沿海地區電廠鋼結構防腐方案簡析

0　引言
大型火力發電廠有大量的鋼結構（如鍋爐鋼架、廠區鋼結構等）和設備、管道位于室外。鋼結構具有結構輕巧、綜合機械性能好的優點，但是暴露在環境中的鋼材會受到各種形式的腐蝕，如果不加以防護或隔絕腐蝕條件，鋼結構會逐漸被氧化，最后喪失工作能力。對于廠址位于海邊的沿海地區電廠，因其具有常年濕度大、溫度較高的特點，且大氣中含鹽量較高，加上電廠本身的粉煤灰、二氧化硫、蒸汽冷凝等局部腐蝕環境，必須充分考慮各種腐蝕因素，設計采取更合適的油漆防腐方案，達到長效防腐、減少重涂次數、延長使用壽命的目的。
本文以東南沿海地區某在建電廠兩臺百萬超超臨界п型爐鋼架為對象，介紹說明了現行較為成熟的富鋅涂料、熱浸鋅、冷噴鋅三種防腐方案的保護原理，并從適用環境、方案施工、防腐性能、后續維修及全壽命費用等多方面對三種防腐方案進行綜合比較，最終提出優化建議方案。
１　電廠防腐蝕油漆設計原則
采用油漆防腐的設計思路一般是根據腐蝕環境或介質、表面處理條件的不同，采用不同成分的油漆涂料，并且按照防護年限要求及技術經濟比較結果，確定涂料的涂裝厚度。按照國際上通用的《Ｐａｉｎｔｓ　ａｎｄ　ｖａｒｎｉｓｈｅｓ－Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ?。校颍铮簦澹悖簦椋铮睢。铮妗。螅簦澹澹臁。螅簦颍酰悖簦酰颍澹蟆。猓。穑颍铮簦澹悖簦椋觯濉。穑幔椋睿簟。螅螅簦澹恚蟆罚ǎ桑樱希保玻梗矗?mdash;１９９８《涂料和清漆—防護漆系統對鋼結構的腐蝕防護》），本工程廠址大氣環境分類屬于Ｃ４類；按涂料的耐久性劃分，涂料的設計壽命有短期、中期、長期３種標準，目前大多數火力發電廠的油漆設計年限為10~15年。
２　本工程防腐方案簡析
２．１　防腐方案分類
涂裝涂料或涂層是最常用的防腐方式，通過在鋼材上涂覆一定厚度的致密材料，把鋼材和腐蝕介質或腐蝕環境分隔開，從而達到防腐的目的。以往的涂料采用干性油或半干性油及天然樹脂作為主要原料，因此習慣上稱之為“油漆”。現行常用的油漆防腐方案主要有富鋅涂料、熱浸鍍鋅、冷噴鋅三種。
２．２　熱浸鍍鋅方案
熱浸鍍鋅方案可以得到致密且較厚的鋅保護層，保護性能較好。但熱鍍鋅施工工藝嚴格，實際操作過程中，若熱鍍鋅工藝技術參數控制不好，會嚴重影響熱浸鍍鋅構件的防腐保護年限。由于在容積有限且溫度為４００～５００ ℃的高溫鋅槽內浸鍍，鋼結構會產生熱應力變化甚至熱變形，尤其是對于無縫鋼管、箱型結構件等；同時，熱浸鍍鋅受鍍槽大小、運輸限制，使得很多大型構件施工起來非常不便；此外，該工藝污染較大，廢水廢氣處理費用也較高。當１５年左右鋅層消耗后，無法重新進行熱鍍鋅，只能任其氧化，無其他手段保證鋼結構的使用壽命。
基于以上局限性，熱浸鍍鋅工藝目前在電廠僅在平臺扶梯的鋼格柵得到大量應用。
２．３　富鋅涂料方案
由于富鋅類底漆有良好的屏蔽功能，很多工程采用環氧富鋅漆作為室外鋼結構、輔機和管道的底漆。富鋅涂料工藝一般按照一道環氧富鋅底漆５０～７５μｍ、兩道環氧云鐵中間漆１００～２００μｍ、兩道聚氨酯面漆５０～７５μｍ 考慮，總干膜厚度２００～３５０μｍ。在沿海地區電廠高腐蝕環境條件下，普通涂料防護周期較短。如國華寧海電廠一期工程、廣東海門電廠一期工程，建成后２～３年即出現大面積銹蝕。在電廠壽命周期內不得不多次進行防腐維修。
２．４　冷噴鋅方案
冷噴鋅是由純度高于９９．９９５％以原子化提煉的鋅粉、特殊融合劑組成的單組分產品，涂層干膜中含９６％以上的純鋅，其綜合了熱浸鍍鋅及噴涂鋅（鋁）和富鋅涂料的優點，保護原理類似熱浸鍍鋅，具有陰極保護和屏障保護雙重保護，比傳統的熱浸鋅熱噴鋅具有更優秀的防腐蝕性能。
冷噴鋅工藝由于加工溫度低，氧化率大大降低；冷噴施工使得熱脹冷縮孔穴率也很低，因而冷噴鋅防護性能更好。冷噴鋅表面處理要求比較低。冷噴鋅不僅可以在車間里涂裝施工，亦可在現場涂裝施工，無工件尺寸和形狀限制。冷噴鋅產品中不含任何鉛、鉻等重金屬成分，溶劑中不含苯、甲苯、甲乙酮等有機溶劑，因此使用安全、衛生。基于以上優點，冷噴鋅工藝目前廣泛應用于沿海地區電廠的戶外鋼結構防腐工藝中。
２．５　防腐方案比較
上述三種火力發電廠常用的防腐方案比較如表１所示。以該沿海地區電廠兩臺在建百萬п型爐鋼架為例，經咨詢防腐涂裝廠家，結果如下：若采用富鋅涂料方案（使用“海虹老人”牌油漆），涂刷底漆６５μｍ、面漆８０μｍ、中間漆１８０μｍ，材料費共計約１　７００萬元；若采用冷噴鋅方案，冷噴鋅厚度１８０μｍ（含封閉漆和面漆），使用國產油漆材料費共計約２?。福埃叭f，使用進口油漆費用約４　０００萬?？紤]冷噴鋅方案可１５年免維護，富鋅涂料方案每隔５～７年就需重新涂刷修補且維修難度較大，冷噴鋅方案的１５ 年經濟收益仍大于富鋅涂料方案。
由上述分析比較可以看出，冷噴鋅方案具有長效防腐、避免多次維護、腐蝕適應性較好、施工及維護方便、全壽命費用較低等優點，對于如鍋爐鋼架在內的大型鋼結構本文推薦采用冷噴鋅防腐方案。