内蒙烟道粉尘腐蚀严重解决方案志盛威华

志盛 于经理 2880442897

特高温烟道烟囱的防腐要兼顾防腐性、耐特高温性、抗渗透、柔韧性、耐温骤变、耐应力骤变、高温下的粘结性能等。目前国内基本上以乙烯基玻璃鳞片胶泥对烟道、烟囱进行防腐。
乙烯基玻璃鳞片胶泥在遇到锅炉烟气系统出现特殊工况，排放烟气温度较高时（＞200℃）应用就会存在一定的问题。而这种高温工况还不止是出现在特殊工况条件，电厂、锅炉厂、烧结厂的原烟道和烟囱烟气温度能瞬间高温达200℃以上，有的甚至能达700℃，长期运行温度也接近180℃。加之烟囱、烟道材质一般为钢制或混凝土材质，在温度骤变的情况下，不同材质的烟道、烟囱形变也是不同的，因此乙烯基玻璃鳞片胶泥在面对如此复杂的温变和形变工况其基本性能就显现出短板。人们在此工况依然选择该涂料进行防护的原因是目前还没有找到更为合适的材料。目前ZS-1041烟气防腐涂料悄然占据温烟道、烟囱的防腐市场，该涂料以其极为的耐温变、抗渗透、耐腐蚀、易施工等特性成功解决了温烟道、烟囱的防腐问题。
即便将烟气温度控制在180℃以下，处于乙烯基玻璃鳞片能长期耐受的范围，乙烯基玻璃鳞片防腐方案依然存在以下难点：
1. 乙烯基玻璃鳞片胶泥涂装分为底中面三层，或者是底面两层，作为该方案的底漆耐温也达到180℃，而且底漆具有一定的柔韧性，但遗憾的是这样的配套底漆因乙烯基树脂的特性很难实现，市场上的产品在这一要求上是存在技术硬伤的；
2. 玻璃鳞片胶泥本身韧性不佳，容易发脆。特别是在温度骤变下，胶泥底漆层与基材的粘结性（附着力）不足，容易脱落。如果基材处理存在除油不尽、粗糙度不足等缺陷时，附着力更差；
3. 当温度骤变时，因温变产生的形变会使涂层产生局部应力引发后续应力在薄弱点集中释放的现象，从而产生脱落、开裂。这种耐应力应变能力的不足是玻璃鳞片胶泥的成膜物（树脂）天生带来的弊病，很难从根源上解决；
4. 耐应力应变、耐温度骤变能力的不足主要根源在于：
a) 玻璃鳞片胶泥方案的固化后涂膜线膨胀系数与基材有较大差异，温差越大基材与涂层的热胀冷缩变形幅度差异越大，形变应力越大；
b) 乙烯基树脂的极性键是羟基，其与基材的粘结强度较低，在高温存在形变应力时粘结强度更难得以保障；
c) 玻璃鳞片胶泥对基材的容忍度较低，因此基材的前处理做到非常，在实际应用中，基材处理因各种因素如设备、人工等等影响并不能如此的处理，不良的基材成为玻璃鳞片胶泥的脱落、开裂的隐患。
为了解决以上的弊病，人们想了很多方法，后确定的是采用乙烯即树脂玻璃鳞片胶泥玻璃钢的复合方案。
1) 该方案的核心在于在胶泥施工时衬上纤维增强复合材料（FRP），也就是人们常说的“三油两布”的原理。因纤维增强复合材料的存在，当温度骤变时，纤维层起到很好的应力释放作用（网状结构，应力由一点分散到整个面），从而使复合涂层具备一定的耐温骤变、耐应力变化的能力。但即便是如此改善，此方案还是一样存在上方所列举的弊病的。而且此改善方案还带来更为不利的隐患：
2) 施工工艺复杂，工艺的繁杂会加大工作量延长工期，从而使本就是高危高空作业的烟囱防腐危险系数上升，无论是安全成本还是施工成本都变大；
3) 当涂层某点反生开裂、剥离弊病时，因纤维布的存在不能及时脱落，终在剥离涂层与基材之间存留大量的气体，在高温情况下气体从涂层底部渗入，从而进一步扩大剥离面，如果发生这样的情况，涂层的损坏将是灾难性的；
4) 因乙烯基玻璃鳞片涂层硬度较大，且有衬布，当涂层损坏时很难进行打磨，如果要进行翻修，该涂层的清除将是大的工程。因此乙烯基玻璃鳞片胶泥防腐涂层的再加工性、修补性、翻新性极差，大大增加了维护成本，而此成本在设计及应用的初期业主及设计人员往往会遗漏，当真正面临此问题时才会发现由此带来的巨额成本增加。
前文中所提到的ZS-1041烟气防腐涂料则是克服了以上所说的乙烯基玻璃鳞片胶泥的弊病，这种材料的优点主要体现在：
表面干燥时间：
 这是与施工性相关的参数，因一般的烟道防腐涂层需多道厚涂，表干时间直接影响工期，因此较短的表干时间能够缩短工期，机具、人工、安全措施等施工相关的费用都会降低。
 常规烟道防腐涂料膜厚厚的会达到3mm，工序超过5道以上，道间养护时间较长，这个工期大概30天。
 ZS-1041烟气防腐涂料膜厚仅需300-500μm就可以达到常规防腐蚀涂料的防护效果和防护周期，道间间隔不超过2h，采用无气喷涂施工4道左右即可达到设计膜厚，省时省力。
浸水24h吸水率：
 由于烟气中含水，如果加装了湿法脱硫装置，烟气中的含水量会更高，此项虽是在检测吸水率但实际考究的是涂料的致密性、抗渗透性，致密抗渗无溶胀是防腐蚀涂料的特性。
 普通防腐蚀涂料如玻璃鳞片胶泥采用的是片状玻璃鳞片，直径大概在0.2mm左右，在涂层成膜时玻璃鳞片呈鱼鳞状搭接从而具有的防渗性。但具有0.2mm直径的玻璃鳞片尺寸偏大，加之玻璃鳞片密度较大在工作液中的分散会存在不均一性，存在鳞片搭接不均的情况，加之在施工时由于粘度、施工方法等原因，可能会架空搭接出现空鼓，防渗性能下降。
 ZS-1041烟气防腐涂料中功能防腐蚀颜填料均为高温再加工成型的纳米级鳞片级粉料，极细的粒径使单个鳞片更易稳定分散在涂料体系中，同时也不会出现搭接空鼓，抗渗透性更为，这也是为什么ZS-1041烟气防腐涂料仅300μm即可达到几毫米厚常规防腐蚀涂料防腐效果的主要原因之一。
耐热性：
 烟气一般温度在70-500℃，对于有脱硫装置的烟囱，烟气温度一般会低于100℃，标准中所规定的250℃耐温极限能满足大多工况，但不能满足某些特殊工况，包括事故状态。
 ZS-1041烟气防腐涂料耐温幅度可达750℃，可长期在600℃正常使用，这一性能使得烟道防腐蚀更为可靠，减少因特殊工况带来的防腐蚀涂层破坏。
耐腐蚀性：
 该项性能测试，试验标准酸液为硫酸，但实际上烟气中的腐蚀介质却远不止硫化物，特别是有脱硫装置的烟道脱硫后烟气中仅含微量硫化物，烟气的主要腐蚀介质为CL-，对于湿法脱硫，烟气中可能还会存在碱性物质，因此在考虑酸腐蚀（硫化物）的同时还应考虑CL-腐蚀、碱腐蚀。
 ZS-1041烟气防腐涂料可长期耐酸浸泡、碱浸泡以及NaCl溶液浸泡，具备全面的抗渗耐腐蚀性能，可针对烟道有可能出现的各种腐蚀。
耐温变性能：
 耐温变在这个标准中分为耐冻融循环性、耐急冷，急热性。此项主要考虑到涂料的线膨胀系数（热胀冷缩幅度）是否与烟道内壁保持基本的一致，涂层是否具备一定的柔韧性。
 砖、水泥的线膨胀系数为10-14×10-6/℃，钢铁的线膨胀系数为12-18×10-6/℃，而玻璃鳞片类的线膨胀系数大约为1.15×10-6/℃，与基材相差了一个数量级，在温度变化时，容易出现温差应力，导致涂层应力开裂（几油几布的涂刷主要就是防裂），由于该材料涂层较厚，热传递会因此受到一定影响，烟道内壁温度与涂层表面温度会存在相对较大的差异，应力开裂的风险因此而加大。虽玻璃鳞片通过几油几布的工艺可以预防短期应用内的应力开裂，但如特殊工况出现得较为频繁时，涂层及防裂布会因多次变形而产生疲劳，终出现裂纹。
 ZS-1041烟气防腐涂料的线膨胀系数为16-23×10-6/℃，与烟道用的基材线膨胀系数处于同一数量级，两者相差不大，因该涂层为薄涂即可，导热速度较快，能很快与基材达成温度平衡，在遇到急冷急热状况时形变几乎与基材保持一致，不易产生温差应力造成漆膜的损坏。
耐磨性：
 烟气流速一般在5m/s以上，因烟气中会含有烟尘，在高速下烟尘对防腐蚀涂层的冲刷磨蚀相当严重，利用标准中的测试方法（GB/T9266-88）进行测试是非常有必要也是很科学的，但磨蚀的方式不仅有平行摩擦，还有冲击（撞击）摩擦，基于此特性，ZS-1041烟气防腐涂料在满足标准要求的前提下还追加了更为严苛的落砂耐磨试验（SY/T0315-97），测试结果证明该产品的耐磨、耐冲击性能。
耐老化性：
 烟道耐酸防腐蚀涂料在日常使用中也会出现老化、硬化、脆化等现象。对于有机类涂料耐老化指标的测试显得尤为重要，这也是保障烟道长期有效防腐蚀的必要测试。
 ZS-1041烟气防腐涂料采用的是无机-有机高温螯合树脂，有机成分含量极低，因此该涂料成膜后呈无机惰性，耐老化性能，所测指标原标准中所述的500h。
对于烟道防酸腐蚀涂料的选择除了性能指标外，还应综合考虑施工性能、维修成本等因素。
 还是以玻璃鳞片涂料举例，了防止使用过程中出现开裂并涂刷到足够的厚度，该涂料在施工时一般采用加衬布的方式来进行，大多是底中面三种涂料，采用“三油两布”的方式进行涂刷，工艺较为复杂，工期长，当涂层出现局部损坏时，需要将所有相连的涂层进行铲除（衬布的影响），维修难度大、费用高。
 ZS-1041烟气防腐涂料适合于各温度段的烟道防腐，在进行烟囱防腐工程时不需按工况、部位来购买多种产品增加预算、物料管理、施工管理的难度。同时该涂料可刷涂、辊涂、无气喷涂，具有较高固体分，厚涂性，无需采用加衬布等辅助材料和工艺，施工简便工期较短。当涂层出现缺陷或在后期应用中出现弊病时，仅需要进行局部刷涂修补即可，大大降低了维修成本和缩短维修工期。
综述：
ZS-1041的特性使之更为适合烟道、烟囱的防腐，相信不远的将来ZS-1041会是继玻璃鳞片胶泥之后又一个烟道、烟囱防腐材料的别称。