对耐酸胶泥在脱硫烟囱防腐中失效原因初探

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1、耐酸胶泥在脱硫烟囱防腐中失效原因初探作者：邓名杰王天堂陆士平杨华 一、前言　　由于国内有关脱硫烟囱防腐蚀设计施工等规范的编制滞后，使得目前电厂脱硫烟囱的防腐蚀内衬形式多样，但因各种烟囱工艺条件及技术观点的不同，众多功能不一的防腐蚀材料正被选用后处于使用和实践过程中，其中也包括以水玻璃类为基础的耐酸胶泥。究竟哪些材料适宜用于烟囱的内衬防腐蚀材料，还需要有一个较长时间使用考验后才能判定。笔者与国内许多电厂就烟囱防腐蚀内衬形式有过技术上的交流与沟通，从中得到了大量的应用反馈，其中于2008年6月应邀到江苏南通某热电厂2×115MW

2、机组共用的脱硫烟囱进行了实地考察。本文将结合近期业主方的使用反馈意见和现场情况,探讨耐酸胶泥在烟囱中使用的技术可行性。　　二、案例说明　　南通某电厂的脱硫烟囱防腐蚀内衬是在2006年做的耐酸胶泥（也称轻质耐酸浇注料），在此后不到一年的运行时间里，业主发现烟囱外壁会渗出大片液体，同时会残留大量的白色结晶物（如图1）。　　　　　　　　（图1：烟囱外壁渗出液体）　　　　烟囱是钢筋混凝土结构,高120米,顶部直径3.3米，底部11.3米.筒壁内衬采用山东一城市材料厂生产的某不定型耐火材料厂生产的耐酸胶泥，该耐酸胶泥以轻质骨料、粉料、

3、粘合剂和添加剂组成，粘合剂主要成分为水玻璃。该耐酸胶泥亦作为烟囱隔热材料使用，烟囱不另设隔热层。轻质骨料结构孔隙率大，表面粗糙，粒径约5mm，骨料和粉料吸水率和吸湿性大，按配合比搅拌后流动性差。对运输和仓储要求比较高，生产厂家出厂时已把骨料和粉料配成混合料并用编织袋包装好运到现场，临时存放在排水措施良好、防雨防潮干燥的仓库。　　该材料具有体积密度小、凝固快、使用温度高，抗压强度随着温度和酸度的提高而提高，导热系数小、线膨胀系数小等特点，目前国内一些厂家的商品名虽然有所差别，但基本组成和特性均相近，主要成份均是轻质性水玻璃胶泥

4、。　　三、工程回顾　　在该烟囱防腐蚀工程中，内衬胶泥要求施工工艺流程较复杂：模板安装→强制式搅拌机拌料→混胶泥入槽→丁字型专用工具振捣密实→胶泥固结后拆模→割缝处境→模板拆卸。施工时要严格按配合比下料，施工时注意配料顺序，掌握搅拌时间，做好天气及环境温度变化的施工措施，不准使用机械振捣，只能使用专门制作的丁字型工具进行捣固。浇注料在捣固成型固结拆除模板后，要用2.5～3mm厚的无齿锯切割伸缩缝，尺寸为1.5×1.5m，深度约为25mm。　　从现场情况看到：使用不到两年的内衬有很多细小纹裂，在积灰平台上看到有多条5mm左右宽的

5、裂缝(如图2)，在一裂缝处取下一块胶泥块，在内衬与基面粘结层处看到有一层白色结晶物，这与烟囱外壁渗出的白色物体色泽一致。　　　　　　（图2：积灰平台处胶泥裂缝图片）四、案例解析　　把取下的耐酸胶泥样块用水冲洗洁净,放在阳光下晾晒一段时间后发现，样块表面又有一层白色结晶物析出，与在烟囟内析出的结晶物一致。这种结晶物为何会大量的透过防腐内衬层，在内衬层与烟囱混凝土内壁处及外壁上都析出这种结晶物呢？这可能与防腐蚀所采用的内衬材料结构是否致密有关。基于耐酸胶泥的结构疏松,孔隙率大，表面粗糙，其吸水率和吸湿性就很大，因此脱硫后湿烟气中

6、的酸水液会被内衬层吸收；同时基于脱硫后烟囱内壁可能出现的正压区，这样饱和湿烟气中酸水液会轻易地渗透过烟囱的密实性较差的耐酸胶泥层，甚至会渗透到烟囱的混凝土筒体，由于脱硫后的饱和湿烟气中的酸水液体腐蚀性极强，这样整个防腐蚀屏障就失效了。这种腐蚀性液体,一是可能耐腐蚀层和混凝土基础结构中的某些物质反应结合而生成结晶物；二是烟气中可能也存在一部分脱硫工艺中生成的硫化物。综合以上情况，我们认为从技术上和实际应用情况来看,耐酸胶泥应用于脱硫后的湿烟囱上可行性是值得怀疑的，至少说是要慎重考虑的。　　关于水玻璃类材料的选用,在《工业建筑防

7、腐蚀设计规范》（GB50046-2008）中已有明确规定：常温介质作用时，宜选用密实型水玻璃类材料；当介质温度高于100度时，不应选用密实型水玻璃类材料。经常有稀酸或水作用的部位，应选用密实型水玻璃类材料。这也就说明在脱硫后的烟囱运行中如果存在介质温度变化(事故和直排,或湿烟气)的情况，则不应选用水玻璃类材料，因为在实际烟囱运行中均会存在高温与低温交替共存的情况，从而导致不论是轻质型水玻璃类材料或密实型水玻璃类材料，均不能满足这种有高、低温的工况条件；其二是在脱硫后湿烟囱的实际工况中，恰恰是有大量的稀酸或水作用的腐蚀性环境，

8、根据标准是应选用密实型水玻璃类材料的（在介质温度不高于100度情况下），而不是轻质型耐酸胶泥,因为后者比前者的抗渗透性差。　　基于耐酸胶泥工艺特性，即厚浆成膜的施工工艺在凝结固化过程中应力过大会产生不规则纹裂，在吸水情况下，由于耐酸胶泥与基面膨胀系数相差过大（4.3见相关数据），在烟囱内的