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电站风机防腐涂装的研究和应用
发布时间:2009.08.14 新闻来源:江苏新大高空公司 浏览次数:
一、前言
电站风机是我国风机行业的主要产品,电力工业的迅速发展需要不断提高电站风机的生产技术水平及其各项技术指标的可靠性。其中包括如何提高电站风机的防腐涂装技术。本文就国内电站风机生产过程中底材的表面处理,涂料的合理选用和施工等的试验研究和应用进行探索,以达到保证成套工程的整体质量。
二、电站风机类型
目前国内发电站使用风机主要有火力、风力、核电站三大类型,其防腐要求随不同类型电站而各不相同。
三、火力发电站风机的腐蚀因素
我国的火力发电站单机容量已从上世纪60年代的5万千瓦发展到目前60万千瓦为主力机组。火力电站风机也成了我厂的主导产品。
火力发电站,不管是以重油还是用煤作燃料,在运作过程中都会释放大量腐蚀性气体,如硫的氧化物等。这些气体与空气中的水汽和雨水相结合就形成酸性溶液,当这种溶液粘附在风机表面时,使其经常处于化学腐蚀状态下。另外煤粉在风机表面堆积,因煤粉中碳的电极电位相对铁较高,会引起电化学腐蚀,更加速风机的腐蚀。
四、火力发电风机的防腐涂装
基于风机的腐蚀环境和长期使用要求,应列为重防腐涂装(也称长效防腐)。风机防腐涂装,一般分为底漆、中间漆和面漆。底漆的主要功能是防锈,增强与金属表面和中间漆之间的附着力;中间漆除获得装饰性外观以外,还有更为多方面的功能要求。近年来,为适应重防腐蚀涂装的需要,已有底面合一厚浆涂料出现,采用高压无气喷涂技术,一次可以喷涂几百微米厚的漆膜。
针对火力电站风机的防腐涂装,经过多年来的实践,我厂已逐步形成了一些适用于电站风机长效防腐涂装的涂料配套体系。具体见表3-5-1。
表3-5-1 电站风机防腐涂装涂料配套体系表
涂料体系 |
涂层类别 |
适用场合/
腐蚀程度 |
防护期限 | ||
底漆 |
中间漆 |
面漆 | |||
丙烯酸类 |
环氧磷酸锌底漆 |
丙烯酸厚浆漆 |
丙烯酸磁漆 |
室外/中度 |
5-6年 |
环氧-聚氨酯类 |
环氧磷酸锌底漆 |
环氧厚浆漆 |
脂肪族聚氨酯磁漆 |
室外/严重 |
6年以上 |
环氧富锌-聚氨酯类 |
环氧富锌底漆 |
环氧云铁漆 |
脂肪族聚氨酯磁漆 |
室外/严重 |
6年以上 |
耐高温硅酸锌-有机硅类 |
无机硅酸锌底漆 |
|
银色有机硅耐高温漆 |
高温 |
适用温度范围
150~400℃ |
遵照国家对环保要求规定,新建电厂安装废气脱硫装置是必然趋势。现常用的一种脱硫装置就是用碳吸收废气中的二氧化硫和三氧化硫。因此脱硫风机所用涂料要耐碱。表3-5-2是我厂为恒运电厂湿态脱硫风机防腐涂装涂料的配套方案。
表3-5-2 脱硫风机防腐涂装涂料配套方案
序号 |
涂装程序 |
涂料名称 |
涂装道数 |
涂装方法 |
平均膜厚
(μm/道) |
1 |
表面处理 |
以喷丸法进行除锈处理,处理质量控制应达到GB8923规定Sa2.5级,表面粗糙度35~75μm | |||
2 |
底漆 |
H06-4环氧富锌防锈底漆 |
1 |
空气喷涂、高压无气喷涂 |
80 |
3 |
中间漆 |
842环氧云铁防锈底漆 |
1 |
空气喷涂、高压无气喷涂 |
80 |
4 |
面漆 |
可复涂脂肪族聚氨酯磁漆 |
1 |
空气喷涂、高压无气喷涂 |
40 |
5 |
面漆 |
可复涂脂肪族聚氨酯磁漆 |
1 |
空气喷涂、高压无气喷涂 |
40 |
五、防腐涂装的施工工艺
5.1表面前处理
长效防腐涂层的寿命,不但取决于涂料质量,还包括涂装前的表面除油、除锈,涂料体系选择,涂层厚度和施工工艺条件。在各种因素中表面前处理的好坏对防腐涂层的有效性是最主要的,必须充分重视。我厂采用喷抛丸机械除锈方法,并对磨料进行选择、试验。磨料颗粒过小,会影响表面除锈等级及效率。过大则造成抛丸喷射密度减小,还会造成较大凹坑。抛丸的喷射是使钢材表面变得粗糙,增加表面积,有利于提高漆膜的附着力,增进表面活化状态,但若粗糙度过大,会消耗过多的涂料,而且可能使涂层下面截留气泡或产生没有复盖涂层的波峰,这就会引起漆膜的破坏和使漆膜的防腐性变差。根据我厂生产经验,电站风机钢材表面粗糙度值(包括初始和二次粗糙度合并的值)为40~70μm。当涂层的厚度为200μm左右时,是符合国外资料介绍的约为粗糙度最大值3倍的规定。为了能使工件的表面处理能达到较理想的除锈质量和获得适度的粗糙度。采用钢丸和棱角砂混合磨料对工件进行喷抛射。根据资料介绍,圆形的颗粒,在喷射时主要起敲击作用,而棱角形颗粒磨料主要是起切削作用,能使底材与漆膜起咬合作用,使涂层对底材有更强的附着力。经过多次反复试验,选择了最佳混合比的喷抛磨料。工件表面的除锈等级达到瑞典标准Sa2.5级。
混合磨料的组成和配比的最佳组合为:
钢丸颗粒:1~1.2mm;棱角砂颗粒1~1.4mm;
棱角砂:钢丸=3:1。
5.2 涂装施工
5.2.1 施工环境
不能在烈日曝晒和有雨、雾、雪的天气进行露天涂装作业。空气相对湿度大于75%不宜施工。底材温度应高于露点3℃。
夏季阳光直射,底材温度应小于40℃,冬季气温低于5℃时,不宜在室外施工。
涂装过程及漆膜干燥过程中有粉尘飞扬时不能施工。
5.2.2 涂料调配
每道涂层的干燥条件及复涂间隔时间应按涂料生产单位规定。双组份涂料组份配比必须准确,不可忽视。例如,聚氨酯类涂料,甲组份异氰酸酯(-NCO)加入量少,不足与羟基反应,则漆膜发软或发粘,抗水和抗化学品性等下降;若加入量太多,则多余的(-NCO)基会吸收空气中潮气转化成脲和生成二氧化碳,使漆膜较脆,不耐冲击。在较厚的漆层中还会出现海绵状微孔,影响防护性能。
涂料调稀要使用氨酯级稀释剂。经调配后,应静置30min熟化,在喷涂前要待涂料中的空气泡逸尽,否则会引起漆膜产生针孔。
5.2.3 底漆喷涂
经过喷抛除锈的金属底材,应经过干净的压缩空气吹去残留在表面的砂尘,并应在最短时间内涂复底漆,在正常的气候条件下应在24h内涂复。
当使用多罐装的富锌底漆时,各组份的配比要准确,充分调匀和使用专用稀释剂,喷涂的喷涂枪与工件的距离不宜过大,或在气温较高时,适当使用些高沸点溶剂,防止溶剂挥发过快,产生干喷情况,引起漆膜脱落。
5.2.4 面漆喷涂
在采用聚氨酯涂料时,在完全干硬的漆膜表面喷涂第二层涂料时,由于交联密度大,会造成层间结合力变差,因此层与层之间的喷涂间隔,应在第一层涂膜喷涂后,经30min或在触指干的情况下再喷,能取得理想的层间结合力。如因制造或安装调试等情况,其涂层的喷涂间隔时间较长时,应选用交联密度较小的可复涂型聚氨酯类涂料,以获得涂层间有较好的结合力。
六、 其他类型电站风机的防腐工艺探索
当前,电力工业的发展中,虽然火力发展占了主导地位,而其他类型的发电站也在逐步开发和发展,我们也针对这些电站的风机防腐要求进行了解、研究和探索,提出相应的防腐涂装措施。
七、核电站风机防腐涂装
核电站使用的涂料应具有核辐射的降解作用,能提供应急防辐射保护功能,此外也应具备良好的耐腐蚀性能,应该选用通过审定认可的核电站专用的防腐涂料。
八、风力发电站风机腐蚀因素和防腐涂装
风力发电不但是环境安全的选择,而且是可替代传统能源的经济方案,愈来愈受到各国的重视和得到广泛应用。风力发电站的风机处理自然条件恶劣的野外高空大气中,常年风力在4级以上,并伴有风沙,受到日光的强烈曝晒,经受风雨、冰雪的侵袭;温差变化大。对于地处海边的风机,还会受到水汽、盐雾的侵蚀和海水浪花的溅泼,因此极易受到腐蚀。
风力发电站风机的涂层要求具有较强的抗大气老化,耐紫外线辐射的功能,具有较强的耐盐雾性能,并应有较好的物理机械性能,坚韧耐磨。防腐是每一个风力发电用户所关心的突出问题,有效的保护能确保风力发电的风机更长的使用寿命,针对风力发电所处的环境特点,对选用的涂料有如下要求:
·良好的耐候性
·良好的耐水和耐盐雾性
·良好的附着性
·漆膜坚硬,耐外力摩擦、冲击
风机的涂装配套如下:
·喷锌层(厚度根据ISO2063标准)
·双组份厚浆环氧漆
·双组份脂肪族聚氨酯面漆
九、小结
电站风机的涂装防腐必须重视漆前表面处理,涂料的合理配套,以及有良好的施工管理,才能确保防腐性能。
电站风机的涂装仍应进行新工艺、新涂料的试验,如对热喷镀锌表面的多孔性及时喷涂渗透性良好的涂料作底漆,或在喷镀表面加涂乙烯基类不渗透的封闭薄膜,防止盐雾和海水侵蚀引起涂膜起泡和镀锌层的破坏,以及采用新型耐候优良的自干型氟碳涂料作面漆等,以求不断提高电站风机的使用期和降低生产维护成本。
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