凝汽器管板和水室的防腐.docx

凝汽器管板和水室的防腐张蔓(东方汽轮机有限公司 ,四川 618000 )摘要 :根据凝汽器水室和管板的腐蚀机理 ,提出用环氧煤沥青做防腐涂层 。本文介绍了环氧煤沥青的主要 成分 、性能以及凝汽器用环氧煤沥青防腐的施工工艺及涂层质量的检测方法等 。关键词 :凝汽器 ;管板 ;防腐 ;环氧煤沥青中图分类号 : tu592 文献标识码 : bthe co rro sion p ro tec tion of conden se r tube p la te s and w a te r boxe szhan g m ana b stra c t:b a sed on co rro sion m echan ism of conden se r tube p la te s and wa te r boxe s, in troduced the m a in con stitu2 en t, p e rfo rm ance s and app lica tion p roce ss of epoxy coa l ta r u sed fo r coa ting a s we ll a s its de tec tion m e thod in th is p a2 p e r.key word s: conden se r; tube p la te s; co rro sion p ro tec tion; epoxy coa l ta r凝汽器是汽轮机组的重要设备之一 ,它是通过冷却水将汽轮机排汽凝结成凝结水 ,然后加热 送回锅炉循环使用 。凝汽器在开式循环中直接用 江 、河 、湖 、海里的天然水 ,在闭式循环中用稍作处 理的循环水 。由于冷却水用量很大 ,长期使用这 些水对直接接触的凝汽器管板 、水室都有不同程度的腐蚀 ,导致水室 、管板穿孔 ,冷却水泄漏及污染凝结水 ,因此对凝汽器管板 、水室进行防腐处理 是十分必要的 。当循环水为海水或受到工业污染的水时 ,将进一步加速水室 ,管板的电化学腐蚀 ,生成形态和 组成不同的铁锈 :fe + 2c l- fec l + 2 e2+2h2 o + o2 + 4 e + 4n a 4n aoh4 fec l2 + 8n aoh + o2 fe2 o3 h2 o + 8n ac l+ h2 ofe + h so feso + h 2 44 2n ac l和 h so 再生而残存于腐蚀层深处 ,使2 4基体金属继续腐蚀 ,直到穿孔 。通过减小或抑制腐蚀电流 ,降低两极间的电 位差 ,保持两极有较高的极化度以及增大极间阻抗等方法 ,都可以不同程度地达到防止或缓解水 室 、管板腐蚀的目的 。使用防腐涂层就是一种常用的防腐方法 。1 凝汽器水室和管板被腐蚀的机理凝汽器水室及管板所用的材料是普通碳素钢板 q235 2b ,这种钢板由铁素体和微量的渗碳体组 成 。它们所接触的循环水没有经过精处理 ,含有各种电解质 , 如 : c l- , h + , n a + , so 2 - 等等 , 同 时4含有一定量的 o2 。由于铁素体的电极电位较渗碳体低 ,成为阳极 ,而渗碳体成为阴极 ,两极在一 起形成许多腐蚀电池 ,其电化学腐蚀过程为 :阳极反应 : fe fe2 + + 2 e阴极反应 : 2h + 2 e h2 2 防腐涂层的作用和要求2. 1 防腐涂层的作用防腐漆在被涂基体上形成固化涂层 ,并通过 以下作用防止基体被腐蚀 :( 1 )屏蔽作用 。涂层的屏蔽作用在于使基体 钢板和循环水隔开 ,以免受腐蚀 。钢板发生腐蚀必须有水 、氧 、电解质离子存在和离子流通的途 径 。涂层阻挡水 、氧和电解质离子透过达到金属 表面 ,但任何涂层都有一定的渗透性 ,屏蔽作用不是绝对的 。( 2 )阴极保护作用 。在涂层中加入对钢板能15-2h2 o o2 + oh循环水中 : fe2 + + 2oh - fe (oh )2在水中氧的作用下 , fe (oh ) 2 生成水合氧化铁 ,即铁锈 :12 fe (oh ) + h2 o + 2 o2 fe2 o3 3h2 o收稿日期 : 2009 11 26生产技术no. 1j anua ry 2010大型铸锻件 h eav y ca st in g and for g in g表 1 环氧煤沥青防腐涂层性能ta b le 1 the corro s ion pro tec t ion coa t perform an ce s of epoxy coa l ta r成为牺牲阳极的金属粉 ,且其量足以使金属粉之间和金属粉与基体之间达到电接触的程度 ,使基 材金属免 受腐 蚀 。在 环 氧煤 沥青 底 漆中 加入 铝粉 ,并且在刷漆前先喷铝都是此目的 。或者在水室壁面安装低电位的金属块 ,如 :纯铁块等 。 同时防腐涂层中含有防腐颜料 ,具有缓蚀作用 。2. 2 对防腐蚀涂层的要求 防腐涂层要达到防腐的目的 ,必须具备以下性能 :( 1 )抗渗 透 性 能 涂 层 结 构 规 整 , 只 含 有 少量亲水基团致密的高聚物膜 ;( 2 )对腐蚀介质的稳定性 涂层不被腐蚀 介质分解 ,不与介质发生有害的反应 ,也不被介质 溶解或溶胀 ;( 3 )附着力强 必须在使用期间始终与基 体牢固附着 ;( 4 )相适应的力学性能 其硬度 、柔韧性 、 耐冲击性 、耐磨性与环境相适应 。现在凝汽器防腐主要采用防腐涂层 、水室衬 胶 、阴极保护及防腐涂层和阴极保护 。环氧煤沥 青是我们近几年开发用于凝汽器的防腐涂层 ,通过实验和工程应用 ,具有性能优良 、价格便宜 、易 于施工的特点 。环氧煤沥 青防 腐 涂层 的主 要 理 化 性 能 见 表1。目前 ,环氧煤沥青防腐涂层在国内外都得到迅速发展 ,可以用于管道 、船体 、化工设备 、海上钻 井平台等的防腐 。4 环氧煤沥青涂层在凝汽器管板和水室防腐中 的应用凝汽器水室 、管板长期经受循环水的冲蚀 、浸泡 ,产生较为严重的腐蚀 ,用环氧煤沥青涂层可以 很好地减轻或消除这些腐蚀 ,延长其使用时间 ,经 过试验和工程应用 ,我们已总结出一套成熟的施 工工艺 。工艺流程主要分为 : 表面处理 、喷铝 、厂 内涂环氧煤沥青底漆和面漆 、电厂现场涂装及残留涂层的清理等 。4. 1 表面处理( 1 ) 手工清理使用铲子 、钢丝刷 、砂纸 、电动砂轮等工具 ,将 水室内待涂表面的锈蚀物 、毛刺等非牢固附着物或影响表面美观的附着物除去 。 ( 2 ) 除油去湿 用布 、棉纱 、毛刷等擦去油污或用金属清洗剂洗去待涂面的油污 ,再低温加热碳化除湿 。 ( 3 ) 除锈 采用压力或干喷砂法除去表面的铁锈 ,并粗化表面 。4. 2 喷铝为了增加环氧煤沥青涂层的防腐性能 ,在凝 汽器管板上喷一层铝 。不同的循环水质喷铝的厚 度也不一样 ,喷铝应在喷砂粗化后进行 ,以避免已 除锈表面再次氧化 。4. 3 厂内环氧煤沥青涂装 在管板喷铝完成短时间内必须刷完第一道面漆 ,进行封孔处理 ,而水室内壁应在喷砂后刷环氧3 环氧煤沥青的成分及性能环氧煤沥青防腐漆具有多种成分 ,主要由环氧树脂 、煤焦沥青 、填料和固化剂组成 。它是一种 双组份漆 ,即漆料和固化剂 ,其中漆料又有底漆和 面漆之分 。底漆 主 要成 分为 : 环 氧 树 脂 、煤 焦 沥 青 、云母 、氧化铁 、滑石粉 、铝粉浆 、二甲苯 、丁醇 、 环己酮等 ; 面漆的主要成分为 : 环氧树脂 、煤焦沥青等 ;固化剂的主要成分为己二胺和无水乙醇等 。 环氧煤沥青中的煤焦沥青是炼焦工业的副产物 ,煤焦油蒸馏后的残渣 ,为黑色树脂状物质 ,大 部分为芳香烃化合物的混合物 ,具有耐酸 、碱性 , 但机械强度 、耐溶性差 ; 而环氧树脂具有附着力 、 机械强度 、耐溶剂性好等特点 ,两组份形成的防腐涂层性能优良 ,可以在 - 4080 之间使用 ,其特 点如下 :( 1 )优良的附着力 ,耐冲击性和耐磨性 ; ( 2 )良好的耐水性 ;( 3 )良好的耐碱性和酸性 ;( 4 )耐油性 、耐水性 ;( 5 )价格比纯环氧漆便宜 。16 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 序号项目底漆面漆123456789外观细度 (刮极细度计 ) /mm粘度 :涂 4 号杯 ( 25 ) / s附着力 /级 柔韧性 /mm冲击 /n m干燥时间 ( 25 )表干 / h干燥时间 ( 25 )实干 / h剪切强度 /m pa红棕色半光 6080 1201150164. 5黑色有光8080 16011503114. 5大型铸锻件 h eav y ca st in g and for g in gno. 1j anua ry 2010煤沥青底漆和面漆 。( 1 ) 漆的配制底漆料 、面漆料同固化剂分别按一定比例进 行混合 ,边倒边搅拌 ,使其均匀混合 。当环境温度 较低时候 ,可以加入一定量的稀释剂 。经均匀混 合的漆熟化一定时间 。配好的漆料应在一段时间 内用完 。( 2 ) 环氧煤沥青底漆和面漆的涂刷 底漆涂刷要均匀 ,不要漏刷 。粘度增大时毛刷不易拖动 , 可加入适量的稀释剂 , 以不流动为 宜 。底漆表干后立即刷面漆 ,时间间隔过长会影 响面漆与底漆之间的粘结力 。若表面完全固化 ,可用砂纸打磨后再涂面漆 ,以增强底漆面漆的结 合性能 。涂刷面漆各层之间的时间间隔以漆膜实干为 佳 。一般 25 以下 ,实干需要 20 h。水室内壁刷 一道底漆两道面漆 ,厚度达到 0. 3 mm 以上 ,可以直接用于电厂使用 ;管板刷一道底漆两道面漆 ,电 厂穿管完成以后再进行涂敷 。4. 4 电厂现场涂装 由于管板在现场还需要焊接和穿管 ,必然对厂内所涂敷的涂层产生破坏 ,必须在穿管完成以后现场修复和加厚涂层 。 先用钢丝刷除去铁锈 、毛刺 、焊渣等 ,然后用湿沙布擦去飞尘 。对穿管时残留的黄油等油污 ,可用丙酮或煤油进行清洗干净 。 用纱布打磨已完全固化的漆层 ,使之表面粗化 ,然后再用丙酮对整个待涂面进行清洗 。先涂 敷第一道底漆 ,再涂面漆 ,其涂装方法同厂内涂装 一样 。4. 5 残余漆层的清理由于涂刷过程中 ,势必在换热管内涂上漆 ,这将影响冷却水在换 热管 内 的流 动和 进 行胶 球清洗 ,因此必须进行清理 , 清理时不能损伤换热管 壁 。5 环氧煤沥青防腐涂层的检验要提高凝汽器防腐蚀性能 ,环氧煤沥青在水室或管板上的涂层必须均匀 、致密 、具有良好的粘 结性能 。涂层是否达到要求 ,可以通过一系列的方法检测 。( 1 ) 外观检测涂层要求饱满 、均匀 ,表面呈黑亮的光泽 ,对 皱褶处必须进行修复 。( 2 )涂层厚度检测 用电脑涂层测厚仪或便携式磁性测厚仪检测涂层厚度 。要 求 在 淡 水 中 使 用 时 厚 度 大 于 0. 5 mm ,在海水中使用时厚度大于 1. 0 mm。测量时 在 10 cm2 的范围内选 4 个点测量 ,取其平均值 ,应在上 、中 、下三个区域测量 。 ( 3 )附着力检验 用小刀将漆层割开一个舌形口 ,再用力撕开 ,破坏处基体材料表面仍为漆层覆盖 ,不得露出基 体材料 。( 4 )涂层致密性检验 用针孔检测仪扫描测量涂层的空隙 ,不允许有任何间隙存在 。6 结语环氧煤沥青涂层优良的防腐性能在凝汽器水室 、管板防腐上得到很好的应用 ,它不但可以用于 新制造的凝汽器防腐 ,也可以用于电厂已投运凝 汽器的防腐 。通过多项工程使用证明其性能都是稳定可靠的 。编辑 邓 玉2002: 91 - 96.胡红军 ,杨明波 , 等. p roca st软件在铸造凝固模拟中的应 用 j . 材料科学与工艺 , 2006 , 14 ( 3 ) : 292 - 295.p roca st u se r m anua l v e rsion 2008. 0 es i. group.张佳秋. 铸造生产中热物性能参数的变化 j . 铸造 , 1998 , ( 8 ) : 45 - 48.马敏 团 , 郝伟. ca e 分析 技术 在铸造 生产 中的应 用 c .2005 全国计算机辅助工程 ( ca e)技术与应用高级研讨会 ,北京 , 2005 年 8 月 : 28 - 32.编辑 龙礼建(上接第 3页 )和凝固阶段的合金液流动行为 、温度场分布以及 预测铸件中可能存在的缩孔 、缩松缺陷 。针对数 值模拟的