发电厂烟囱涂料防腐的检测评价方法分析

发电厂烟囱涂料防腐的检测评价方法分析

梅玉琴

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 广东潮州 515700

摘要：随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，发电厂作为能源供应的重要保障，其建设与运行质量直接关系到国民经济的发展和人民生活的品质。而烟囱作为发电厂的排放设备之一，不仅仅承担着废气排放的功能，更直接关系到环境保护和安全生产。然而，由于烟囱在高温、高湿、腐蚀性气体等恶劣环境下工作，容易受到腐蚀的侵袭，给设备的使用寿命和安全性带来威胁，因此本文将对发电厂烟囱涂料防腐的检测评价方法进行深入研究分析。

关键词：发电厂；烟囱涂料；防腐检测；评价方法

在发电厂烟囱涂层实施喷涂的过程中，各个防腐涂层的涂料需要实时控制，本文以广东大唐国际潮州发电有限公司2×630 MW机组脱硫烟囱内衬用耐酸砖为实验基体，首先利用水枪将其表面的浮灰清理干净，砖体浸湿后，在室温下，首先将还原剂采用喷涂的方式按照0.25 kg/m2涂覆于基体表面形成还原剂层。12小时后，将补强剂采用喷涂的方式按照0.2 kg/m2涂覆于还原剂固化层表面，进一步促进其对基体的渗透形成补强剂层；在12小时后，再将纳米渗透树脂底漆采用喷涂方式在1小时内将底漆按照0.7 kg/m2喷涂于补强剂层的表面。静置3 ~ 5小时后，将纳米渗透树脂面漆采用喷涂方式在1小时内将面漆按照1.2 kg/m2喷涂于底漆的表面，实干后即可获得防腐层，并对其性能进行检测。

一、发电厂烟囱涂料防腐材料的制备

本实施例制备一种用于脱硫烟囱内衬防腐高湿带水环境下施工的纳米渗透树脂涂层，具体的过程如下：

（一）固化剂曼尼希碱的合成

在室温条件下，往带有回流冷凝器和搅拌器的反应釜中加入壬基酚和二乙烯三胺，加热使其溶解，然后加入37%甲醛溶液，二乙烯三胺、壬基酚和甲醛的摩尔比为2 : 1 : 1，加热至100℃，回流反应3h，减压蒸馏去除水分，即得壬基酚改性曼尼希碱。壬基酚改性曼尼希碱的黏度（25℃）为1110 mPa·s，胺值为320 mg KOH/g[1]。

（二）还原剂的制备

还原剂由有机硅改性丙烯酸树脂、溶剂和固化剂组成，其中溶剂为C9混合溶剂，固化剂为壬基酚改性曼尼希碱，有机硅改性丙烯酸树脂和固化剂的质量比为4 : 1。

（三）补强剂的制备

补强剂由复配树脂、溶剂和固化剂组成，其中复配树脂由有机硅改性环氧树脂和有机硅改性丙烯酸树脂混合而成，溶剂为液态石蜡，固化剂为壬基酚改性曼尼希碱，复配树脂与固化剂的质量比为6 : 1。

（四）纳米渗透树脂底漆的制备

纳米渗透树脂底漆为双组分涂料，其中甲组分由有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂、助剂A（壬基酚聚氧乙烯醚OP-10、BYK-111，BYK-055及正丁醇按照质量比1 : 1 : 1 : 2复配混合得到）按照质量比100 : 15 : 5混合复配而成；乙组分成分由壬基酚改性曼尼希碱、助剂B{聚基丙烯酸钠、混合溶剂[正丁醇和N-甲基-2 -吡咯烷酮（v : v = 1 : 1）]按照质量比1 : 5混合得到}按照质量比1 : 0.1混合复配而成。在室温条件下，将甲、乙组分按质量比 10 : 1配料并于室温混合搅拌均匀，得到纳米渗透树脂底漆。

（五）纳米渗透树脂面漆的制备

纳米渗透树脂面漆为双组分涂料，室温条件下，其中甲组分成分由有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂、纳米白炭黑（粒径为10 ~ 30 nm）、助剂C（KH-550、壬基酚聚氧乙烯醚OP-9、BYK-111、BYK055和正丁醇质量比为2 : 1 : 1 : 1 : 2）按照质量比为100 : 15 : 20 : 10混合复配而成。壬基酚改性曼尼希碱、助剂D{有机硅防水剂、混合溶剂[正丁醇和乙醇（v : v = 1 : 1）]按照质量比1 : 6混合得到}按照质量比为1:0.3混合复配形成乙组分。在室温条件下，将甲、乙组分按质量比10 : 1配料并于室温混合搅拌均匀，得到纳米渗透树脂面漆。

二、发电厂烟囱涂料防腐的检测评价方法

（一）附着力检测

发电厂烟囱作为重要的工业设备，在使用过程中需要进行防腐处理以延长其使用寿命并保证安全。针对发电厂烟囱涂料防腐的附着力检测，主要通过一些行业标准和方法来进行评价，常用的检测标准包括ASTM D3359、ASTM D4541、ASTM D6677、ISO 2409、ISO 4624、GB/T 1720、GB/T 5210和GB/T 9286等，而检测方法则主要包括划痕法和拉开法[2]。其中，ASTM D3359主要用于评价覆盖在金属表面的涂层的附着力；ASTM D4541标准主要用于测定涂层与金属基材之间的附着力，适用于各种厚度的涂层；ASTM D6677用于评定外部涂层的附着性能，对于烟囱这样的工业设备也有一定的适用性。针对发电厂烟囱这样的重要设备，由于其属于重防腐体系，通常需要采用多层配套施工的厚涂层（厚度大于500μm），这种情况下，对涂层的附着力检测就显得尤为重要。在实际检测过程中，由于涂层厚度较大，使用划痕法可能会面临一定的困难，因为要划透这么厚的涂层是一项挑战。在发电厂烟囱涂料防腐的附着力检测中，应该根据具体情况选择合适的测试方法和标准，并且要充分考虑到烟囱所处环境的特殊性和要求，只有通过科学严谨的附着力检测评价，才能有效保障烟囱的使用安全和防腐效果。

（二）耐磨性检测

发电厂烟囱作为重要的工业设施，在长期运行中需要经受各种外界环境因素的影响，其中涂层的防腐性和耐磨性是其保护和延长使用寿命的关键。针对烟囱涂料防腐的耐磨性检测，其检测标准主要包括ASTM D4060、ASTM D968、ISO 7784-1、ISO 7784-2、GB/T 1768、GB/T 23988、GB/T 18301、GB/T 12988和GB/T 1770等，其检测方法主要涉及标准模具法和标准落砂磨损法[3]。这两种方法能够对涂层的耐磨性能进行准确评价，但考虑到烟囱在运行过程中主要受固体颗粒烟气的冲刷磨损，采用落砂磨损法更贴近实际运行环境。从ASTM D4060到GB/T 1770等所涵盖的各种标准测试方法的比较分析可以得出，在涂层防腐的耐磨性检测中，选择恰当的方法对研究和实际应用至关重要。对于发电厂烟囱涂料而言，要详细了解不同测试方法的特点和适用范围，以便有效评估其耐磨性能。针对烟囱这样特殊的工业设施，采用落砂磨损法进行耐磨性评价更符合实际运行环境。烟囱在发电过程中受到的主要磨损是来自固体颗粒烟气的冲刷，而落砂磨损法正是模拟了这种特殊环境下的磨损情况，在实验中模拟烟囱受到颗粒物撞击和磨损的过程，更真实地评估其涂层的耐磨性能，为提高烟囱的使用寿命和减少维护成本提供有效参考。

（三）韧性检测

电厂烟囱作为重要的工业设备，承担着排放废气和排烟的重要功能。为了保护烟囱不受腐蚀和损坏，常常需要在其表面涂覆防腐涂料。然而，烟囱在运行过程中会受到振动、形变以及外部物体的冲击等多种力的作用，这就要求烟囱涂层具有一定的韧性，能够抵御这些外部力的影响。因此，对电厂烟囱涂料的防腐韧性进行检测是非常必要的。在防腐涂料韧性的检测标准中，常用的方法包括ASTM D522、ASTM D2136、ASTM D1709、ASTM D4145、ASTM G13、ASTM G14、ASTM D6905等，这些标准主要涉及测量涂层的弯曲韧性和抗冲击韧性，以评估其在不同环境条件下的耐久性和稳定性。对于烟囱这种高耸的工业设备来说，它不同于一般结构件，不会受到弯曲力的作用，在选择防腐涂料韧性的检测评价方法时，应该考虑到烟囱的特殊性，即受到的主要外部力是冲击力，冲击法被认为是更适合烟囱防腐涂料韧性检测的方法。厂烟囱经常处于高温、高湿等恶劣工作环境下，如果其表面涂层缺乏足够的韧性，容易受到外部冲击而产生破损或剥落，从而导致腐蚀加剧和安全隐患，通过冲击法对烟囱涂料的韧性进行检测和评价，可以帮助电厂及时了解涂料的耐用性和性能表现，采取相应的维护和保护措施，确保烟囱的正常运行和长期稳定性。此外，在实际的涂料防腐工程中，除了进行韧性测试外，还应结合烟囱的具体使用情况、环境条件以及涂料的工艺特点进行综合考量，只有在充分了解涂料性能和烟囱实际情况的基础上，才能选择合适的涂料和保护措施，确保烟囱的长期可靠运行和安全稳定性。

结语

发电厂烟囱涂料防腐的检测评价方法对于设备的安全运行至关重要。当前常见的检测评价方法各有优劣，需要综合考虑各种因素，并结合实际情况选择适合的方法。在今后的研究中，应不断完善和改进现有的检测评价方法，提高其科学性和可操作性，为发电厂烟囱涂料防腐工作提供更为准确和可靠的评价手段，以确保设备的安全运行和环境的保护。

参考文献

[1]祁东东.火电厂烟囱防腐涂料的制备研究[D].西安科技大学,2017.

[2]邓宇强,王志刚,曹杰玉,等.火力发电厂烟囱涂料防腐蚀工程质量检验方法[J].腐蚀与防护,2013,34(02):151-154.

[3]邓宇强,王志刚,曹杰玉,等.火电厂烟囱防腐涂料性能检测方法和评价体系研究[J].热力发电,2012,41(12):51-54.