漆酚環(huán)氧和聚脲兩種防腐材料在發(fā)電廠鋼制水箱內(nèi)壁中的應(yīng)用比選

摘要：首先介紹漆酚環(huán)氧和聚脲兩種防腐材料的成分和應(yīng)用范圍，然后結(jié)合應(yīng)用實(shí)例對二者的施工技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行綜合比較，發(fā)現(xiàn)漆酚環(huán)氧在作業(yè)技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)性等方面具有顯著優(yōu)勢，在火力發(fā)電廠鋼制水箱的內(nèi)壁防腐中具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：聚脲;漆酚環(huán)氧;發(fā)電廠;水箱;防腐;水質(zhì)

中圖分類號：TG174.42? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）06-0034-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.06.010

0? ? 引言

水是火力發(fā)電廠的主要工質(zhì)，在火力發(fā)電廠的海水淡化、鍋爐補(bǔ)給水處理、工業(yè)廢水處理等系統(tǒng)中均設(shè)置有多級水箱用于儲存不同水質(zhì)的水，包括水質(zhì)潔凈度高的除鹽水和潔凈度低、腐蝕性高的濃海水?；鹆Πl(fā)電廠內(nèi)存儲容量≤500 m3的水箱一般采用不銹鋼材質(zhì)的鋼板作為拼裝材料;存儲容量>500 m3的水箱通常采用Q235B材質(zhì)的鋼板作為拼裝材料，并在水箱內(nèi)壁設(shè)置防腐層。近些年，隨著防腐涂料行業(yè)的發(fā)展，性能良好、經(jīng)濟(jì)性合理的防腐材料，如漆酚環(huán)氧和聚脲等在火力發(fā)電廠各類鋼制水箱內(nèi)壁防腐中均有一定的應(yīng)用。

1? ? 漆酚環(huán)氧和聚脲的組成與主要應(yīng)用范圍

漆酚環(huán)氧防腐漆由生漆中提取的漆酚與環(huán)氧合成的漆酚環(huán)氧樹脂、助劑、有機(jī)溶劑及體質(zhì)顏料制成，能保持天然生漆的耐久性和優(yōu)良的耐腐蝕特性，人體對其無過敏反應(yīng);具有優(yōu)異的附著力和耐沖擊性能，同時(shí)具有良好的耐熱、耐油、耐水和耐溶劑性能，也能耐酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕。

漆酚環(huán)氧防腐材料主要用于石油開采設(shè)備及管道、鋼煙囪、船舶油艙、制酒設(shè)備、食用油貯罐、飲水艙的內(nèi)壁和化工/化肥設(shè)備、城市供熱供水設(shè)施、煤氣柜、污水處理設(shè)備等的防腐。

聚脲防水涂料：以異氰酸酯類化合物為甲組分，胺類化合物為乙組分，采用噴涂施工工藝使兩組分混合、反應(yīng)生成彈性體防水涂料[1]。其中甲組分是異氰酸酯單體、聚合體、衍生物、預(yù)聚物或半預(yù)聚物，乙組分是由端氨基樹脂和氨基擴(kuò)鏈劑等組成的胺類化合物時(shí)，通常稱為噴涂（純）聚脲防水涂料。

聚脲彈性體（SPUA）主要用于防水、防腐、防沖刷和表面裝飾四大領(lǐng)域，在石油、石化等行業(yè)的化工設(shè)備及附屬設(shè)施，如大型化工儲罐、原油罐、酸洗槽、電鍍槽、炭化塔、鹽水罐、蒸發(fā)池以及艦船甲板和艙室地面、海上鉆井平臺、跨海大橋、各類混凝土儲罐中均有應(yīng)用。其中，管道防腐是聚脲技術(shù)進(jìn)入最早、工程應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。

2? ? 兩種防腐材料技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性比較

2.1? ? 技術(shù)性能對比

漆酚環(huán)氧的詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)如表1所示，聚脲的詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

2.2? ? 涂層在不同介質(zhì)、溫度下的表現(xiàn)

漆酚環(huán)氧防腐材料形成的涂層在30%H2SO4、10%HCl、10%HNO3、30%NaOH、飽和鹽水、自來水等介質(zhì)中，煮沸情況下腐蝕試驗(yàn)漆膜完好。

聚脲彈性體在醋酸（10%）、鹽酸（20%）、氨水（25%）、飽和鹽水、硫酸（20%）、氫氧化鈉（50%）、氫氧化鉀（10%）、磷酸（10%）、檸檬酸等腐蝕介質(zhì)中長期浸泡后結(jié)果均為良好。

2.3? ? 漆膜厚度

漆酚環(huán)氧防腐涂料總厚度不小于280 μm;聚脲防腐干膜總厚度為1 000～1 200 μm，用在海水淡化系統(tǒng)中的反滲透濃水箱、超濾水箱內(nèi)壁時(shí)，聚脲防腐干膜總厚度為2 000 μm。

2.4? ? 水箱內(nèi)壁除銹處理要求及噴涂方式

兩種防腐材料對水箱內(nèi)壁除銹處理要求相當(dāng)，水箱內(nèi)壁鋼板表面噴砂處理要達(dá)到以下要求[2]：“底板和壁板大面積平整表面應(yīng)采用噴射清理，滿足Sa21/2級要求，即在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且沒有氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)，任何污染物的殘留痕跡應(yīng)僅呈現(xiàn)點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑;接管座及箱頂內(nèi)壁等部位噴射不及之處應(yīng)采用手工或動力工具清理，滿足St3級要求，即在不放大的情況下觀察，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且應(yīng)無氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)，該表面應(yīng)具有均勻的金屬光澤?！?/p>

水箱防腐施工應(yīng)在確認(rèn)水箱焊接等動火作業(yè)全部完畢后進(jìn)行，水箱內(nèi)防腐的順序?yàn)椋海?）箱頂內(nèi)壁;（2）箱體內(nèi)墻板;（3）墻體底板內(nèi)壁。

漆酚環(huán)氧的施工主要采用無氣分層噴涂，小面積可采用手工刷涂或輥涂，待兩道底漆實(shí)干后，進(jìn)行三道面漆的噴涂，實(shí)干后進(jìn)行兩道清漆的噴涂。

聚脲的施工主要采用專用噴槍，大規(guī)模噴涂之前有以下注意事項(xiàng)：

（1）確定所有機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，確保甲組分料內(nèi)不得有空氣進(jìn)入，乙組分料需攪拌均勻;

（2）噴涂前先在1 m2左右面積上進(jìn)行試噴，根據(jù)試噴效果調(diào)整噴槍參數(shù)，噴涂時(shí)也應(yīng)遵循先箱體內(nèi)壁板、后箱體內(nèi)底板的噴涂工序，一道噴涂時(shí)要覆蓋上一道噴涂寬度的50%（俗稱“壓槍”），保證厚度大致均勻;

（3）合理調(diào)節(jié)噴槍的噴射角度和槍與基面的距離，可使表面光滑如“鏡面”，增強(qiáng)美觀性。

聚脲噴涂施工時(shí)，除注意壓槍和噴涂方向外，還要及時(shí)清理底材上未處理干凈的殘?jiān)约皣娡窟^程中落到底材上的雜物。當(dāng)兩次噴涂間隔大于6 h時(shí)，首次底涂應(yīng)留出20～25 cm的距離，以便與第二次底涂進(jìn)行搭接，底涂（膩?zhàn)樱┦┕たp搭接面操作時(shí)應(yīng)先將搭接面清理干凈，涂刷專用的搭接劑后方可進(jìn)行施工。

2.5? ? 施工作業(yè)環(huán)境要求

作業(yè)前應(yīng)排查焊接作業(yè)已全部完成，施工現(xiàn)場應(yīng)配備濕度表、溫度表，并在每日涂刷施工前對水箱內(nèi)溫度、濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和確認(rèn)。施工現(xiàn)場應(yīng)采取通風(fēng)、防火、防靜電措施，并配備滅火器和消防水，嚴(yán)禁攜帶火種;施工過程中應(yīng)全程佩戴好防護(hù)口罩，避免將漆霧或氣體吸入體內(nèi)，同時(shí)要避免眼睛、皮膚等直接接觸油漆。

漆酚環(huán)氧防腐材料應(yīng)在溫度5 ℃以上、相對濕度（RH）80%以下的環(huán)境中涂刷，如空氣濕度過大，需配備除濕機(jī)進(jìn)行除濕，符合濕度要求后方可施工。

噴涂聚脲作業(yè)應(yīng)在環(huán)境溫度大于5 ℃、相對濕度（RH）小于85%，且基層表面溫度比露點(diǎn)溫度至少高3 ℃的條件下進(jìn)行[3]。

3? ? 應(yīng)用實(shí)例

在浙江省沿海地區(qū)有嘉興電廠三期、舟山煤電電廠、臺州第二發(fā)電廠、紹興濱海熱電、寧波鎮(zhèn)海電廠遷建項(xiàng)目等發(fā)電工程項(xiàng)目，至今均已發(fā)電投產(chǎn)一年以上。

寧波鎮(zhèn)海電廠搬遷改造、寧波鎮(zhèn)海燃?xì)鉄犭妰蓚€(gè)項(xiàng)目的水箱均采用Q235B鋼板，內(nèi)壁涂刷T09-17漆酚環(huán)氧防腐材料，在基建期和后續(xù)長周期連續(xù)運(yùn)行過程中，水箱內(nèi)防腐層性能穩(wěn)定，無鼓包、水質(zhì)劣化等質(zhì)量問題，防腐施工過程嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，未出現(xiàn)一例返工返修情況。寧波鎮(zhèn)海兩個(gè)發(fā)電項(xiàng)目的鋼制水箱內(nèi)壁防腐工藝如下：漆酚環(huán)氧防腐底漆采用兩道725-H06-21環(huán)氧富鋅（總厚度不小于80 μm），面漆采用三道725-H53-81環(huán)氧云鐵（總厚度不小于120 μm），清漆采用兩道725-J3-5氯化橡膠清漆（總厚度不小于60 μm）。

聚脲防腐工藝在嘉興電廠三期、舟山煤電電廠、臺州第二發(fā)電廠、紹興濱海熱電等項(xiàng)目的各類化學(xué)水箱中有多處應(yīng)用實(shí)例。其中臺州第二發(fā)電廠項(xiàng)目超濾水箱、紹興濱海熱電項(xiàng)目二期的反滲透濃水箱施工過程中均出現(xiàn)不同程度的鼓包現(xiàn)象，主要是在冬季低溫或雨雪天氣條件下施工，作業(yè)人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足的原因所致。后經(jīng)返修，驗(yàn)收合格，能夠滿足機(jī)組長周期運(yùn)行使用要求。上述4個(gè)項(xiàng)目均采用進(jìn)口陶氏聚脲作為水箱內(nèi)壁防腐層，其聚脲施工工藝采用了STAR-Ⅰ型多功能專用底漆和Vorastar*HA/6269/HB6626純聚脲。

4? ? 比選結(jié)果

（1）漆酚環(huán)氧防腐材料在水箱防腐中無須特殊的施工機(jī)具，無須專門的噴涂操作人員，有施工技術(shù)門檻低的優(yōu)勢，不易出現(xiàn)防腐層鼓包的質(zhì)量問題。在后期使用過程中如出現(xiàn)少量破損或者缺陷，維護(hù)修理方便;聚脲防腐的部位，如遇防腐層鼓包或脫落情況，須采用特種聚脲進(jìn)行手工修補(bǔ)，價(jià)格昂貴。

（2）漆酚環(huán)氧防腐涂料相比聚脲防腐涂料（陶氏進(jìn)口）而言，耗用人工較多，施工速度較慢，在施工后、使用前涂料養(yǎng)護(hù)周期較長;而聚脲能快速固化，聚脲彈性體涂層連續(xù)、致密，無針孔、無接縫、美觀。

（3）漆酚環(huán)氧防腐材料施工過程中，對作業(yè)溫度和環(huán)境濕度要求相對較低;雙組分聚脲彈性體防腐涂料在溫度低、濕度大的環(huán)境施工中易出現(xiàn)鼓包、脫落情況，尤其是甲組分對潮氣非常敏感，不適合在沿海臺風(fēng)季節(jié)和梅雨季節(jié)施工。

（4）漆酚環(huán)氧防腐材料在水箱內(nèi)壁防腐層總厚度不小于280 μm，而雙組分聚脲彈性體防腐層厚度為1 000～1 200 μm，在存儲高鹽分的濃海水時(shí)，水箱內(nèi)壁防腐層厚度不小于2 000 μm。在單位面積防腐耗用量上，聚脲的耗用量（體積）是漆酚環(huán)氧的3～4倍。初步估算，相同面積下，聚脲防腐的單位面積工程造價(jià)是漆酚環(huán)氧防腐的2.5～3.5倍，因此，漆酚環(huán)氧防腐工藝在工程造價(jià)上有著顯著優(yōu)勢。

（5）漆酚環(huán)氧防腐材料無須從國外進(jìn)口，供貨周期短，有著供貨可靠性強(qiáng)的優(yōu)勢。

（6）聚脲彈性體用作電廠除鹽水箱、凝結(jié)水箱內(nèi)壁防腐材料時(shí)，其溶出物對電廠初期除鹽水水質(zhì)會有輕微影響，隨著系統(tǒng)的沖洗和浸泡以及運(yùn)行時(shí)間的延長，各水質(zhì)指標(biāo)在3～4個(gè)月后可轉(zhuǎn)為正常[4]。采用漆氛環(huán)氧防腐涂料施工的水箱通常不會出現(xiàn)上述情況。

5? ? 結(jié)語

在目前發(fā)電廠項(xiàng)目投資控制日趨收緊，設(shè)備及材料國產(chǎn)化率提高，基建一線人工工資、大宗商品材料大幅上漲的嚴(yán)峻背景下，漆酚環(huán)氧防腐涂料有著材料供貨周期更可控、施工環(huán)境要求低、施工技術(shù)門檻低、單位面積造價(jià)低、后期維護(hù)/修補(bǔ)成本低等顯著優(yōu)勢，因而在火力發(fā)電廠鋼制水箱防腐領(lǐng)域有著更加廣闊的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 噴涂聚脲防水涂料：GB/T 23446—2009[S].

[2] 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級：GB/T 8923.1—2011[S].

[3] 噴涂聚脲防水工程技術(shù)規(guī)程：JGJ/T 200—2010[S].

[4] 馮金玲，徐高德.電廠除鹽水箱內(nèi)壁聚脲防腐涂層對水質(zhì)的影響[J].涂料工業(yè)，2013，43（10）：44-47.

收稿日期：2021-12-20

作者簡介：田業(yè)偉（1989—），男，浙江人，工程師，研究方向：火電廠防腐與水處理。