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沿海电厂钢结构防腐蚀技术现状及发展

2021/10/15 阅读:

摘要:选择热浸锌技术或是传统的富锌涂料技术已经无法满足钢结构的防腐蚀要求,这也是现阶段选择应用新型具有低能耗以及无污染特性的防腐蚀技术的主要原因。就沿海电厂钢结构防腐蚀技术研究与应用现状进行了深入分析,希望能够为未来该技术的持续更新与发展提供一些帮助。

关键词:沿海电厂;钢结构;防腐蚀技术;现状与发展

引言

沿海电厂由于长期处于湿气较重的大气环境下,因此想要保证其持续运行,具有耐腐蚀的特性是对其钢结构的基本要求。若没有选择合适的抗腐蚀技术,长此以往钢结构的强度会降低,更会增大断裂以及垮塌等安全事故的发生风险。从当前各类技术的应用现状来看,热浸锌技术或是传统的富锌涂料技术已经无法满足钢结构的防腐蚀要求。而随着时代的发展变化,新型的防腐蚀技术不仅成本较低,同时具有绿色环保的应用优势,为沿海电厂的可持续发展提供了基础条件,这也是进一步推动区域经济发展的关键因素。

1沿海电厂钢结构的腐蚀现状分析

当前我国沿海电厂所应用的主体建筑结构为钢结构,其不仅具有载荷大以及强度高等应用优势,且制造成本较低,这也是钢结构被广泛应用的主要原因。以发电厂为例,低碳钢或低合金钢是该类厂房主体钢结构所应用的主要材料,但需要注意的是,这类材料由于其内部结构原因,无论是耐化学性还是耐腐蚀的性能都较差[1]。近年来,飞速发展的经济条件为工业注入了新的发展活力,但同时也使得工业排出的废弃物大量增加,无论是二氧化硫还是二氧化碳,这些酸性氧化物在空气中含量的逐渐上升均使得室外的钢结构腐蚀速度相较以往有了明显提升,加速了沿海电厂钢结构的腐蚀进度。

2沿海电厂钢结构防腐蚀技术的深入研究与应用的发展趋势

2.1涂料涂层防护技术

应用于沿海环境下的钢结构选择的涂料多数具有防腐效果,其中富锌涂料是最为常见的传统防腐涂料类型,但从当下的涂料应用现状来看,随着环境的恶化与对钢结构应用质量的要求,该类型的涂料已经逐渐无法满足实际的应用需求。通过对该种类型的涂料进行分析后,提出了与之相对应的改良方案,这也是聚脲弹性体涂料逐渐应用在沿海电厂钢结构防护环节的主要原因。通过利用石墨烯代替部分传统环氧富锌涂料中锌粉的方式,经过实验发现该种被改良过的涂料的抗盐雾腐蚀时间在2500h以上,相较传统抗盐雾腐蚀时间600h的涂料在性能方面有了十分明显的提升[2]。聚脲弹性体涂层在应用时表现出了极佳的应用优势,具有性能稳定以及施工环境要求低等特点,且由于其中不掺杂挥发性溶剂,因此对环境并不会产生较大的污染,具有可持续应用的良好市场前景。

2.2热镀锌与合金防护技术

热镀锌技术简单来说就是将铸铁、钢以及不锈钢等由金属构成的部件浸入到锌液中,这样就能够在这些部件的表面形成一层较厚的抗腐蚀锌层。该种技术在实际应用至钢结构后,能够让钢结构的单次使用时间超过40年,并且在结构的使用过程中不需要采取任何维护手段,这也是在近些年热镀锌技术成为钢结构抗腐蚀领域中热门内容的主要原因。21世纪我国的热镀锌技术已经逐渐成熟,由于传统热镀锌技术对环境的污染较大,因此我国淘汰了诸多传统设备,并为热镀锌工厂制定了相对应的制度,从而促使我国大多数的热镀锌厂逐渐向着大型化与专业化的转型方向而努力[3]。

2.3热喷涂防护技术

这种技术简单来说就是强化金属表面,为金属而形成的一层防护涂层组织结构十分特殊,具有极佳的抗腐蚀特性。在日常应用中作为常见的热喷涂防护技术,包括锌涂层、铝涂层以及锌铝涂层等,在应用层面具有阴极保护以及物理隔离等效果,该技术也是现阶段相较其他防护技术突显应用优势最强的技术类型。该种技术最早由1910年的瑞士人发明,在1953年美国首次试验了该种技术在沿海地区的应用效果,大量的实验数据表明,该种技术具有极佳的抗腐蚀应用优势,直至现在许多国家都将此种技术确认为能够在复杂环境下保持抗腐蚀应用效果的涂层技术[4]。20世纪50年代,我国将此种技术应用在了输电线铁路铁塔上,时至今日仍未发现有较为明显的腐蚀现象,涂层也没有脱落痕迹。

2.4阴极保护

该种技术多应用于沿海环境中,对于沿海环境下的钢结构抗腐蚀技术应用来说,常见阴极保护技术的应用材料主要有铝阳极、锌阳极以及镁阳极。三种材料各有不同的应用特点,主要表现在对钢的驱动电压的大小。镁阳极驱动电压较大,这也是其经常应用于土壤中的主要原因;锌阳极的驱动电压相较镁阳极要小一些,但优势是电流的效率要高一些,无论是水中还是土壤中,均可以应用此种方式;而铝阳极多应用于海洋工程或是港口处,具有极佳的应用优势[5]。对于我国的大部分基层变电站来说,所应用的接地线布局均为传统的铜接地网,而需要注意的是,在沿海地区,由于环境的特殊性使得土壤的电阻率要低一些,因此采用这种方法需要耗费较高的成本。对于这种情况,此时应用阴极保护技术有较高的性价比此时应用阴极保护技术有较高的性价比,且能够凸显其应用优势。

2.5抗腐蚀性材料

最早的具有抗腐蚀性的钢材发明于20世纪初的欧美国家,不仅具有抗腐蚀性能好的优势,且能够满足各类建筑对于其强度与韧性的应用需求。当前所应用的抗腐蚀性钢简单来说就是在其中掺杂适当比例的金属,由于成本较低且应用效果较好等优势,美国与日本已经大规模将此类型钢材应用于大型的钢结构设施中。我国虽然在此类型钢材的研制环节起步较晚,发展速度却是各国中最快的。我国在成功研制出强度在500MPa以上的抗腐蚀钢材后,制定了统一的行业标准。通过在后续对该类型钢材在沿海地区电厂的应用跟踪调查情况来看,应用效果相较普通类型的钢材要好的多应用效果相较普通类型的钢材要好的多无论是抗腐蚀性还是韧性都具有明显的应用优势,这也是现阶段各个沿海地区电厂开始大规模应用此类型钢结构的主要原因。时至今日,在厦门以及舟山等沿海地区应用此类型钢材的发电厂,均处于较好的运行状态。

3结语

相较传统的防腐蚀技术,新式的钢结构防腐蚀工艺,以及不断发展的新式材料,表现出了极佳的应用优势。该技术不仅具有维护成本低以及耐腐蚀性能强的优势,更为重要的是其在保护环境以及节约资源方面凸显出了其极佳的应用效果,为我国沿海地区经济的可持续发展奠定了坚实的基础。

作者:田冰 单位:中核检修有限公司福清分公司

沿海电厂钢结构防腐蚀技术现状及发展

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