温度仪表选用SUS316L, 流量仪表选用SUS316L, 压力仪表检测部件为SUS316L, 调节阀选用SUS316或者碳钢。液氯气系统仪表选用物位仪表选用导波雷达等微波液位计, 温度仪表选用SUS316L, 流量仪表选用SUS316L, 压力仪表检测部件为SUS316L, 调节阀选用SUS316或者碳钢。

(五) 氢系统仪表的选用

氢脆是溶于钢中的氢聚合为氢分子。造成应力集中, 超过钢的强度极限, 在钢内部形成细小的裂纹, 又称白点。温度越高、压力越大, 碳钢的氢脆层就越深, 发生氢脆破裂的时间越短, 其中, 温度是重要因素。钢的含碳量越高.在相同的温度和压力条件下发生氢脆的倾向越严重。

氢系统仪表温度仪表选用SUS316L, 流量仪表选用SUS316L, 压力仪表检测部件选用镀金处理, 调节阀采用SUS316L或碳钢。

三、结语

在化工环境下的仪表防腐蚀问题, 最重要的方式是选择正确的仪表材质, 主要考虑材料的性能、仪表工作环境的腐蚀特性。本文以氯碱工业为例, 论述了材料选择在化学工业防腐中的最要地位。

参考文献

[1]罗军:《化工仪表的腐蚀问题与隔离防腐》, 《中国科技纵横》, 2010年第9期。

[2]范超:《仪表腐蚀问题探讨》, 《仪表技术》, 1997年第1期。

[3]刘慧杰、刘慧民、邵军:《化工设备的疲劳腐蚀及防护措施》, 《化工设计通讯》, 2007年第4期。

车架防腐设计方法研究篇10

为提高车架等汽车零部件防腐设计水平, 本文分析和总结了各种“防腐设计”理论和实践经验, 研究了防腐设计方法, 以车架为例, 对车架防腐设计方法全面解析。

1 产品防腐设计流程

基于提高产品防腐水平, 减少产品设计、制造、运输、安调等投入为目的, 立足于现有成熟产品设计流程, 将防腐设计的内容融入到产品设计各阶段。具体设计阶段防腐设计流程见图1。

2 车架防腐设计方法

2.1 车架防腐期限/目标设定

2.1.1 熟悉产品用途

熟悉产品的用途, 是防腐目标设计的前提和基础。

(1) 车架用途分析

1) 车架用途:

从防腐角度分析内容:锈蚀对装饰性、功能性、安全性的影响。

2) 分析:A级车车架 (举例) 防腐要求设定如下。

装饰性:基于客户需求, 采用QFD品质功能展开理论, 调查客户需求。通过调查, 车架装饰性应满足以下表1装饰性防腐要求。

功能性和安全性:锈蚀后的结构强度损失必须在设计强度余量范围内, 通过实验证明:大面积的锈蚀或非常大的锈点, 锈蚀面积占部件总面积90%~100%达到设计极限, 设定为安全性和功能性防腐要求。

综上, 取最苛刻防腐要求, 在防腐期限内应该满足装饰性要求。

2.1.2 使用环境分析

准确的车架使用环境分类是制定防腐目标依据。

(1) 整车使用环境分析

1) 举例:设计车型预计销售区域, 中国全境。

2) 分析依据:分析全国各区域腐蚀环境情况, 取最恶劣地区为防腐设计依据。对环境腐蚀分类, 有不少参考, 如ISO-12994-2、GB/T 15957、GB/T19292.1等标准, 或可以查询“国家材料环境腐蚀试验网站”和世界各国腐蚀试验站的腐蚀试验数据[1]。

3) 分析:依据ISO 12944和查询中国各地区腐蚀环境, 中国重庆江津腐蚀环境最恶劣, 腐蚀等级为C4, 其中暴晒1年低碳钢质量失重为400~650 g/m2, 厚度减薄为50~80μm/年。

(2) 车架在整车所处的位置

根据车架的位置, 车架位于整车底部, 与车身环境一致, 易接触到雨水和石击作用, 腐蚀环境恶劣。

综上, 车架防腐设计按中国最严酷腐蚀环境即C4腐蚀等级设计, 腐蚀强度最高80μm/年, 同时考虑石击作用。

2.1.3 防腐期限/目标设定

车架防腐期限/目标设定是车架总体设计阶段防腐设计核心工作, 依据车架用途、使用环境确定防腐目标, 具体内容见表2。

2.2 车架表面处理层体系设计

2.2.1 依据产品属性结构确定表面处理层要求

分析内容:材料、形状结构、尺寸大小、量产规模和特殊特点。

对属性结构分析, 车架表面处理层需要满足以下几点要求:

(1) 材料:不具有抗腐蚀性, 需要表面处理层保护, 同时需要能满足铁制材料的表面处理工艺;

(2) 形状结构:表面处理方式需要满足多腔体, 复杂结构的要求;

(3) 尺寸大小:表面处理方式满足中等偏大型产品处理;

(4) 量产规模:表面处理方式满足大批量生产。

(5) 特殊特点:表面处理方式对边缘、焊缝、内腔覆盖性较好。

2.2.2 依据防腐目标确定表面处理层要求

表面处理层满足设定的防腐期限/目标, 实践证明, 同时结合各大优秀汽车企业评价要求, 车架中性盐雾试验与强化腐蚀试验存在一定关系:电泳车架盐雾试验720 h, 划痕腐蚀单边<2 mm近似满足2.1.3条的防腐目标要求。

2.2.3 依据成本、安全环境确定表面处理层要求

(1) 表面处理工艺为获得最大经济效益的方式。

(2) 表面处理工艺满足环境安全法律法规。

2.2.4 表面处理层选择

结合各种表面处理工艺特点及以上对表面层的要求, 涂装工艺中喷粉和喷漆不能满足内腔涂装;电镀锌、镍等镀层不能达到防腐目标;锌铝等机械涂覆不适合中等偏大型产品处理和大批量生产;氧化、磷化等工艺不能满足防腐目标。

综上, 排除各种不合适的表面处理, 考虑单一表面处理层 (如果需要提高其他性能可以采用复合涂层) 为电泳层和锌-镍合金层, 但锌-镍合金层价格较高, 建议采用电泳层。

2.2.5 表面处理层性能设计

确定车架表面处理层需要的性能, 主要依据车架用途、所处的环境和电泳工艺特点, 同时结合了各大优秀汽车企业标准要求及各种试验实践经验, 具体主要性能设计见表3。

2.3 车架表面处理层工艺设计

2.3.1 车架表面处理前焊接工艺要求设计

车架表面处理前采用的是二氧化碳保护焊, 焊缝设置如图4。

设计阶段车架防腐设计焊接工艺要求:焊接焊缝平滑, 增加人工或手工清除焊渣颗粒, 焊缝周围进行保护, 防止氧化皮产生。

2.3.2 表面处理工艺设计

(1) 工艺方案设计

1) 表面处理层为单一涂层:电泳层, 工艺为电泳工艺, 工艺设计主要依据被涂物的特点及质量要求, 结合材料等要求, 确定切实的涂装生产工艺[3]。

2) 电泳工艺方案设计如图5。

(2) 电泳“五要素”设计

明确设计阶段车架防腐设计电泳工艺“五要素”关键内容[1], 保证生产一致性, 以下为主要内容, 详细内容不做熬述, 读者根据企业各自要求和相关涂装工艺资料制定。

1) 材料:采用高边缘覆盖性阴极涂料。

2) 设备:磷化除渣采用三进公司磷化除渣机, 保证除渣稳定性;管路阀门采用国内一流厂家;纯水超滤阳极采用海德科以上水平的厂家;整流器采用莱特以上水平厂家。

3) 工艺:同2.3.2所述。

4) 管理:满足ISO9000和ISO 140000管理体系。5

5) 环境:安全、生产污水排放处理满足国家相关规定。

2.3.3 表面处理后储运、安调、使用要求设计

1) 储运

车架涂装完, 将运输到整车生产企业总装车间, 期间边缘和焊缝涂层易受损坏, 要求运输边缘需有防撞保护, 整个件需要塑料薄膜包裹。

2) 安调

主要是安装在车身, 与其他件连接易损坏涂层, 要求安装时对可能产生的涂层损坏做保护措施。

3) 使用

使用过程中, 底盘维修和石击影响易损坏涂层, 要求:维修时做涂层保护, 石击区域喷涂PVC胶。

以上为主要内容, 详细内容不做赘述, 读者根据企业各自要求制定。

2.3.4 车架表面处理层工艺结构设计

车架采用电泳工艺, 其结构需要满足沥液、排气、防电磁屏蔽, 因此车架电泳工艺结构设计包括沥液结构、排气结构, 防电磁屏蔽设计。

A级车车架 (举例) 结构分析见图6~8。

3 设计阶段防腐设计验证

防腐设计认证是对前期设计的验证, 其主要工作包括4方面:

(1) 在C4环境腐蚀强度下, 满足防腐期限和目标设定;

(2) 车架涂层性能设计验证:电泳层满足表3要求;

(3) 车架工艺评审:工艺应满足2.3各项要求;

(4) 车架结构设计验证:对车架拆解, 内腔不应出现因电泳沥液、排气不足和电磁屏蔽引起的电泳不良。

4 车架防腐技术文件和企业标准编制

车架经过设计验证合格后, 车架防腐设计接近尾声, 针对前期设计工作完成各项总结, 制定车架防腐设计标准, 以减少其他车型设计工作量, 设计标准至少应包括以下内容:

(1) 车架防腐期限/目标与腐蚀环境、用途、属性结构对应关系;

(2) 车架涂层体系及其性能;

(3) 车架涂装工艺、涂装前后制造工艺;

(4) 车架涂装工艺结构要求。

5 结论

车架防腐设计方法贯穿于整个产品设计过程, 依据用途和使用环境, 明确车架防腐期限/目标;依据车架结构、特点、产能、防腐目标和各种表面处理工艺特点, 设计涂层系统;依据车架结构特点、表面属性和涂层特点, 制定涂装、涂装前后各项工艺;依据确定的工艺, 设计表面处理工艺结构;对以上各项设计进行验证, 并制定标准。实践证明, 按此方法进行产品防腐设计, 可以提高一次性设计成功率至95%, 减少设计更改90%以上, 同时减少车架制造运输装配过程中80%的涂装问题, 更好地约束和选择、管理车架供运商, 保证产品质量。

参考文献

防腐蚀方法篇11

【关键词】舞台机械；防腐技术；涂层保护；电化学保护；应用

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.03.007

目前，人们对文化旅游的需求与日俱增；为了满足这种需求，大量的主题公园应运而建。这些大型的主题公园里一般都设置了各种类型的演艺设施，其中不乏大型实景演艺秀场。这些演艺秀场中有大量的舞台机械设备，其中多数为露天安装，还有大量的设备直接安装在水中，甚至是海水中。虽然这些水中的设备可以采用不锈钢等耐腐蚀材料，但由于成本的原因（耐腐蚀材料的设备造价是普通碳钢的5倍左右），一般大型舞台机械设备都采用普通结构用金属型材制造，恶劣的工作环境使这些设备的腐蚀程度远远大于室内干燥环境下使用的设备。另外，近年来沿海区域大型主题公园不断涌现，许多设备直接浸泡于海水中，在海水介质中设备的使用环境更加恶劣，腐蚀情况非常严重。可见，演艺设备的防腐蚀处理在舞台机械的使用和防护中是至关重要的一个环节。笔者结合本公司近年来完成的几个大型实景演艺秀场，针对设备的使用环境和防腐措施，谈谈船舶防腐蚀技术在舞台演艺设备防腐蚀中的应用。

1 设备腐蚀的危害

首先，设备腐蚀使设备外观受损；其次，由于金属的腐蚀使其强度变差，设备的使用寿命大大缩短；更为严重的是，如果疏于管理，极易造成设备损毁甚至人员伤亡事故；除此以外，设备腐蚀还会造成传动效能降低、环境污染、资源浪费等不良后果，如图1所示。

2 金属腐蚀的原理

钢由铁、碳和其他元素组成。海水是强电解质，铁在海水中比其他元素更易失去电子，呈较高电位。铁元素常年浸泡在海水中，会快速失去电子成为正极；铁元素失去的电子经过海水这个电解质到达其他元素，其他元素获得电子成为负极；这样就形成了一个个微电池，但这并不腐蚀钢铁。关键在于海水中存在溶解氧，这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。这个过程可以用（公式1）和（公式2）表示：

其化学反应式可表示为：

① 析氢腐蚀：

② 吸氧腐蚀：

③ 化学腐蚀：

与海水接触部位的表面除了受到上述电化学腐蚀，还有海洋生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀。其中以电化学腐蚀最严重，而电化学腐蚀的最大特点是仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。表1列举了各种环境中钢材的腐蚀速度。

3 设备腐蚀的防护

金属防腐主要有两种方式，即涂层保护和电化学保护。

3.1 涂层保护

涂层保护对于金属设备来说，是一种应用最广泛，历史最悠久，也最为经济、方便、有效的防护方法。涂层保护是将防腐涂料或镀层涂覆在钢结构表面，使其形成一层完整、致密的涂层，以隔离各部位钢铁表面与外界腐蚀环境。涂层保护又可分为涂料涂层保护和镀膜涂层保护两大类。涂料涂层保护主要包括油漆、喷塑等；镀膜涂层保护主要包括镀锌、镀铬等。随着新材料的不断开发应用，现在又出现了氟碳、聚脲、达克罗等新型防腐涂层材料。

3.1.1 涂层保护的工艺要求

钢材表面防腐涂层的有效保护寿命与涂装之前的表面处理、涂料种类、涂膜厚度及涂装的工艺条件等许多因素有关，其中涂装前的钢材表面处理质量是影响涂膜保护性能的最主要因素，如表2所示。

钢材表面处理方法主要有：原材料抛丸预处理和涂装车间喷丸或酸洗、磷化、底漆处理等。

3.1.2 涂层保护的效果

一般潮湿环境，室外以及淡水完全浸没环境中的演艺设备可采用涂层保护方法进行保护，只要严格按工艺要求施工，并且在吊装、运输以及安装过程中注意设备表面涂层的保护，是可以达到防腐要求的。

笔者所在的公司参与设计的某影视城秀场的水中升降舞台，采用普通碳钢加船舶涂料进行防护，即选用合适的船舶专用涂料，以船舶涂层的工艺要求进行施工，设备使用两年后钢结构表面基本没有腐蚀，获得了良好的防腐效果，如图2所示。

3.2 电化学保护

电化学保护又称之为阴极保护。阴极保护法有两种，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。其中牺牲阳极阴极保护又称为被动式保护；外加电流阴极保护又称为主动式保护。这两种电化学保护方法在船舶壳体和码头钢结构的保护中被广泛采用。

3.2.1 牺牲阳极阴极保护

牺牲阳极阴极保护是在需要保护的钢结构设备上固定一些作为阳极的金属材料，如金属铝、锌、镁及其合金等。由于这些金属及合金的化学性质比铁更活跃，因此，在电解质（海水）的作用下更易失去电子而呈高电位（阳极），这样金属材料与被保护的钢结构之间就形成了一个微电池，在这个微电池中阳极被加速氧化腐蚀，而阴极（钢结构）表面则被阳极电子堆积覆盖得以保护，从而大大减缓了钢结构的腐蚀。

牺牲阳极阴极保护可使用铝合金阳极或锌合金阳极，其材料的化学成分、电化学性能必须严格按照国家标准GB/T 4948-2002《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》和GB/T 4950-2002《锌-铝-镉合金牺牲阳极》。表3?表6列举了阳极材料的化学成分及电化学性能。

3.2.2 外加电流阴极保护

外加电流阴极保护是在牺牲阳极阴极保护过程中外加一个恒电位，利用外加恒电位使被保护结构达到保护电位域，此时所需要的电流叫做保护电流。保护电流的大小与被保护的金属结构的表面积有直接关系，通常采用单位面积的保护电流值——保护电流密度作为表征，图3为阴极保护原理示意图。

钢铁在静止的海水中的腐蚀速度一般为0.1 mm/年，假定其为速度恒定的均匀腐蚀，根据理论计算可知，其腐蚀电流密度为0.086 A/m2。而实验结果表明，在静止的海水中，钢铁的保护电流密度为0.1 A/m2?0.15 A/m2。这与理论上要求的保护电流必须大于腐蚀电流的概念是一致的。

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船体的外加电流阴极保护系统，一般是由恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层、参比电极等组成。恒电位仪是一个高性能的直流电源，一般还集合了良好的人机界面、自动控制功能、自我检测和异常报警等功能。辅助阳极是一个重要的部件，其作用是将保护电流经由海水传递到金属表面，效果等于代替金属进行电化学腐蚀。阳极屏蔽层是覆盖在辅助阳极周围一定面积范围内的绝缘涂层，可以使阳极的输出电流分布到较远的阴极表面，以使金属电位分布均匀。参比电极主要是为恒电位仪提供实现自动控制用的金属电位信号，同时也为人机界面提供阴极保护效果的信号。

对于暴露于海边以及长期浸泡于海水中的演艺设备，由于海水和盐雾的强腐蚀作用，仅用涂层保护显然是不够的。为此，采用涂层保护加电化学保护的综合保护法。其中，对于暴露于海边或有海水飞溅（喷淋）的演艺设备，采用牺牲阳极阴极保护的电化学保护措施保护效果明显；而对于长期浸泡于海水中的演艺设备，则应采用外加电流阴极保护的电化学保护措施保护效果更好。

笔者所在的公司曾給某海边水秀场制造大型演艺设备，设置了海水喷泉，为了更好地保护设备减缓锈蚀，在设计制造时考虑了采用牺牲阳极阴极保护的电化学保护措施，如图4所示。事实证明，对于海边或半干湿环境中使用的演艺设备，牺牲阳极阴极保护措施所起到的防腐保护作用非常显著。图5是在相同的环境中经过两年的使用后，有保护和无保护钢结构腐蚀情况的对比。

在海水中浸泡的演艺设备更宜采用外加电流阴极保护措施，只要在适当位置安装若干个辅助阳极，控制好保护电流的大小，即可达到满意的保护效果。但是在海水环境中，除了海水的侵蚀外还有海洋生物侵蚀，因此，这些设备的涂层保护也非常重要。传统油漆涂料很难防止海洋生物的附着与侵蚀，而近些年被广泛使用的聚脲防腐涂层则能有效防止海洋生物的附着。如果条件允许，聚脲涂层可在设备安装完成后现场喷涂，喷涂时要注意尽量均匀并消除死角。通过上述涂层保护和外加电流阴极保护的综合保护，经常处于海水中浸泡的演艺设备寿命可大大延长，一般可使用5?10年，真正起到事半功倍的效果。

4 结束语

近年来，文化产业得到了长足的发展，各种大型主题公园、实景秀场的建设，给舞台机械提出了许多新的要求。笔者有幸参与了数个大型室外实景秀场舞台机械涉水设备的防腐保护设计，在这些设计中充分借鉴了船舶涂层保护和电化学阴极保护的技术、工艺、材料等，使舞台机械在恶劣的工作环境中得到了很好的保护，有效地提高了设备的可靠性和安全性，极大地延长了设备的使用寿命，为投资方节约了建设成本，获得了良好的社会和经济效益。

参考文献：

[1]陈可越，等. 船舶设计实用手册[M]. 中国交通科技出版社，2007.

（编辑薛云霞）

提高热网管路防止腐蚀的方法篇12

某电厂2台300 MW供热机组于2007年建成投产,并投入热网供热运行,2008年4月停止热网供热后,热网管道的防腐一直采用液相保护,消耗了大量的软化水,防腐效果不佳。因此,为了防止热网系统在停运期间加热器和系统管路的氧化腐蚀,本文提出了一种新的防腐保护方法,即采用液相加氨水防腐,并在热网水系统管路中放入金属样品,通过定期对金属样品进行监测,鉴别热网水系统的腐蚀程度,以便随时采取应对措施,增强防腐效果,延长热网管路的使用寿命。

1 热网系统的组成

在供水热网系统中,将到用户的供水总门以外的系统称为外网系统,总门以内的系统称为厂内热网系统。目前,某电厂供热系统的特点是供热半径大、系统存水量大(管网容积为22 000 m3)、沿途阀门少、非供热期停运时间较长(达到180 d)。1号、2号机组采暖装置采用中压缸排汽(五段抽汽)作为热网加热器汽源,水侧由热网除氧器加热,化学软化水作为补给水,设计供给用户水温为126 ℃,压力为1.6 MPa(供给阳光集团供热站加热器),回水温度为70 ℃,回水压力为0.2 MPa。系统主要布置有8台热网加热器、8台热网循环水泵、1台热网除氧器、6台热网加热器疏水泵、2台热网补水泵、2台热网滤水器等。

2 热网腐蚀原因及防腐保护方法

热网管道无论是运行状态,还是停运状态, 均以氧腐蚀为主,热网管道锈蚀的主要原因是氧化。另外,即使热网循环水溶解氧合格,热网水系统中的循环水泵负压侧的进气和系统漏水时跑风的进气等也会进入大量的二氧化碳和氧气,对整个系统造成腐蚀。热网循环水系统的运行方式为半年停运、半年运行。停运期间管道腐蚀也相当严重,应引起足够重视。

热网管路防腐目的是使管子等金属部件与空气隔绝,其方法有气相保护和液相保护。

液相保护是在热网系统停运后保持热网循环水的回水压力为定值,利用热网循环水将空气与管道金属表面隔离,使管道金属表面得到保护,使管网系统金属在停用期间不产生锈蚀。其保护机理是在管网充水状态下使金属表面与空气相隔离,以此起到保护金属的作用。

气相保护是将保护气体或气相缓蚀剂气化后(氮气或有机胺盐与无机胺盐复合材料)充入被保护系统内并达到一定的浓度,使气体在金属表面形成膜状,使空气与金属表面隔离而形成保护。其保护机理为保护气体或气相缓蚀剂气化后(缓蚀剂受热后分解)进入保护系统,遇到潮湿的金属表面或经过系统弯曲部分积水处,即被潮湿金属表面水膜或凹入部分积水所吸附,在此部分金属表面上将形成一种膜,从而起到保护作用[1]。

3 实例分析及防腐措施

某电厂在非采暖期对热网供热管路的防腐一直采用液相保护(pH值为7.4,而国家规定热网管路水系统防腐的pH值为9.5以上),在热网停运后向热网管路中补入软化水,保持热网管路回水压力为(0.2±0.02)MPa。由于热网管路较长,漏水量较大,补水频繁,每天需要补3次软化水(每次补水大约40 t),才能保证热网回水压力达到(0.2±0.02)MPa,故造成大量的软化水浪费。为了保证冬季该厂2台机组的热网供热安全,要求夏季对2台机组的热网循环水泵及热网管路进行检修,在夏季就不能补充软化水,无法保证热网回水压力,热网管路的防腐也就停止了。这将造成热网管路严重腐蚀。

通过实际分析,对热网水侧系统加入氨水进行液相保护,即在热网水系统中加入氨水(使热网管路软化水的pH值达到9.5),使热网水系统金属在停用期间不会产生锈蚀, 延缓了热网管路腐蚀的时间。

4 热网管路防腐运行操作及注意事项

1) 热网停运后,在热网水系统管路注入软化水,并检查热网水系统的泄漏状况,消除全部泄漏点后,将整个保护系统用软化水充满。

2) 根据国家相关规定,采取提高热网管路水系统水质pH值的方法进行防腐防垢,加入氨水调节pH值,使pH值达到9.5。

3) 加药系统设置1台可移动加药泵。因热网水系统容积为22 000 m3(1 m3加入25 g氨水),故确定加入氨水量为550 kg。

4) 在汽机零米利用热网回水母管的1个排空气管,用加药泵把550 kg氨水加入热网水系统中。在加氨水前,将热网回水母管压力降至0.1 MPa,在热网水系统管路中放入金属样品,启动加药泵将550 kg氨水加入热网水系统中。

5) 在热网水系统加完氨水后,启动热网循环水泵(起到搅拌混合氨水的作用),在热网送水、回水管道上取样化验热网水系统pH值,使pH达到要求的9.5为止。

6) 应定期对金属样品进行监测,随时了解热网水系统的腐蚀程度,以便采取调整措施。

7) 在加氨水的过程中,接触氨水的工作人员应配戴防护眼镜、口罩、手套等防护用品,工作地点应备有自来水及氨水烧伤药品。

5 热网水系统管路防腐措施及效益分析

某电厂对热网水系统管路防腐措施改进后,防腐蚀效果较好。原来每年非采暖期需要补入软化水量为3次/d,每次40 t,若软化水价格为15元/ t,则180 d需花费32.4万元。

现在每年非采暖期需要补入氨水量550 kg,若按3元/kg计算,则共花费550×3=1 650元。