環氧樹脂玻璃鋼襯里在尿素造粒塔防腐蝕中的應用
一、前 言
尿素造粒塔是尿素生產過程中制造粒狀尿素的大型鋼筋混凝土構筑物。我公司造粒塔屬自然通風造粒塔,塔高66m,直徑13m,其結構主要由塔頂、噴淋層、主體塔身、集料漏斗、底座組成。尿素造粒塔的主要流程為:弱堿性(ph=9)的熔融液態尿素經熔融泵輸送到造粒塔頂噴頭,高速旋轉的噴頭把熔融狀態的尿素沿塔橫截面分布成極小的液滴,在重力作用下降落,與從塔底進入的冷空氣逆向接觸,冷卻結晶成一定規模的顆粒尿素。結晶熱由冷空氣帶出。尿素造粒塔是尿素生產中的重要設備,具有使用溫度高、介質腐蝕性強、連續運轉周期長、維修難度大等特點。多年來,其腐蝕一直是困擾尿素生產的難點問題。目前玻璃鋼襯里是尿素造粒塔使用普遍的襯里。作者通過對幾家尿素生產廠家調查發現,有的玻璃鋼襯里防腐蝕效果較好,但有的玻璃鋼襯里防腐蝕效果差,襯里層及造粒塔本體破壞嚴重,這主要是由于設計不合理和施工措施不得力所致。本文試圖通過分析玻璃鋼襯里破壞的原因及影響因素,進而提出防范該襯里破壞的有效措施和監控手段,揚長避短,從而提高防腐蝕襯里的耐腐蝕性能和使用壽命,更好地保護好尿素造粒塔。
二、防腐蝕襯里破壞的原因
1、涂料防腐蝕襯里破壞的原因引起涂料防腐蝕襯里破壞的原因主要
有:
(1)涂料施工的特點是溶劑用量大,成型后的涂層中有大量空穴和空隙,為腐蝕介質提供了滲透的途徑,液態的尿素滲入涂層后,發生結晶體積膨脹,膨脹力致使襯里破壞。
(2)涂層與多孔性混凝土基體的界面粘接力低,極易因腐蝕介質的滲透而脫落。
(3)涂層自身的厚度較薄,一般厚度約為200μm左右,物理機械性能低,易被劃傷和物理損壞。
2、玻璃鋼襯里破壞的原因引起玻璃鋼襯里破壞的原因有:
(1)造粒塔在進行滑模過程中,出現裂縫、空鼓,進行修補時,修補層與基體粘接不好而造成剝落,致使玻璃鋼襯里破壞。
(2)在防腐襯里施工時,基體沒有完全干腐蝕控制燥,塔壁內的水分在高溫下變為水蒸汽無法排除,對襯里產生張力引起破壞。
(3)造粒塔在施工中為了便于脫模,在鋼模上涂有脫模劑,從而影響襯里與基體之間的附著力,致使襯里層脫落。
(4)砼基體自身的毛細孔、微小裂紋及蜂窩麻面較多,與襯里的表面貼合性差,兩者的結合不緊密,會將大量的空氣封閉在接觸界面,形成氣泡,當環境溫度升高時,氣泡中的空氣會發生體積膨脹,發生鼓泡、起殼等現象,襯里層與砼基體局部脫落。
(5)粘合劑的選擇直接影響玻璃鋼襯里的粘接強度和抗滲透能力,樹脂的附著力越高,玻璃鋼襯里的粘接強度就越大,整體性就好,抗腐蝕介質滲透的能力就越強;反之,則玻璃鋼抗腐蝕介質滲透的能力就越差。
(6)玻璃鋼襯里在施工過程中,若樹脂含量低,襯里層極易形成針孔,抗腐蝕介質滲透的能力下降,液態尿素滲入襯里后,發生結晶體積膨脹,造成襯里層大面積脫落、起殼。由此可見,由于涂層的抗滲透性差,且與砼基體的界面粘接強度低,極易因腐蝕介質的滲透和腐蝕而破壞。在尿素造粒塔內的防腐蝕中,其使用已受到限制。玻璃鋼襯里是目前使用普遍的尿素造粒塔襯里,我們分析了玻璃鋼襯里在造粒塔中破壞的原因后,對于有針對性的設計防腐蝕方案,制定強有力的預防措施和監控手段具有重要意義。作為一種耐腐蝕性優異的尿素造粒塔襯里,應滿足抗腐蝕介質滲透性強和界面粘接強度高的特點。
三、環氧樹脂玻璃鋼襯里
環氧樹脂玻璃鋼襯里同其它類型的玻璃鋼襯里相比,具有界面粘接強度高、整體性好、抗腐蝕介質滲透性強等優點,能有效地抵抗尿素的腐蝕。該襯里技術是目前解決尿素造粒塔腐蝕的佳方法。我公司尿素造粒塔內壁的設計方案為:環氧樹脂二底二面,襯玻璃纖維絲布三層,在襯里層與砼基體之間增設2-3mm厚的環氧樹脂膠泥層。
1、基體預處理
(1)尿素造粒塔在滑模過程中不使用脫模劑,以避免脫模劑對界面粘接力產生影響;
(2)造粒塔的混凝土出模干燥后,其缺陷部位不用水泥砂漿修復,應用環氧樹脂砂漿進行修復,以避免水泥砂漿與砼基體脫層,造成環氧樹脂玻璃鋼襯里層的剝落;
(3)砼基體自然干燥直至在深度為20mm的范圍內含水率不大于6%;
(4)表面處理時,徹底除去砼基體表面的疏松物、浮灰和水泥殘渣。
2、底漆
道底漆粘度應較小,使其盡可能地滲透入砼基體內部,以增強內襯與砼基體的粘接力;第二道底漆采用導電底漆,除起增強粘接力的作用之外,主要目的在砼基體表面形成導電層,這樣便于對砼基體上所做的防腐蝕內襯進行電火花檢測,以避免針孔、氣泡等缺陷的產生,更好地保證工程質量。
3、環氧樹脂膠泥層
由于砼基體毛細孔、微小裂紋、蜂窩麻面較多,采用環氧樹脂膠泥進行密封,施工厚度為2-3mm,可以有效地解決襯里層與基體之間的粘接性,消除氣泡等缺陷的產生。
4、環氧樹脂玻璃鋼層
用間斷法貼襯環氧樹脂玻璃鋼,上層玻璃鋼的質量合格后再襯貼下一層,環氧樹脂的膠含量是保證襯里質量的關鍵,稀釋劑的用量應控制在10-15%之間。環氧樹脂含量高,才能有效地密封玻璃纖維絲布,避免針孔的產生,提高襯里層抗介質的滲透性。
5、面漆
環氧樹脂玻璃鋼襯完后,應對表面徹底打磨處理,使表面平整,然后涂刷兩道面漆,以提高整個襯里表面的光潔度和密封性。
四、監 控
1、施工前,準備齊各種檢測儀器,如粘度計、電火花檢測儀、巴氏硬度計等,做到科學測試。
2、對購買的主要原材料如環氧樹脂、固化劑、玻璃纖維絲布、填料等進行復檢,保障原材料全部合格。
3、環氧樹脂膠泥施工前,應先作施工配合比試驗,檢查其配合比是否符合《施工規范》的規定。
4、環氧樹脂膠泥施工完后,應作檢查測試,以檢測其粘接強度和抗拉強度是否符合《施工規范》的規定。
5、環氧樹脂玻璃鋼施工完后,應用電火花檢測儀檢測其針孔、磁性測厚儀測定其厚度、巴氏硬度計檢測其固化度,對檢測出的缺陷應認真修補,直到符合規范要求為止。
五、應用實例
環氧樹脂襯里技術在尿素造粒塔防腐蝕中已得到成功應用。2000年,我公司尿素造粒塔防腐蝕工程的內壁工程量為2200m2,原設計方案為:氯磺化聚乙烯涂料四底四面,襯玻璃纖維絲布二層。后經多方考察、論證,認為氯磺化聚乙烯涂料的附著力高為2級,粘貼強度較低,會影響襯里層與基體之間、玻璃纖維絲布與玻璃纖維絲布之間的粘接強度,同時對玻璃纖維絲布的密封性差,易形成針孔和氣泡,造成襯里層抗腐蝕介質滲透性弱。因此,修改了原設計方案,采用環氧樹脂玻璃鋼襯里技術,并對施工過程中每一環節進行了嚴格監控,該尿素造粒塔現已投入生產運行。
六、結 論
1、環氧樹脂玻璃鋼襯里具有整體性強、界面粘接強度高、抗腐蝕介質滲透性強等優點,能有效地解決尿素造粒塔的腐蝕。
2、環氧樹脂玻璃鋼襯里工程造價在涂料與玻璃鱗片襯里之間,是玻璃鱗片襯里的三分之一。一次投資不高,既經濟,效果又理想,是尿素造粒塔防腐蝕的佳方案。
3、尿素造粒塔在滑模施工中,不使用脫模劑是解決界面粘接強度的有效措施。
4、在砼基體與環氧樹脂玻璃鋼之間增設環氧樹脂膠泥層,從根本上解決了因砼基體的多孔結構而影響其與襯里的粘接強度,從而有效地提高了襯里層界面的粘接強度。
5、采用切實的施工預防措施和監控手段能有效地控制防腐蝕工程質量,改善和提高防腐蝕襯里的耐腐蝕性能和使用壽命。
尿素造粒塔是尿素生產過程中制造粒狀尿素的大型鋼筋混凝土構筑物。我公司造粒塔屬自然通風造粒塔,塔高66m,直徑13m,其結構主要由塔頂、噴淋層、主體塔身、集料漏斗、底座組成。尿素造粒塔的主要流程為:弱堿性(ph=9)的熔融液態尿素經熔融泵輸送到造粒塔頂噴頭,高速旋轉的噴頭把熔融狀態的尿素沿塔橫截面分布成極小的液滴,在重力作用下降落,與從塔底進入的冷空氣逆向接觸,冷卻結晶成一定規模的顆粒尿素。結晶熱由冷空氣帶出。尿素造粒塔是尿素生產中的重要設備,具有使用溫度高、介質腐蝕性強、連續運轉周期長、維修難度大等特點。多年來,其腐蝕一直是困擾尿素生產的難點問題。目前玻璃鋼襯里是尿素造粒塔使用普遍的襯里。作者通過對幾家尿素生產廠家調查發現,有的玻璃鋼襯里防腐蝕效果較好,但有的玻璃鋼襯里防腐蝕效果差,襯里層及造粒塔本體破壞嚴重,這主要是由于設計不合理和施工措施不得力所致。本文試圖通過分析玻璃鋼襯里破壞的原因及影響因素,進而提出防范該襯里破壞的有效措施和監控手段,揚長避短,從而提高防腐蝕襯里的耐腐蝕性能和使用壽命,更好地保護好尿素造粒塔。
二、防腐蝕襯里破壞的原因
1、涂料防腐蝕襯里破壞的原因引起涂料防腐蝕襯里破壞的原因主要
有:
(1)涂料施工的特點是溶劑用量大,成型后的涂層中有大量空穴和空隙,為腐蝕介質提供了滲透的途徑,液態的尿素滲入涂層后,發生結晶體積膨脹,膨脹力致使襯里破壞。
(2)涂層與多孔性混凝土基體的界面粘接力低,極易因腐蝕介質的滲透而脫落。
(3)涂層自身的厚度較薄,一般厚度約為200μm左右,物理機械性能低,易被劃傷和物理損壞。
2、玻璃鋼襯里破壞的原因引起玻璃鋼襯里破壞的原因有:
(1)造粒塔在進行滑模過程中,出現裂縫、空鼓,進行修補時,修補層與基體粘接不好而造成剝落,致使玻璃鋼襯里破壞。
(2)在防腐襯里施工時,基體沒有完全干腐蝕控制燥,塔壁內的水分在高溫下變為水蒸汽無法排除,對襯里產生張力引起破壞。
(3)造粒塔在施工中為了便于脫模,在鋼模上涂有脫模劑,從而影響襯里與基體之間的附著力,致使襯里層脫落。
(4)砼基體自身的毛細孔、微小裂紋及蜂窩麻面較多,與襯里的表面貼合性差,兩者的結合不緊密,會將大量的空氣封閉在接觸界面,形成氣泡,當環境溫度升高時,氣泡中的空氣會發生體積膨脹,發生鼓泡、起殼等現象,襯里層與砼基體局部脫落。
(5)粘合劑的選擇直接影響玻璃鋼襯里的粘接強度和抗滲透能力,樹脂的附著力越高,玻璃鋼襯里的粘接強度就越大,整體性就好,抗腐蝕介質滲透的能力就越強;反之,則玻璃鋼抗腐蝕介質滲透的能力就越差。
(6)玻璃鋼襯里在施工過程中,若樹脂含量低,襯里層極易形成針孔,抗腐蝕介質滲透的能力下降,液態尿素滲入襯里后,發生結晶體積膨脹,造成襯里層大面積脫落、起殼。由此可見,由于涂層的抗滲透性差,且與砼基體的界面粘接強度低,極易因腐蝕介質的滲透和腐蝕而破壞。在尿素造粒塔內的防腐蝕中,其使用已受到限制。玻璃鋼襯里是目前使用普遍的尿素造粒塔襯里,我們分析了玻璃鋼襯里在造粒塔中破壞的原因后,對于有針對性的設計防腐蝕方案,制定強有力的預防措施和監控手段具有重要意義。作為一種耐腐蝕性優異的尿素造粒塔襯里,應滿足抗腐蝕介質滲透性強和界面粘接強度高的特點。
三、環氧樹脂玻璃鋼襯里
環氧樹脂玻璃鋼襯里同其它類型的玻璃鋼襯里相比,具有界面粘接強度高、整體性好、抗腐蝕介質滲透性強等優點,能有效地抵抗尿素的腐蝕。該襯里技術是目前解決尿素造粒塔腐蝕的佳方法。我公司尿素造粒塔內壁的設計方案為:環氧樹脂二底二面,襯玻璃纖維絲布三層,在襯里層與砼基體之間增設2-3mm厚的環氧樹脂膠泥層。
1、基體預處理
(1)尿素造粒塔在滑模過程中不使用脫模劑,以避免脫模劑對界面粘接力產生影響;
(2)造粒塔的混凝土出模干燥后,其缺陷部位不用水泥砂漿修復,應用環氧樹脂砂漿進行修復,以避免水泥砂漿與砼基體脫層,造成環氧樹脂玻璃鋼襯里層的剝落;
(3)砼基體自然干燥直至在深度為20mm的范圍內含水率不大于6%;
(4)表面處理時,徹底除去砼基體表面的疏松物、浮灰和水泥殘渣。
2、底漆
道底漆粘度應較小,使其盡可能地滲透入砼基體內部,以增強內襯與砼基體的粘接力;第二道底漆采用導電底漆,除起增強粘接力的作用之外,主要目的在砼基體表面形成導電層,這樣便于對砼基體上所做的防腐蝕內襯進行電火花檢測,以避免針孔、氣泡等缺陷的產生,更好地保證工程質量。
3、環氧樹脂膠泥層
由于砼基體毛細孔、微小裂紋、蜂窩麻面較多,采用環氧樹脂膠泥進行密封,施工厚度為2-3mm,可以有效地解決襯里層與基體之間的粘接性,消除氣泡等缺陷的產生。
4、環氧樹脂玻璃鋼層
用間斷法貼襯環氧樹脂玻璃鋼,上層玻璃鋼的質量合格后再襯貼下一層,環氧樹脂的膠含量是保證襯里質量的關鍵,稀釋劑的用量應控制在10-15%之間。環氧樹脂含量高,才能有效地密封玻璃纖維絲布,避免針孔的產生,提高襯里層抗介質的滲透性。
5、面漆
環氧樹脂玻璃鋼襯完后,應對表面徹底打磨處理,使表面平整,然后涂刷兩道面漆,以提高整個襯里表面的光潔度和密封性。
四、監 控
1、施工前,準備齊各種檢測儀器,如粘度計、電火花檢測儀、巴氏硬度計等,做到科學測試。
2、對購買的主要原材料如環氧樹脂、固化劑、玻璃纖維絲布、填料等進行復檢,保障原材料全部合格。
3、環氧樹脂膠泥施工前,應先作施工配合比試驗,檢查其配合比是否符合《施工規范》的規定。
4、環氧樹脂膠泥施工完后,應作檢查測試,以檢測其粘接強度和抗拉強度是否符合《施工規范》的規定。
5、環氧樹脂玻璃鋼施工完后,應用電火花檢測儀檢測其針孔、磁性測厚儀測定其厚度、巴氏硬度計檢測其固化度,對檢測出的缺陷應認真修補,直到符合規范要求為止。
五、應用實例
環氧樹脂襯里技術在尿素造粒塔防腐蝕中已得到成功應用。2000年,我公司尿素造粒塔防腐蝕工程的內壁工程量為2200m2,原設計方案為:氯磺化聚乙烯涂料四底四面,襯玻璃纖維絲布二層。后經多方考察、論證,認為氯磺化聚乙烯涂料的附著力高為2級,粘貼強度較低,會影響襯里層與基體之間、玻璃纖維絲布與玻璃纖維絲布之間的粘接強度,同時對玻璃纖維絲布的密封性差,易形成針孔和氣泡,造成襯里層抗腐蝕介質滲透性弱。因此,修改了原設計方案,采用環氧樹脂玻璃鋼襯里技術,并對施工過程中每一環節進行了嚴格監控,該尿素造粒塔現已投入生產運行。
六、結 論
1、環氧樹脂玻璃鋼襯里具有整體性強、界面粘接強度高、抗腐蝕介質滲透性強等優點,能有效地解決尿素造粒塔的腐蝕。
2、環氧樹脂玻璃鋼襯里工程造價在涂料與玻璃鱗片襯里之間,是玻璃鱗片襯里的三分之一。一次投資不高,既經濟,效果又理想,是尿素造粒塔防腐蝕的佳方案。
3、尿素造粒塔在滑模施工中,不使用脫模劑是解決界面粘接強度的有效措施。
4、在砼基體與環氧樹脂玻璃鋼之間增設環氧樹脂膠泥層,從根本上解決了因砼基體的多孔結構而影響其與襯里的粘接強度,從而有效地提高了襯里層界面的粘接強度。
5、采用切實的施工預防措施和監控手段能有效地控制防腐蝕工程質量,改善和提高防腐蝕襯里的耐腐蝕性能和使用壽命。
