化工建筑物腐蝕破壞原因及對策

遼寧省化工學(xué)會 遼寧沈陽 110200

建筑物是現(xiàn)代化工企業(yè)的主要組成部分之一,除車間建筑外,還包括許多支撐化工設(shè)備和管道的框架,以及塔、儲罐、設(shè)備的基礎(chǔ)及涼水塔等。這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大都暴露在惡劣的操作環(huán)境當(dāng)中,很容易受到各種化學(xué)腐蝕介質(zhì)的侵蝕破壞,大大縮短了它們的使用壽命。在氯堿企業(yè),這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

混凝土在通常條件下可以安全使用30～50年,但在化工企業(yè),尤其是在氯堿企業(yè)、鹽化企業(yè),往往達(dá)不到這個(gè)年限?；炷潦艿角治g,即使進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),效果也不好,這樣會使得工人和設(shè)備經(jīng)常處于不安全的環(huán)境,最終這些建筑物被迫提前退役?；炷两ㄖ牟鸪⑶謇?、改造、重建都要花費(fèi)很大的人力物力。分析總結(jié)化工建筑物的腐蝕原因,采取積極措施延長其壽命,對老企業(yè)技改或新建企業(yè)施工,都有著重要的意義。

1 化工建筑物侵蝕的氣象因素

1.1 氣溫

一些混凝土密度不夠,使得其表面水分經(jīng)常處于飽和狀態(tài),在四季氣溫交替變化中,特別是在冬季,容易產(chǎn)生冰融破壞,使混凝土表皮脫落松動(dòng)到開裂。四季氣溫變化大的地區(qū),建筑物一旦由于其他原因受損,混凝土在冬季也會產(chǎn)生冰融破壞。

1.2 濕度

混凝土侵蝕程度與空氣濕度大小有關(guān),若空氣潮濕,則侵蝕嚴(yán)重。即使是在干燥季節(jié),涼水塔附近也是一個(gè)高濕度的小環(huán)境。濕度大,特別是在操作環(huán)境有酸霧、堿霧等存在時(shí),侵蝕會加速。

2 介質(zhì)影響

2.1 地下水及工業(yè)污水

地下水含有Na+、K+、NH4+等,工業(yè)污水還含有大量酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)。這些介質(zhì)或者直接與混凝土反應(yīng)生成可溶性鹽使基礎(chǔ)空蝕,或者在混凝土內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)生成含結(jié)晶的鹽類,體積膨脹,使混凝土松動(dòng)破壞。

2.2 酸

酸是侵蝕混凝土的主要物質(zhì)。它們或者與水泥中的Ca(OH)2反應(yīng)生成溶性鹽如CaCl2,使混凝土產(chǎn)生空洞,繼而腐蝕鋼筋,致使建筑物受到破壞;或者與水泥中的水化鋁酸鈣生成三水硫型水化硫鋁酸鈣,因其含有結(jié)晶水,體積增大,從而使混凝土受到脹裂,繼續(xù)腐蝕鋼筋使建筑物最后遭到破壞。

2.3 堿

堿對混凝土的破壞有兩種情況:當(dāng)堿滲入多孔的混凝土?xí)r,與空隙空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3,體積擴(kuò)大,使混凝土受到破壞;另一種情況是,堿與混凝土里砂石中的堿活性部分反應(yīng)而發(fā)生膨脹,使混凝土龜裂破壞。

2.4 鹽

NaCl等有很強(qiáng)的滲透力和溶解性,其對混凝土的破環(huán)一定程度上超過酸的危害。它能滲入多孔的混凝土內(nèi)部,在干濕交替變化條件下產(chǎn)生鹽結(jié)晶,因體積增大,使混凝土受到破壞。

2.5 油

油對化工建筑物破壞不明顯。但在長期受到油污染的部位,油可能逐漸滲入混凝土內(nèi)部,使鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度減小,導(dǎo)致局部發(fā)生破壞。

3 防護(hù)對策

各化工企業(yè)所處地理位置不一樣,自然條件有差異,腐蝕介質(zhì)也不同,但是防護(hù)對策還是有著共同點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)中要盡量減少混凝土建筑,工藝布置盡量合理、集中,以減少侵蝕范圍和對象,從而縮小防護(hù)范圍。

(2)廠房與工藝支撐分立,構(gòu)筑物幾何尺寸不可太復(fù)雜,從而減少死角,減少腐蝕介質(zhì)殘留的可能性。屋面、樓面要設(shè)計(jì)合理的排水坡度,排水要集中排放。

(3)要有合理的配筋率。若配筋率過大,筋蝕后會引起應(yīng)力值升高,更容易使混凝土開裂;而配筋率過小,筋蝕后則易發(fā)生危險(xiǎn)。

(4)注意通風(fēng)干燥。

文章在以TDOA為主要思想的基礎(chǔ)上,介紹了GCC-PHAT算法并針對其局限性進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了基于線性預(yù)測殘差的廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法。該算法引用了端點(diǎn)檢測技術(shù)、LPC算法和IIR平滑濾波,有效解決了GCC-PHAT無法應(yīng)用于信噪比較低的環(huán)境下的問題。根據(jù)測試,聲源定位的方位誤差在100 mm范圍內(nèi),方向角的誤差在±5度范圍,準(zhǔn)確度較高,可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。

3.2 施工

(1)向施工單位交底,說明化工建筑物的施工特點(diǎn)及要求,在組織管理上落實(shí)質(zhì)量保證。

(2)技改中要清除原腐蝕物,回填土要用新土。新施工要設(shè)法查明地質(zhì)情況,降低地下水位。

(3)混凝土澆灌要保證一次成型,做到澆搗密實(shí)無空洞、無死角。

(4)施工中要保持鋼筋不移位,保證混凝土達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)厚度。推薦化工混凝土水泥保護(hù)板厚度在25～30mm,梁為 35～55mm。

(5)對特殊部位施工要加倍小心防護(hù),比如屋面、墻裙、基礎(chǔ)、屋檐,這些部位都是可能最先發(fā)生腐蝕的地方。

(7)原有化工企業(yè)新建混凝土?xí)r,混凝土配料拌和水不得隨意取用循環(huán)水,更不得使用工業(yè)下水。

3.3 外防護(hù)

外防護(hù)對化工混凝土構(gòu)筑物特別重要?；て髽I(yè)中腐蝕性介質(zhì)有時(shí)雖然沒有直接泄漏到建筑物上,但是各種煙塵、鹽霧、酸霧、堿霧等都會與空氣形成氣溶膠,附著于構(gòu)筑物表面,從而產(chǎn)生破壞作用,使混凝土疏松脫落,危及混凝土的工程安全性。尤其非澆搗性的水泥砂漿抹面因其疏松多孔,保護(hù)性能不足,此時(shí)選用各種合宜的防腐涂料就顯得更為重要。

目前涂料種類繁多,化工企業(yè)可根據(jù)裝置的實(shí)際情況選擇使用過氯乙烯漆、有機(jī)硅樹脂漆、氯磺化聚乙烯漆等。

對于最易受蝕部位,還可用玻璃絲布加樹脂包裹。外加涂料施工時(shí),混凝土要保持清潔干燥,否則會因保護(hù)層與混凝土結(jié)合不牢而失去保護(hù)意義。

3.4 工藝操作

生產(chǎn)車間進(jìn)行工藝變動(dòng)時(shí),盡可能不要破壞混凝土。迫不得已必須在樓面開孔時(shí),應(yīng)對露筋和創(chuàng)面及時(shí)進(jìn)行防腐和修補(bǔ)處理。

企業(yè)要保持良好的操作狀態(tài),日常生產(chǎn)中減少跑、冒、滴、漏,使生產(chǎn)崗位清潔干燥,這是延長混凝土建筑物壽命的重要措施。

總之,只要充分利用好以上各種措施,一定可以在化工建筑物的防腐工作中取得良好效果。