大冶有色冶煉廠廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備涂裝維護(hù)

黃素質(zhì)　馮杰

摘要：大冶有色冶煉的環(huán)境非常差，會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，其中包括有毒有害氣體和含酸、堿的氣體，其中二氧化硫的含量最高，因此有色冶金企業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)和廠房?jī)?nèi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備等普遍存在腐蝕現(xiàn)象。文章介紹了大冶有色金屬股份公司冶煉廠廠房鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備外表面的腐蝕防護(hù)涂裝維修方案，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果較好。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)備涂裝維護(hù)；防腐蝕；有色冶金企業(yè)；腐蝕環(huán)境 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ639 文章編號(hào)：1009-2374（2015）35-0071-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.035

大冶有色冶煉的環(huán)境非常差，會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，包括有毒有害氣體，含酸、堿的氣體，其中二氧化硫的含量最高。因此有色冶金企業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)和廠房?jī)?nèi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備等普遍存在著腐蝕現(xiàn)象，總結(jié)它們的腐蝕規(guī)律，并采取有效措施，對(duì)保證廠房安全生產(chǎn)、降低維修費(fèi)用具有重要的指導(dǎo)意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕狀況調(diào)查研究

1.1 腐蝕性物質(zhì)，腐蝕環(huán)境調(diào)查

腐蝕性物質(zhì)：硫酸鹽，氣態(tài)硫、硫酸酸霧，靠近污酸處還有硫化氫等的腐蝕。

腐蝕性物質(zhì)濃度：電解車(chē)間、硫酸車(chē)間等部位，S02濃度為60～120mg/m3，S03濃度為5～30mg/m3，煙塵量為2～10mg/m3；其他部位，S02濃度為40～8Omg/m3，S03濃度為5～10mg/m3。

濕度：40%～90%，年平均相對(duì)濕度80%，水淬出渣區(qū)等部位相對(duì)濕度100%。

溫度：高溫（>200℃）、低溫（0℃～5℃）、常溫（10℃～40℃）三種溫度都有。

1.2 腐蝕分類(lèi)

（1）大部分有色冶煉廠的大氣環(huán)境：澳爐、轉(zhuǎn)爐主廠房的建筑鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備，澳爐電收塵、排風(fēng)機(jī)房鋼化物以及其他地方的鋼結(jié)構(gòu)、煙囪等；（2）大氣腐蝕環(huán)境：化工工業(yè)區(qū)，車(chē)間主廠房鋼結(jié)構(gòu)和吊車(chē)、陽(yáng)極整理機(jī)組等。硫酸車(chē)間凈化、電霧、轉(zhuǎn)化、干吸塔平臺(tái)樓梯及現(xiàn)場(chǎng)鋼電纜橋架；（3）潮濕的工業(yè)大氣環(huán)境：電爐后部水淬出渣區(qū)，硫酸冷卻塔附近鋼結(jié)構(gòu)，渣冷車(chē)間龍門(mén)吊、脫硫塔平臺(tái)樓梯，發(fā)電車(chē)間冷卻塔樓梯；（4）溫度的環(huán)境：水冷壁、高溫過(guò)熱器、高溫硫化、煙囪管、塵埃沉淀物堆積處受高溫腐蝕嚴(yán)重，鍋爐的尾部預(yù)熱管等地方低溫腐蝕較為嚴(yán)重。

1.3 有毒有害物質(zhì)

生活區(qū)大氣的二氧化硫濃度為0.5～1.6mg/m3，三氧化硫濃度為0，煙塵量為0.1～0.5mg/m3，環(huán)境較好，防腐情況就少。

2 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)措施的設(shè)計(jì)

工業(yè)環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)的耐蝕性能，與鋼材的化學(xué)成分相關(guān)。我國(guó)目前耐大氣腐蝕用鋼，含銅量一般為0.2%～0.5%，含錳量為0.5%～2.0%。磷在鋼中是有害雜質(zhì)，對(duì)鋼耐蝕性能影響很大，但是鋼中含銅時(shí)能消除磷對(duì)鋼材低溫脆性、焊接性能的影響。我國(guó)根據(jù)資源特點(diǎn)生產(chǎn)的耐大氣腐蝕的鋼種有銅系、錳系鋼種，適合有色冶金濕法環(huán)境中的耐腐蝕使用。鋼結(jié)構(gòu)除受本身化學(xué)成分影響外，還受熱處理狀態(tài)、表面物理狀態(tài)及環(huán)境條件的制約。

涂裝方案設(shè)計(jì)的六個(gè)方面是：腐蝕情況調(diào)查、不同涂料產(chǎn)品的比較、涂料的結(jié)構(gòu)以及需要涂料的量、施工操作規(guī)程、驗(yàn)收使用條件、合理的維修周期。

2.1 基層的要求

生產(chǎn)實(shí)踐證明，鋼結(jié)構(gòu)表面除銹程度是決定涂膜壽命的關(guān)鍵，但在這個(gè)問(wèn)題上，往往不被重視。除銹不干凈時(shí)，使得油漆很難滲進(jìn)，銹皮下有可能存在空氣甚至水滴，致使漆膜附著力下降，溫度變化時(shí)，空氣熱脹冷縮或水滴變成水蒸氣造成漆膜在短時(shí)間內(nèi)鼓起并引起漆皮脫落，在潮濕環(huán)境中更是如此。冶煉廠一般都是維修工程，不可能在現(xiàn)場(chǎng)采用噴砂除銹或酸洗除銹，根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的要求以及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原則，對(duì)不同的腐蝕地方采取不同的應(yīng)對(duì)方案。

2.2 油漆的選擇

油漆的種類(lèi)繁多，要適當(dāng)選擇油漆，選擇適合不同產(chǎn)品的油漆，根據(jù)安全環(huán)保的理念，選擇耐堿耐酸的油漆，現(xiàn)在市面上流行的含氟高氯化聚乙烯油漆、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧瀝青防腐面漆等都可以使用。但這些防腐漆都有嚴(yán)格的施工要求，漆膜必須達(dá)到一定的厚度，只有涂刷多遍才能保證效果。例如高氯化聚乙烯漆，每道漆膜厚度35～40μm，故一般要求涂5～6道以上才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，獲得好的防腐效果。環(huán)氧重防腐油漆等也有較好的耐蝕性，其缺點(diǎn)是耐候性較差，在紫外線作用下容易粉化，不宜用于室外鋼結(jié)構(gòu)的使用。對(duì)于冷凍結(jié)晶槽等在低溫環(huán)境下使用的設(shè)備，應(yīng)該選擇聚氨酯等耐低溫環(huán)境的油漆品種。而澳爐環(huán)保煙道支管及鐘罩高溫環(huán)境下應(yīng)該選擇耐高溫的油漆品種，并且根據(jù)價(jià)格和廠房的不同可以選擇紅丹防銹底漆和防火涂料加以混合，還可以選擇雙組分油漆，同時(shí)應(yīng)注意底漆以及其他部分之間的配合。

2.3 涂層的結(jié)構(gòu)

漆膜的性能優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用，由于鋼結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的摩擦與沖擊力非常大，可以選擇強(qiáng)度不同、伸張性不同的漆膜，而且必須根據(jù)漆膜的耐磨程度選擇不同的底漆、中間漆和面漆。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)把涂面層經(jīng)過(guò)處理過(guò)后才可以噴刷，手工刷油漆2～3邊即可。簡(jiǎn)單的噴刷至少需要2遍，不同的油漆要有不同的搭配，選擇不同的油漆品種。冶煉廠一般都是采用油漆廠家推薦的配套方案，但是在硫酸三系尾氣煙囪的施工中，由于施工難度大、維修周期長(zhǎng)，所以自行選擇方案為：環(huán)氧紅丹底漆，含氟高氯化面漆5遍成活。實(shí)踐證明，這種配套設(shè)計(jì)效果很好。煙囪在ST級(jí)除銹刷漆后，使用7年漆膜完好。

2.4 漆膜的厚度

隨著介質(zhì)與漆膜接觸，漆膜將逐漸老化變薄，并降低漆膜物理性能。漆膜厚度不夠是鋼結(jié)構(gòu)過(guò)早生銹的重要原因之一。缺乏厚度的漆膜，水蒸氣及腐蝕介質(zhì)就能滲透而進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)表面。因此，保證厚度就能保證鋼結(jié)構(gòu)被保護(hù)而不被腐蝕。漆膜的厚度和油漆的防腐蝕效果以及使用時(shí)間的長(zhǎng)短有重要聯(lián)系，根據(jù)國(guó)家規(guī)定：“涂層干漆膜總厚度：室外應(yīng)為150μm，室內(nèi)應(yīng)為125μm，其允許偏差為-25μm。每遍涂層干漆膜厚度的允許偏差為-5μm。”但認(rèn)為漆膜厚度與耐腐蝕性成正比也不一定都正確，油漆太厚也存在著不少的弊端，油漆太薄耐腐蝕性不夠，必須經(jīng)常涂漆，對(duì)人身體同樣有害處，油漆太厚過(guò)于笨重，烘干過(guò)程中容易裂開(kāi)，強(qiáng)烈碰撞后容易整層脫離。不管什么油漆，涂在什么地方，適當(dāng)厚度的漆膜才能更好地保護(hù)鋼材，最大程度上防腐蝕。根據(jù)防腐蝕效果和適度原則，設(shè)計(jì)出鋼結(jié)構(gòu)的維修涂裝方案見(jiàn)表1。

2.5 合理的維修周期

精心施工，使得已經(jīng)涂刷完畢的漆膜不被破壞，并保持合理的檢修周期。只有保持完好狀態(tài)，才能達(dá)到好的防護(hù)效果。施工之后，遭到損壞的漆膜，現(xiàn)場(chǎng)有5%～15%程度。這是由于施工過(guò)程中交叉作業(yè)、管理不善，檢查驗(yàn)收中把關(guān)不嚴(yán)造成的損傷，給正常使用增添麻煩，例如彎板、楞角、焊縫處的涂刷，以噴涂最好，因?yàn)檫@些部位是防腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，又是施工中最易損壞的部位。一般根據(jù)腐蝕環(huán)境，每間隔一年或幾年要維修一次，才能保證鋼結(jié)構(gòu)正常使用。冶煉廠澳爐檢修周期是一年一修，所以根據(jù)這個(gè)時(shí)間安排，一般像轉(zhuǎn)爐鋼屋架平均2年刷漆一次，硫酸設(shè)備平臺(tái)等2年一修，電解屋架3年一修。

2.6 正確使用，保持穩(wěn)定的腐蝕環(huán)境

對(duì)正式交付使用的鋼結(jié)構(gòu)，要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，要建立正常使用條件下的工藝條件，保持鋼結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境不能隨便改變。因?yàn)榉栏g材料是在一定條件下相對(duì)耐腐蝕的，而不是任何條件下萬(wàn)能的材料。工藝條件改變時(shí)，要及時(shí)更換防腐材料。

3 重視設(shè)備密封、減少介質(zhì)泄漏建筑物不被腐蝕的關(guān)鍵

冶金生產(chǎn)中，重視工藝管道耐腐蝕及密封性能非常關(guān)鍵。當(dāng)前，電解、硫酸車(chē)間所應(yīng)用的耐腐蝕管道，主要是聚氯乙烯管、聚丙烯管、玻璃鋼管、耐酸橡膠管等，就材質(zhì)而言均能滿足耐腐蝕要求。滲漏原因基本上是人為連接處不嚴(yán)造成的滲漏，例如，連接結(jié)構(gòu)不合理，造成存液堵塞而開(kāi)裂；連接強(qiáng)度太低，受溫度應(yīng)力作用而裂縫；接口質(zhì)量不佳；閥門(mén)質(zhì)量太差；維護(hù)不及時(shí)，裂縫由小漸大形成明顯漏液時(shí)才修復(fù)等。為克服以上泄漏原因，在主體干管上選擇高質(zhì)量材質(zhì)，高質(zhì)量閥門(mén)目前大多采用不銹鋼材質(zhì)。此外，對(duì)加料、排污、清潔用的管道，現(xiàn)場(chǎng)都采用耐酸鋼絲膠管及軟聚乙烯透明管。這些管路柔軟透明、容易操作，并且沒(méi)有接頭，減少了介質(zhì)外溢的機(jī)會(huì)，立即清理防止介質(zhì)泛濫，減少介質(zhì)對(duì)建筑物的腐蝕，使建筑物壽命得以延長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

按照有色冶煉廠廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況以及周邊環(huán)境，按照各個(gè)階段的不同原則進(jìn)行涂裝維護(hù)，大冶有色冶煉廠廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu)有了一定程度上的改善。我們不僅學(xué)到了新知識(shí)，而且清楚地認(rèn)識(shí)到：要想讓鋼材涂裝維護(hù)效果更好應(yīng)該做到以下五點(diǎn)：（1）對(duì)鋼材的腐蝕情況進(jìn)行充分的調(diào)查研究；（2）選擇適合的油漆；（3）選擇適當(dāng)?shù)耐垦b設(shè)備以及漆膜厚度；（4）正確使用，保持穩(wěn)定的腐蝕環(huán)境；（5）及時(shí)維修，保證足夠的漆膜厚度。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧伯岳.建筑防腐涂層的設(shè)計(jì)[A].中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)建筑工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第三次學(xué)術(shù)會(huì)議論文選編[C].1994.

[2] 李春渠.涂裝工藝學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1993.

[3] 化學(xué)工業(yè)部化工機(jī)械研究院.腐蝕與防護(hù)手冊(cè)：耐蝕非金屬材料及防腐施工[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1991.

作者簡(jiǎn)介：黃素質(zhì)（1969-），女，湖北大冶人，大冶有色金屬股份有限公司冶煉廠高級(jí)工程師，研究方向：防腐工程施工管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）