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耐酸胶泥在烟囱防腐工程应用上的5大风险

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耐酸胶泥在烟囱防腐工程应用上的5大风险

发布日期:2019-05-27 作者: 点击:


在早期的烟囱防腐工程中,耐酸胶泥的使用还是比较多的。耐酸胶泥是由水玻璃和耐酸水泥混合而成,关于水玻璃类材料的选用,在GB50046—2008《工业建筑防腐蚀设计规范》中明确规定:常温介质作用时,宜选用密实型水玻璃类材料;当介质温度高于100℃时,不应选用密实型水玻璃类材料。


烟囱防腐工程


由于耐酸胶泥在凝结固化过程中有可能产生不规则裂纹等特性,会对烟囱防腐工程带来5个方面的风险:

1.施工困难带来的质量隐患

这类材料在实际施工时,对环境的要求和人员的操作水平要求较高,施工时要求温度以5~30℃为宜,低于5°C或高于30℃时要经过厂家现场技术员调整配合比后才能施工。夏秋季时间,大部分施工时环境温度都在30℃上下波动,并且温差较大,需要经常调整配合比。尤其在雨水较多、湿度较大的南方地区,同时在高达180~240m高的烟囱上,施工难度极大。

施工过程中也极易受温差应力影响,尤其是在炎热的夏季,白天、晚上的温差会较大,白天上午与下午的温差也较大,这样在上午太阳晒到半边烟囱筒体,下午晒到另外半边,这样筒体的受热程度就不一样,温差引起的胀缩就不一致,这就要求在不同季节施工时,工人要控制好温差,这难度是可想而知的。

2.高载荷风险

虽然该类材料的密度较小(比重约0.6~1.0),但总体用量较大,而厂家要求施工后的厚度约为8~10cm,这样折算下来每平方米材料的用量约50kg,如果烟囱基础不好,尤其是旧烟囱改造时,强度远远达不到要求。假设对一个防腐面积达近万平方米的烟囱防腐工程而言,采用耐酸胶泥方案在现有烟囱内壁将增加约480t载荷(而当烟囱通湿烟气后充分吸水时,烟囱所增加的负荷远远超过480t的载荷)。施工中需将如此重的物料通过施工吊笼逐级输送至180~240m高,势必增加施工中的安全风险。因为电厂旧烟囱一般为传统单筒式烟®,钢筋混凝土筒壁与排烟筒未脱开,砖砌排烟筒分段支承牛腿并荷载分段传给钢筋混凝土筒壁,内衬耐火砖或陶土砖,这种基面其附加承载能力有限,禁止采用荷载较大的防腐材料,只能采用轻质且不吸水的防腐材料。另外即使强度可以满足要求,但在施工中,设备的载荷能力也是一个关键的安全要素,有待于进一步考虑核对。而一般老电厂在加装FGD后,场地较紧,运输道路和烟囱底部通道狭窄,大量物料输送将带来工期延误风险。

3.温度冲击

当烟囱在FGD正常运行时,烟囱内部温度大约在45~80℃,烟气为饱和湿烟气。但当FGD事故或是设备停运时,烟囱内部温度将在短时间内升至140~180℃,原来的饱和湿烟气将以原烟气状态通过锅炉烟囱进行排放。烟囱烟气的不规则排放,使烟囱内壁防腐层材料处于急冷急热和干湿交替状态下运行,这就对材料的耐温度冲击提出了要求。水玻璃类耐酸胶泥材料的热膨胀系数为0.03X106/℃,而混凝土的膨胀系数为(7~10)X10—6/℃,耐酸砖为(5~7)X106/℃。在长期高低温干湿交替作用下,由于胶泥成膜时就会产生纹裂,胶泥吸水率高产生的容重变化,再加上耐酸胶泥材料与基础(混凝土或耐酸砖基础)的热膨胀系数相差较大,这样在受温度冲击的内应力作用下会使内衬层纹裂进一步扩大进而发生开裂甚至脱层等情况,而事实上我们也观察到了由于温度冲击原因而产生的这些不规则裂纹及裂缝。

4.耐腐蚀性的局限性以水玻璃作为粘合剂的耐酸胶泥有一个重要特性,即其耐强酸的特性远大于其耐弱酸的特性,在长期烟气的作用下(包括在露点下的酸液),可能胶泥层表面会逐渐受到侵蚀而影响粘结效果,而如果湿烟气中含有氟化物,则对水玻璃材料的腐蚀将是致命的;另外由于材料的多孔性特点,而这些孔也是非封闭性的,因此,在烟气作用下,会逐渐扩散渗透到基础,使基础受到腐蚀破坏。根据设计标准要求,水玻璃类耐酸胶泥不适合用在脱硫烟囱存在的干湿(高,低温)交替工况条件。

5.高吸水性风险

根据材料生产厂家提供的说明,材料的体积吸水率在加热情况下一般约为10%,各个生产厂家材料的吸水率均相近,根据这个数值,以平均比重为0.8计算推断,那吸水率近12.5%(以重量计算),那是一个相当高的吸水率,这与上文提及的材料选择原则相违背。因为耐酸胶泥料的结构疏松,孔隙率大,表面粗糙,不致密,从而注定其抗渗性很差。因这种厚浆成膜的施工工艺在凝结固化过程中应力过大产生不规则纹裂,在胶泥层吸水后,由于耐酸胶泥与基面膨胀系数相差过大,在烟®内的正压及高温作用下裂纹会进一步扩张,甚至开裂进而可能与基面剥离,因此,烟气中的酸性液体也会直接渗透接触到烟囱混凝土筒体,从而防腐失效,另外在材料吸水后防腐蚀层的保温效率大大下降,同时结构中不设保温层,可能对基础造成破坏,并且吸水后整体烟囱载重能力也是一种安全隐患。

由于材料的化学特性,采用水玻璃为粘合剂,可修补性较差,包括在施工过程中或使用中的维修;另外据施工公司的反映,在实际施工和应用操作中,极易产生施工人员中毒的情况。从烟囱防腐的技术角度上认为:采用耐酸胶泥作脱硫后的烟囱内衬风险是很高的,这类材料如用作非脱硫后烟囱的内衬倒是一种不错的材料,因此,业主、烟囱设计人员及材料供应商对脱硫后烟囱防腐内衬材料选择耐酸胶泥出现这一系列问题都要高度重视。


本文网址:http://www.bf-gs.com/news/479.html

关键词:烟囱防腐工程,陕西烟囱防腐应用

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