《高盐雾环境用冷却塔防腐设计与维护手册》

1高盐雾环境用冷却塔防腐设计与维护手册本文件规定了高盐雾环境用冷却塔的等级划分、防腐设计要求、防腐材料要求、防腐施工要求、验收要求、运行维护要求、应急管理。本文件适用于距海岸5km以内、工业区等空气含盐量大于0.05mg/m³的高盐雾环境下，单塔名义冷却水量为50m³/h～10000m³/h的机械通风冷却塔（含开式、闭式）的防腐设计、施工与维护。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T8923.1涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB/T9286色漆和清漆划格试验GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T13452.2色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T.20878不锈钢牌号及化学成分JB/T12324集装箱用制冷机组3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高盐雾环境highsaltsprayenvironment大气中含有较高浓度氯离子、硫酸根离子等腐蚀性盐类，年平均盐雾沉降率不小于0.05mg/(cm²·d)的大气环境，通常包括沿海岸线10km以内区域、氯碱/纯碱生产园区周边5km以内区域、盐碱地周边3km以内区域。3.2盐雾沉降率saltspraydepositionrate单位时间内单位面积上沉降的盐雾总质量，单位为mg/(cm²·d)。4等级划分根据高盐雾环境下的年平均盐雾沉降率、相对湿度、年平均温度，将腐蚀等级划分为3级，具体划分规则应符合表1的规定。表1等级划分表25防腐设计要求5.1总体设计原则5.1.1防腐设计应与冷却塔结构设计、工艺设计同步开展，优先采用“结构防腐+材料防腐+维护防腐”的三级防护体系。5.1.2防腐设计应符合经济适用性原则，结合国内多数企业的生产能力与运维成本，C4级环境下防腐成本不应超过冷却塔总成本的25%，C3、C2级环境下不应超过18%、12%。5.1.3设计时应明确标注各部件的防腐等级、防腐体系类型、设计使用寿命，便于后续施工与维护。5.2结构防腐设计5.2.1整体结构应避免出现积水、积尘的死角，所有水平构件的排水坡度不应小于3%，构件拼接处应采用圆弧过渡，避免锐角、缝隙等易积存盐雾的结构。5.2.2钢结构构件的腐蚀裕量应符合表2的规定，不应为降低成本减少腐蚀裕量。表2钢结构腐蚀裕量要求5.2.3钢结构焊接应采用连续满焊，不应采用间断焊，焊缝高度不应小于较薄构件厚度的0.7倍，焊接完成后应对焊缝做打磨抛光处理，清除焊渣、飞溅物，焊缝处的防腐等级不应低于构件本体等级。5.2.4闭式冷却塔的盘管排布应预留不小于100mm的检修间隙，便于后期防腐涂层修补与腐蚀检测，盘管接口应采用法兰连接。5.2.5冷却塔的电气部件（电机、接线盒、传感器）安装位置应高于冷却塔正常运行水位1.5m以上，且应设置防雨防盐雾防护罩，防护罩防护等级不低于IP65。5.3分部件防腐体系设计5.3.1钢结构塔架钢结构塔架的防腐体系应符合表3的规定。表3钢结构塔架防腐体系选型表5.3.2布水系统5.3.3开式冷却塔布水管道优先采用UPVC、FRP（玻璃钢）材质，若采用金属管道，C4级环境下应采用316L不锈钢，C3、C2级可采用304不锈钢，且内外壁均需做钝化处理。5.3.4布水喷头应采用改性PVC、PPR或316L不锈钢材质，不应采用普通ABS材质，喷头与管道的连接螺纹处应采用聚四氟乙烯生料带做密封防腐处理。5.3.5淋水填料与收水器35.3.5.1淋水填料应采用添加了抗紫外线、抗氯离子助剂的改性PVC材质，填料的氧指数不应小于30%，耐耐盐雾性能应满足GB/T10125中规定的方法进行1000h测试后，无开裂、无变形，符合JB/T12324的相关规定。5.3.5.2收水器应采用FRP或改性PVC材质，收水器片材厚度不应小于0.8mm，C4级环境下禁止采用普通ABS材质收水器。5.3.6风机系统5.3.6.1风机叶片优先采用FRP材质，若采用铝合金叶片，表面需做阳极氧化+聚四氟乙烯涂层处理，涂层总厚度不低于100μm。5.3.6.2风机轮毂、传动轴应采用304以上等级不锈钢，或采用碳钢+热浸锌+氟碳涂层的防腐体系，总干膜厚度不低于200μm。5.3.6.3电机外壳应采用铸铁材质+环氧树脂静电喷涂处理，涂层厚度不低于120μm，电机接线盒应采用316L不锈钢材质。5.3.7闭式冷却塔盘管C4级环境下盘管优先采用316L不锈钢或钛合金材质，C3、C2级环境下可采用304不锈钢，若采用碳钢盘管，需做热浸锌+环氧树脂涂层处理，涂层总厚度不低于400μm。6防腐材料要求6.1涂层材料通用要求6.1.1所有防腐涂料的耐盐雾性能应符合GB/T10125中规定的耐中性盐雾性能测试要求，底漆耐盐雾时间不小于500h，中间漆不小于800h，面漆不小于1000h，涂层体系整体耐盐雾时间不小于3000h（C4级）、不小于2000h（C3级）、不小于1500h（C2级）。6.1.2涂料的附着力应符合GB/T9286中1级要求，与钢材基材的粘结强度不应小于5MPa，各涂层之间的层间附着力不应小于3MPa。6.1.3面漆应具备耐紫外线、耐候性能，C4级环境下面漆的人工加速老化时间不应小于1000h，失光率不应小于20%，无开裂、粉化现象。6.1.4禁止使用已淘汰的含铬、含铅的防腐涂料。6.2金属材料要求6.2.1钢结构基材优先采用Q235B或Q355B碳素结构钢，表面不得有明显的锈蚀、裂纹、夹层等缺6.2.2不锈钢材料的化学成分应符合GB/T20878的规定，304不锈钢的镍含量不应小于8%，316L不锈钢的钼含量不应小于2%，碳含量不应大于0.03%。6.2.3热浸锌层的锌含量不应低于99.995%，锌层厚度应符合GB/T13912的相关规定，表面不得有漏镀、鼓泡、裂纹等缺陷。6.3非金属材料要求6.3.1FRP材料的树脂含量应为45%～55%，拉伸强度不应小于150MPa，弯曲强度不应小于200MPa，巴氏硬度不应小于35，耐氯离子腐蚀性能满足在10%NaCl溶液中浸泡30d强度保留率不应小于90%。6.3.2改性PVC材料的维卡软化点不应小于80℃,冲击强度不应小于3kJ/m2，在10%NaCl溶液中浸泡30d无开裂、无溶胀现象。6.3.3密封胶应采用中性硅酮密封胶或聚硫密封胶，耐盐雾时间不应小于2000h，与金属、非金属基材的粘结强度不应小于1.5MPa。7防腐施工要求7.1施工前准备47.1.1施工单位应具备相应的防腐施工资质，施工人员应经过专业培训并持证上岗，施工前应编制专项施工方案，经设计单位、使用单位审核通过后方可施工。7.1.2施工前应对所有防腐材料进行进场检验，查验产品合格证、检测报告，必要时进行抽样送检，不合格材料不应使用。7.1.3施工环境应符合涂料产品的要求，施工环境温度宜为5℃~35℃,相对湿度不应小于85%，遇雨、雪、雾、大风（风速≥5m/s）天气时禁止室外施工。7.2表面预处理7.2.1钢结构表面预处理优先采用喷砂或抛丸处理，除锈等级应达到GB/T8923.1中规定的Sa2.5级，表面粗糙度达到Ra40～70μm。7.2.2若无法采用喷砂处理，可采用动力工具除锈，除锈等级应达到St3级，但仅适用于C2级环境下的次要构件。7.2.3表面预处理完成后，应在4h内涂刷底漆，若表面出现返锈，应重新进行除锈处理。7.3涂层施工要求7.3.1涂层施工应采用刷涂、滚涂或高压无气喷涂的方式，施工时应按照底漆-中间漆-面漆的顺序逐层施工，前一层涂层完全固化后方可施工下一层。7.3.2施工过程中应严格控制每道涂层的厚度，涂层厚度的允许偏差为-10%，每平方米范围内低于规定厚度的区域占比不应超过10%。7.3.3焊缝、边角、螺栓孔等易腐蚀部位应先做一道预涂，再进行整体涂装，预涂厚度不低于整体涂层厚度的1.5倍。7.3.4涂层施工完成后应自然养护7d以上方可投入使用，养护期间应避免碰撞、雨淋、暴晒。7.4施工过程质量管控7.4.1施工单位应安排专人对每道工序进行质量检验，做好施工记录，记录内容包括施工环境参数、涂层厚度、附着力检测结果、施工人员、施工时间等。7.4.2每完成一道涂层，应采用湿膜测厚仪检测湿膜厚度，换算为干膜厚度，不符合要求的应及时补涂或返工。7.4.3施工过程中若发现涂层出现鼓泡、针孔、流挂、脱落等缺陷，应及时打磨清除缺陷区域，重新进行涂装。8验收要求8.1进场材料验收8.1.1所有防腐材料进场时应提供产品合格证、第三方检测报告，检测项目应包括耐盐雾性能、附着力、厚度等核心指标。8.1.2对涂层材料应进行抽样送检，抽样比例为每批次涂料抽样1组，同一批次涂料重量不足1t的抽样1组，超过1t的每增加1t增加1组抽样。8.1.3金属材料、非金属材料的进场检验应符合本文件第6章的相关要求，不合格材料应予以退场，不得使用。8.2施工过程验收8.2.1表面预处理完成后，应进行除锈等级验收，采用目视对比法或粗糙度检测仪检测，符合Sa2.5级要求后方可进行下一道工序。8.2.2每道涂层施工完成后，应进行厚度检测，采用GB/T13452.2规定的磁性测厚仪检测，检测点数量为每10㎡检测1个点，不足10㎡的按10㎡计算，厚度合格率应达到90%以上。8.2.3涂层完全固化后，应进行附着力检测，采用划格法检测，附着力等级应达到GB/T9286中1级要求，检测点数量为每50㎡检测1个点，合格率100%。8.3竣工验收58.3.1竣工验收应在冷却塔安装完成、试运行72h后进行，由建设单位、设计单位、施工单位、监理单位共同参与。8.3.2竣工验收应提交下列资料：a)防腐材料进场检验报告、合格证；b)施工过程记录、工序验收记录；c)涂层厚度、附着力检测报告；d)设计变更文件、施工方案；e)其他相关技术资料。8.3.3竣工验收合格判定规则：所有检测项目全部合格，资料完整齐全，方可判定为竣工验收合格；若有不合格项目，应返工整改后重新验收。9运行维护要求9.1日常巡检9.1.1使用单位应建立冷却塔防腐日常巡检制度，安排专人定期巡检，巡检周期符合表4的规定。表4日常巡检周期要求9.1.2日常巡检内容包括：涂层表面是否有鼓泡、开裂、脱落、粉化现象；a)金属构件是否有锈蚀、变形情况；b)布水管道、喷头是否有腐蚀泄漏；c)电气部件的密封是否完好；d)填料、收水器是否有变形、老化现象。9.1.3巡检发现的腐蚀问题应及时记录，建立腐蚀台账，明确问题位置、严重程度、处理措施、处理9.2定期检测9.2.1每年应开展一次全面的防腐检测，检测内容包括：a)涂层厚度检测，每100m2检测不少于5个点，重点检测焊缝、边角、迎风面等易腐蚀部位；b)附着力抽检，每200m2检测不少于1个点；c)钢结构腐蚀程度检测，采用超声波测厚仪检测构件剩余厚度，计算腐蚀速率；d)盘管、管道的壁厚检测，评估剩余使用寿命。9.2.2C4级环境下每3年、C3级环境下每5年、C2级环境下每8年应委托第三方专业机构开展一次全面的腐蚀评估，出具评估报告，明确剩余使用寿命、维护建议。9.3维护维修9.3.1涂层局部出现鼓泡、脱落、锈蚀时，应及时进行修补，修补流程为：打磨清除缺陷区域及周边50mm范围内的旧涂层至露出完好基材，按照原防腐体系逐层补涂，补涂涂层厚度不应低于原设计厚度。9.3.2当涂层整体粉化面积超过30%、附着力低于2MPa、腐蚀速率超过0.1mm/年时，应进行整体重新涂装。9.3.3金属构件的剩余厚度低于