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火力发电厂的重防腐涂料系统


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中国涂料
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火力发电厂的

重防腐涂料系统
刘 新  (广州佐敦远洋制漆有限公司, 510620) 摘要:分析了火力发电厂复杂腐蚀环境的成因,重点介绍了各类钢结构、储罐内壁、循环水管、高温绝 热部位、烟气脱硫系统的重防腐涂料及应用。 关键词

:火电厂;重防腐;钢结构;储罐;循环水管;FGD 中图分类号 TQ 637  文献标识码 C   文章编号 1006-2556(2005)06-0048-03 : : :

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大气腐蚀环境下钢结构
火力发电站使用的燃料有重油和煤炭等, 在运行

表1 大气腐蚀环境下钢结构的长效防腐蚀涂料系统 涂料系统 溶剂型 涂料系统 涂层 底漆 中间漆 面漆 底漆 溶剂型 涂料系统 中间漆 面漆 底漆 水性 涂料系统 中间漆 面漆 涂料产品 环氧富锌底漆 环氧云铁中间漆 丙烯酸聚氨酯面漆 无机富锌底漆 环氧云铁中间漆 丙烯酸聚氨酯面漆 水性环氧富锌底漆 水性环氧涂料 水性丙烯酸面漆 干膜厚度 / m 75 125 50 75 125 50 50 120 80

过程中, 会释放出大量硫化物等腐蚀性气体, 与空气 中的水汽或雨水相结合形成酸性溶液。 煤灰在钢结构 上面的沉积, 会形成电解质, 加速钢结构的电化学腐 蚀。 因此, 火力发电站的防腐蚀问题就成为了生产与 维护的重要内容之一。 火电厂中, 处于大气腐蚀环境下的钢结构主要涉 及到:锅炉钢结构;主厂房钢结构;输煤系统:卸煤 机、堆取料机、吊机和输煤栈桥;管道外壁;储罐外 壁。 这些大气环境下的腐蚀等级, 由于处于火电厂的 腐蚀环境中, 根据国际标准ISO12944 -2 《钢结构的 防腐蚀涂料系统的腐蚀保护》 ,可以确定为高等级的 环境 C4 级别,按照长效防腐 15 年以上的要求,可以 采用的长效防腐蚀涂料系统见表1。 水性重防腐涂料系统, 近年来已经在技术上得到 了很好的发展, 相应的涂料系统通过了相当苛刻的耐

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注:部位:锅炉钢结构、主厂房钢结构、输煤系统、管道和 储罐外表面等;腐蚀等级:ISO12944-2 C4;防腐蚀耐久性:> 15 年。

底漆的固化要求较高的相对湿度 RH65%以上,在 23 ℃时,涂覆后道漆的时间要 16h 以上;环氧富锌底漆 依靠固化剂固化,在 23℃时,只要 2h 左右即可涂覆 腐蚀试验测试, 并在实践中得到了满意的效果, 因此, 中间漆。 这里除了介绍溶剂型涂料系统, 还同时介绍了相应的 水性重防腐涂料系统除了对环保和施工人员健康 水性重防腐涂料系统。 有益外, 在钢结构加工制作过程中, 无须回避周边的 溶剂型涂料系统的底漆可以采用环氧富锌底漆和 火工作业, 并且漆膜干燥相当快, 这就意味着可以加 快涂覆过程, 通常在1天之内可以完成3道涂料系统, 这就为钢结构加工制作单位加快了制作过程, 节省了 大量的时间和金钱。

无机富锌底漆两类。 相比较之下, 采用环氧富锌底漆 时,施工性能要更好一些;采用无机富锌底漆时,要 注意干膜厚度不能超过一定的范围 (通常为150m左 右)否则会造成漆膜开裂 另外无机富锌底漆表面呈 , ; 多孔状结构, 覆涂后道中间漆时, 需要采用雾喷/统 喷的技巧, 否则容易出现针孔气泡;溶剂性无机富锌



储罐内壁
火电厂的储罐防腐蚀涂料系统, 涉及到外壁和内

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壁两部分。 储罐外壁的涂料系统可以参考大气环境下 的防腐蚀涂料系统, 见表1。 电厂的储罐比较复杂, 主 要涉及有饮用水罐、消防水罐、消防过滤水罐、冷凝 水、去离子水罐、燃油、去离子水补给系统罐等。其 中冷凝水罐由不锈钢制成。 火电厂储罐没有特别的腐蚀介质, 可以采用的涂 料系统有纯环氧树脂涂料和酚醛环氧涂料。 用于饮用 水罐内壁的涂料要求达到饮用水质的卫生标准 去离 ; 子水罐的涂料不能含有任何离子, 以减少水对锅炉水 冷壁以及蒸汽轮机的腐蚀;燃油储罐内壁, 如果设计 要求采用抗静电涂料, 则必须按要求采用相应的抗静 电涂料系统, 无机富锌涂料由于锌粉为导电颜料, 也 可以作为燃油储罐内壁涂层使用。 不同的储罐内壁防 腐蚀涂料系统见表 2。
表2  储罐内壁涂料系统 储罐类型 饮用水罐 去离子水及其补给水罐 消防水及其过滤水罐 燃油储罐  涂料品种 内  壁 干膜厚度 /m 3 × 100 2 × 125 3 × 100 2 × 125 150 150 3 × 100 100

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水管防腐蚀涂料系统见表 3、表 4。
表3  循环水管内壁防腐蚀涂料系统 涂层 底漆 面漆 涂料产品 高固体分改性环氧涂料 高固体分改性环氧涂料 干膜厚度 / m 300 300

注 部位 循环水管内壁 腐蚀等级 ISO12944-2 Im1, ; : : ; : Im2 防腐蚀耐久性: > 20a。

表4  循环水管外壁防腐蚀涂料系统 涂层 第 1 道漆 第 2 道漆 涂料产品 高固体分改性环氧涂料 高固体分改性环氧涂料 干膜厚度 / m 250 250

注:部位:循环水管外壁;腐蚀等级:ISO12944 - 2 Im3; 防腐蚀耐久性: > 20a。



高温和隔热部位
火电厂的碳钢管道会涉及到高温部位, 需要使用

纯环氧涂料 酚醛环氧涂料 纯环氧涂料 酚醛环氧涂料 改性环氧厚浆漆 改性环氧厚浆漆 抗静电环氧涂料 无机硅酸锌涂料

耐高温涂料进行防护。 新建火电厂的碳钢管道可能会 涉及到不同的温度范围,可选用相应的耐高温涂料。 化学固化类涂料, 如环氧树脂涂料和聚氨酯涂料 产品, 最大可以耐120℃的高温, 因此, 在120℃以下, 可以采用通常的防腐蚀涂料系统。 需要注意的是丙烯 酸聚氨酯面漆在 100℃以上,浅色的涂膜会发黄,不 过这并不影响其防腐蚀性能。 醇酸铝粉耐热漆以及有机硅酸改性的醇酸树脂漆 可以耐200℃的高温。 保温隔热层内的涂料系统必须考虑这种情况, 需 要注意到一旦隔热层破损, 里面就会积聚水汽, 呈酸 性的冷凝水是主要的腐蚀因素,采用耐热达230℃的



循环水管
火电厂的循环水管也是严重的腐蚀部位, 防腐蚀

要求达到20年。 除了采用高性能防腐蚀涂料外, 还结 合了阴极保护措施。 为了节约淡水资源, 在滨海火电 酚醛环氧树脂涂料。 厂都采用海水作为冷却水使用。根据 ISO12944 - 2, 无机硅酸锌涂料可以耐 400℃的高温,因此,只 循环水管外壁属于 Im3 埋地腐蚀环境,内壁属于 Im1 要管道温度在 400℃以内,完全可以把无机硅酸锌底 淡水或 Im2 海水腐蚀环境。 循环水管中的防腐蚀涂料 漆作为通用的防锈底漆,可以减少涂料品种的应用, 涂膜要求在海水中有优异的附着力, 并且在长期管道 这样除了设计方面的简便之外, 更可以减轻实际加工 通海水的情况下, 涂膜保持其优良性能不脱落。 涂膜 和喷漆过程中的麻烦。因为大量的管道堆放在现场, 具有极强的耐磨性能, 以便能抵抗管道回填过程中所 在施工初期要很好地区分开不同介质不同温度范围, 产生的摩擦和刮伤, 涂膜良好的柔韧性能抵御施工过 程中的冲击和碰撞, 保证涂膜的完好。 涂料系统要与 阴极保护系统有良好的相容性。 传统上管道采用的都是环氧煤沥青涂料, 无溶剂 涂料的施工对于喷漆设备和施工人员都有着非常高的 要求, 因此高固体分改性环氧涂料是较为合适的涂料 产品, 可以按照常规的施工方法和程序进行施工。 高 固体分改性环氧涂料在国外很多大型水电站的压力水 管和火电厂的循环水管中有着成功的使用记录。 循环


是很复杂的, 施工人员同时要频繁地更换涂料品种和 施工器具, 实际作业比较麻烦。 如果仅使用一种底漆, 就可以大大简化工作程序和工作量。 根据NACE的研究,在氯化钠溶液中(70~80)℃, 锌会发生极性逆转,这种情况下采用无机富锌底漆, 反过来钢铁成了阳极去保护锌粉了。 并且锌粉在酸性 或碱性环境中,易于溶于温水环境,锌粉消耗了,也 就失去了保护作用。 为了避免这种情况发生, 可以在 无机富锌底漆表面罩 1 道有机硅铝粉漆。
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在(500~600)℃的高温环境下, 可以使用有机硅 铝粉耐热涂料。 漆膜厚度通常只有(20~30)m, 可以 涂 2 道,但是不能涂的太厚,以免影响热传导性。 不同温度范围以及隔热部位的涂料系统如表5所示。
表5  高温隔热部位的涂料系统 温度范围 /℃ < 120 (适用于没有 涂层 底漆 涂料产品 环氧富锌底漆 干膜厚度 /m 75 125 50 30 30 100 100 75 25 25 25

规或双组分喷漆泵喷涂乙烯酯玻璃鳞片涂料, 涂层致 密均匀,固化迅速,特别是在焊缝部位,可以获得橡 胶衬里不可能达到的均匀致密与牢固附着的优异性 能。 每1道涂层完工后, 采用高压电火花针孔测试, 并 且马上进行修补,可以 100%地避免针孔漏涂,有效
表6  乙烯酯玻璃鳞片涂料与橡胶衬里的性能对比 项目 鳞片最大尺寸 / m m 涂层厚度 / m m 操作温度① /℃ 撕裂延展性 /%


丁基橡胶 乙烯酯玻璃鳞片涂料 - ≥4 ≤ 90 300 ≥5 好 很好 约 0.5 约 2.0 约 0.1 约 1.7 0.4 约 1.2 ≤ 180 约 0.5 40 好 平均 约2 约 5.0 约 0.5 约 4.0

中间漆 环氧云铁中间漆 丙烯酸聚氨酯面漆 醇酸铝粉耐热漆 醇酸铝粉耐热漆 酚醛环氧涂料 酚醛环氧涂料 无机富锌底漆 有机硅铝粉耐热漆 有机硅铝粉耐热漆 有机硅铝粉耐热漆 底漆

隔热层的部位) 面漆 <230 <230 <400 <600 面漆 底漆 面漆 底漆 面漆 底漆 面漆

抗撕裂 / M P a 耐化学品 耐磨 耐渗透性③ /(g/m2·d)   50℃   70℃ 耐渗透性④ /(g/m2·d)   50℃   70℃ ④基于一般的厚度。

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烟气脱硫系统

火力发电厂中使用的煤含有硫, 在生产过程中产 生二氧化硫, 严重影响大气环境。 迫于环境保护的压 力,烟气脱硫(FGD)已经是火电厂二氧化硫控制的 主要手段。 因此FGD 烟气脱硫装置在很多电厂中成为 了必不可少的配套项目。 为了保证烟气脱硫装置的长期正常运行, 采用的 防腐蚀材料有不锈钢、 高合金复合钢板、 橡胶以及玻 璃鳞片衬层涂料等。 采用涂料进行烟气脱硫装置的防 腐蚀也是切实有效的方法。 一般情况下, 防腐蚀层的 失效主要是树脂基体受到侵蚀, 基体树脂首先产生失 重、变色等情况,之后引起材料的鼓泡、分层、剥离 或开裂等情况, 最后导致防腐蚀层失效, 尤其后者, 由 于渗透等因素, 加速了具有腐蚀性的化学介质渗入到 防护层的内部。 因此在选择具有良好耐腐蚀性能树脂 基体的同时, 应采取有效的措施来减弱、 减缓腐蚀介 质或水蒸气的渗透作用。 最好的涂料是使用耐化学性

注: ①最大的持久性 ②DINEN ISO 527; ; ③基于1mm厚度 ;

表7  烟气脱硫装置的乙烯酯玻璃鳞片涂料系统 涂层 第 1 道漆 第 2 道漆 涂料产品 乙烯酯玻璃鳞片涂料 乙烯酯玻璃鳞片涂料 干膜厚度 / m 750 750

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注:部位:烟气脱硫;腐蚀等级:强酸,瞬间高温达到 160 ℃;防腐蚀耐久性:10 年以上。

地保障了涂层体系的完整性。 烟气脱硫系统涂层系统 见表 7。



结 语

强, 又具有耐温性能的乙烯酯玻璃鳞片涂料。 乙烯酯 水处理剂以及金属热喷涂等多种措施。 但是在火 树脂, 特别是诺伏勒克乙烯酯树脂, 有着超强的耐化 护、 重防腐涂料能够方便有效 学品和耐渗透性, 可长期耐180℃高温, 短期耐220℃。 力发电厂的基础设施方面, 为火力发电厂的成功运行 玻璃鳞片有着特别高的抗渗透性能,以及机械稳定 地解决钢结构的腐蚀问题, 提供了坚实可靠的保护。 性。其与橡胶衬里的性能对比见表 6。 采用喷涂型的乙烯酯玻璃鳞片涂料, 可以避免橡 胶衬里用胶黏剂黏帖时带来的鼓泡脱层问题。 使用常
收稿日期 2005-04-01

防腐蚀涂料并不能解决火力发电厂所有的腐蚀问 题,由于复杂的腐蚀因素以及不同的设施结构要求, 火力发电厂的腐蚀防护需要采用阴极保护、气相保


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