分析火電廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕與防護措施

＊宋紀(jì)雙 曹菊林 張更 計巧珍 吳妍

（安徽新力電業(yè)科技咨詢有限責(zé)任公司 安徽 230022）

在火力發(fā)電廠中常常用到鋼結(jié)構(gòu)或鋼構(gòu)件，但不同部位的鋼結(jié)構(gòu)會受到不同的腐蝕，因此就會造成鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降的情況，而且就目前火電廠的鋼結(jié)構(gòu)來看，大多缺乏科學(xué)有效的防護措施，進而降低鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，增加火電廠的施工成本。在鋼結(jié)構(gòu)進行腐蝕防護時，首先要考慮鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計情況及各個重要環(huán)節(jié)，保證鋼結(jié)構(gòu)的耐久性及使用性能夠得到有效維護。但目前鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護工作重視程度較低，影響了火電廠的整體安全性能。

1.火電廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的危害

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕屬于不均勻破壞的一種，如果鋼結(jié)構(gòu)表面一旦出現(xiàn)腐蝕的情況，那么其會向鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進行侵蝕，從而導(dǎo)致應(yīng)力出現(xiàn)集中的情況，應(yīng)力集中則會進一步加速腐蝕，在這種連鎖反應(yīng)的影響下，會導(dǎo)致鋼材抗冷脆性能不斷下降，進而影響鋼材的整體質(zhì)量，而承重鋼材會在沒有征兆的情況下出現(xiàn)脆性斷裂，進而導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)坍塌，影響人們生命安全[1]。鋼結(jié)構(gòu)在長期的腐蝕下會導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)脆性斷裂，進而影響整體建筑強度，帶來嚴(yán)重的安全隱患。而目前火電廠對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況的重視程度較低，使得部分設(shè)備的使用壽命較短，甚至?xí)霈F(xiàn)經(jīng)常維修的情況，造成成本投入較大，而設(shè)備應(yīng)用效果較差的情況。而且火電廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的安全事故會影響火電廠的平穩(wěn)運行。

2.鋼結(jié)構(gòu)腐蝕因素分析

(1)環(huán)境條件差

火電廠地下室的鋼結(jié)構(gòu)由于所處環(huán)境較為惡劣，而且地下室容易出現(xiàn)積水的情況，這些積水會嚴(yán)重腐蝕鋼結(jié)構(gòu)，進而使得其柱腳處出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況。尤其是對于輸煤系統(tǒng)而言，在運行過程中需要用到大量的水，進而造成整體環(huán)境濕度較大影響防腐涂料的使用壽命，造成防火涂料脫落的情況，而鋼結(jié)構(gòu)在這種情況下也會受到嚴(yán)重腐蝕。而位于一些沿海地區(qū)的電廠，由于長期受到海風(fēng)的侵蝕，那么則會很容易導(dǎo)致防腐涂料出現(xiàn)粉化、脫落的情況[2]。

(2)設(shè)計不合理

根據(jù)火電廠腐蝕問題調(diào)查因素以及鋼結(jié)構(gòu)的施工圖紙及安裝說明書發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)材料一般會在出廠時涂抹環(huán)氧類防腐涂料，同時會加涂兩道底漆、兩道面漆，而室外鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度為150μm，室內(nèi)為125μm。這就說明在選擇防腐涂料時，沒有根據(jù)腐蝕的環(huán)境選擇科學(xué)合理的涂料，而且也沒有合理設(shè)計相關(guān)涂層的干膜厚度及使用壽命；而對于室內(nèi)外環(huán)境而言，也沒有具體區(qū)分環(huán)氧類防腐涂料與聚氨酯類面漆；在長效防腐過程中，也沒有將無機富鋅底漆作為優(yōu)選。

如果工業(yè)園室外環(huán)境較差，那么環(huán)氧類的防腐涂料則不能起到較強的效果，而且很容易出現(xiàn)粉化的情況。據(jù)調(diào)查得知，目前工業(yè)園的火電廠大多數(shù)涂層厚度為150μm，此種方式的防腐年限較低。而對于室外鋼制扶梯而言，主要采用花紋鋼板作為踏步，但是涂抹的防腐材料常常出現(xiàn)不牢固的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)積水。由于部分鋼制扶梯緊靠樓體，而鋼架與樓體之間的距離較為緊密，沒有充足的空間，因此就無法對其進行有效維護，只能任其腐蝕[3]。而對于鋼結(jié)構(gòu)的柱腳部位而言，則沒有綜合考慮其排水孔，如果雨水長期浸泡也會產(chǎn)生腐蝕的情況。如果此類管架選擇使用角鋼組合斜撐，而二者之間又存在一定的縫隙，因此無法進行有效維護，在雨水的沖刷下才會出現(xiàn)黃色銹跡。

(3)施工控制不良

在針對鋼結(jié)構(gòu)進行涂料時，整個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制工作不到位，而且沒有及時檢查其涂抹厚度，進而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)出現(xiàn)腐蝕的情況。由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工技術(shù)的要求在涂刷底漆以及面漆時，其整體厚度不得小于100μm，而在涂刷最后一道面漆時，則需要完成固定后涂刷。一般情況下鋼結(jié)構(gòu)工廠會派去專門的監(jiān)管人員來檢查防腐工作的實際情況，進而完成驗收，但在實際過程中工作人員卻忽略了涂料厚度及質(zhì)量這一環(huán)節(jié)，使得整個過程缺乏監(jiān)督管理。

例如，在對升壓變電站的架構(gòu)進行防腐蝕作業(yè)時，通常會采用熱噴鋅的方式，這種方法在工業(yè)中的使用較低，而且勞動強度較大，尤其是針對鋼管這些表面較為圓潤的架構(gòu)而言，難以有效控制熱鍍鋅的工藝方式。另外由于鋅層的整體厚度并不均勻，則會很容易出現(xiàn)腐蝕的情況，而目前大多數(shù)采用的仍是熱鍍鋅來起到防護作用。

3.火電廠鋼結(jié)構(gòu)防護措施

（1）涂層法。目前火電廠90%以上的鋼結(jié)構(gòu)都采用涂層防護法作為鋼結(jié)構(gòu)的主要防腐措施，使用涂層法能夠有效隔離腐蝕環(huán)境。涂層防護法的種類繁多，其中包括普通的涂料防護以及長效涂層防護，長效涂層防護主要為噴金屬層防護，長效涂層防護法比普通涂料防護法的效果更好，能夠有效的隔離腐蝕環(huán)境。目前火電廠的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)與室外鋼結(jié)構(gòu)相比，室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的防護更為便捷，而且成本較低，戶外鋼結(jié)構(gòu)防護則需要投入大量的成本，而且整體效果也不如室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的防腐效果強。在使用涂層法時，第一步需要去除鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵銹，只有保證鋼結(jié)構(gòu)的表面光澤才能夠確保涂層的效果，因此要求較高的涂層一般會多次采用噴砂噴丸的方式除銹，待金屬除去所有的銹跡及油污露出表面光澤后，才可開展下一步施工，而現(xiàn)場施工除銹方式可以采用手工除銹法[4]。

比如XX公司的鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備受到嚴(yán)重腐蝕，大大降低了鋼結(jié)構(gòu)的強度。這是由于此公司的地理位置較為特殊，全年雨量充沛，而且每年面臨著6個月的強烈季風(fēng)，進而會使得鋼結(jié)構(gòu)附著潮濕空氣，而此類濕氣具有較強的腐蝕性。尤其是對于廠內(nèi)鍋爐、管道而言，由于受到空氣對流的影響，這些設(shè)備的腐蝕往往比室內(nèi)更為嚴(yán)重。因此，在應(yīng)用涂層法時首先要綜合考慮周圍的環(huán)境，不同的涂層有著不同的腐蝕條件，一般涂層法主要分為底漆涂層以及面漆涂層，底漆含粉料較多，成膜后較為粗糙，但鋼結(jié)構(gòu)的整體附著力較強，通過與面漆的結(jié)合能夠提高整體效果；而面漆涂層的劑量較多，在成膜后普遍較為光滑，有抗風(fēng)化的特點。而不同涂料之間的相容也有待考究，在選擇材料時需要綜合考慮二者的相容性。同時也要控制涂層施工的溫度和濕度，確保溫度在5℃以上38℃以內(nèi)，而濕度不得高于85%。在完成涂層后保證其4小時以內(nèi)不會淋雨。涂層風(fēng)干后，在室外一般在150μm，而室內(nèi)為125μm。如果火電廠位于海邊或者海上，那么則需要綜合考慮其大氣的強腐蝕性，涂層要控制在200～220μm以內(nèi)。

（2）熱浸鋅。熱浸鋅法就是將除銹后的鋼結(jié)構(gòu)浸入到600℃的高溫鋅液中使得鋅液能夠附著在鋼結(jié)構(gòu)表面，而5mm以下的薄板，鋅層厚度要控制在65μm以上，而厚板則不能低于86μm，進而起到防腐的作用[5]。使用此種方法能夠有效拉長鋼結(jié)構(gòu)的年限，而其工業(yè)化程度較高，整體質(zhì)量較為穩(wěn)定，更利于鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。因此對于一些腐蝕較為嚴(yán)重或者難以維修的室外鋼結(jié)構(gòu)可以選擇應(yīng)用此種方法。隨著當(dāng)前熱噴工藝的快速發(fā)展，熱噴涂層技術(shù)已經(jīng)得到了充分的應(yīng)用，當(dāng)下熱噴技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到疊加噴涂也就是指先噴一層作為底層，然后再噴鋁鋅合金；又或者可以先噴新鋁合金，然后在表面噴不銹鋼。

（3）耐候鋼。耐候鋼就是指其耐腐蝕性能高于一般鋼結(jié)構(gòu)，其主要由磷、鎳、肽等多種金屬因素組成，通過幾種金屬的應(yīng)用，能夠使其表面形成一個保護層，進而有效增強鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕能力[6]。而且耐候鋼的低溫沖擊韌性高于一般鋼結(jié)構(gòu)。將耐候鋼與普碳鋼相比，其在空氣中能夠具有良好的抗輻射性能；而與不銹鋼相比，其合金元素含量較低，因此耐候鋼屬于普碳鋼與不銹鋼之間的低合金鋼。耐候鋼更適用于長期暴露在大氣條件下的環(huán)境，在使用耐候鋼時可以相應(yīng)地減少防腐涂料的使用，進而有效節(jié)約經(jīng)濟成本，也能夠降低對環(huán)境的污染。而在腐蝕程度較低的氣候條件下，耐候鋼可以裸露使用，而在腐蝕程度較強的環(huán)境下，耐候鋼可以配合涂料進行使用。

4.鋼結(jié)構(gòu)腐蝕注意事項

為了確保鋼結(jié)構(gòu)的防腐耐久性，因此在直接雨淋的環(huán)境下，要盡量避免使用組合型鋼構(gòu)件，同時也要防止出現(xiàn)腐蝕死角，也要避免鋼構(gòu)件形成積水區(qū)，要加強防水處理。由于空冷平臺鋼結(jié)構(gòu)上安裝風(fēng)機等設(shè)備導(dǎo)致整體施工空間有限，進而增加了整體維修難度，這種情況一般采用熱浸鋅的方式，同時也可以配合涂抹防腐涂料，以此來延長鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。對于升壓變站等結(jié)構(gòu)而言，一般可以采用熱噴鋅的方式，其整體性能較強，但需要工人投入到較多的精力，尤其是對于鋼管表面為弧形的鋼結(jié)構(gòu)而言，其整體施工難度較大，而且僅采用熱噴鋅的方式難以滿足鋼結(jié)構(gòu)的防腐需求，因此需要同步增加防腐面漆涂層。如果熱鍍鋅厚度超過80μm時，則需要分為兩次進行鍍鋅，但這種情況會造成色澤不均勻的現(xiàn)象，因此可以采用冷噴鋅的方式。

5.結(jié)束語

綜上所述，對于火電廠而言，加強對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護具有重要意義，不僅能夠提高火電廠的整體安全性能，也能夠有效保證其經(jīng)濟效益。因此鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護是應(yīng)當(dāng)重視的火電廠結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，通過合理選擇防腐材料、對施工工藝的分析來加強鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性能。同時在選擇鋼結(jié)構(gòu)時，也要針對火電廠的實際情況制定相應(yīng)的防護計劃，確保鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能。