煙囪耐高溫防腐涂料現(xiàn)狀分析與ZS-1041使用分析
志盛威華 周工
煙囪煙道是電力、熱力、燃氣等行業(yè)不可少的建筑，為達到長期運行，其結(jié)構(gòu)的耐久性就占有相當(dāng)重要的地位，無論磚混結(jié)構(gòu)還是鋼結(jié)構(gòu)大多采用耐高溫內(nèi)襯+耐防腐層，國內(nèi)采用多的是玻璃鱗片膠泥防腐，玻璃鱗片材料固話后呈脆性，耐溫特性和耐溫沖擊特性較差，極易造成鱗片襯里在高溫和高低溫?zé)釠_擊下，發(fā)生開裂、脫層現(xiàn)場，通過本文介紹國內(nèi)煙囪煙道防腐方案介紹和對比，以及ZS-1041如何解決高溫下煙氣腐蝕問題。
一、國內(nèi)煙囪、煙道防腐現(xiàn)狀分析
煙道防腐，煙囪防腐，如果是僅僅濕熱酸腐蝕的話，這個在國內(nèi)已經(jīng)得到很好的解決了，經(jīng)歷了2000至今的發(fā)展，目前基本以玻璃鱗片膠泥方案為主，當(dāng)然也存在KPI、磚板內(nèi)襯等方案，但在中低溫以及一般的高溫時，玻璃鱗片膠泥的方案已經(jīng)被大家所認同，盡管不一定是完美的解決方案，但從性價比，使用壽命等各方面綜合來看，玻璃鱗片膠泥內(nèi)襯的方案確實是好的選擇。
國內(nèi)做防腐的工程公司正在越來越多得遇到一些更加棘手的問題：電廠原煙道、煙囪、鍋爐原煙道、煙囪高溫防腐，特別是特高溫，瞬間高溫達200度以上，長期溫度也接近180度，并且基材有鋼質(zhì)的，也有混泥土基材的，在實際運行過程中，會時常出現(xiàn)溫度時高時低，運行環(huán)境的溫度驟變很厲害。
目前國內(nèi)做這一行的工程公司很多，材料商也很多，提出來的方案五花八門，但是真正經(jīng)歷了五年以上的實際環(huán)境運行的成功案例，幾乎沒有。下面就目前國內(nèi)防腐行業(yè)在高溫?zé)焽璺栏I(lǐng)域所提出來的方案一一分析其優(yōu)缺點，供所參考。
二、防腐方案介紹和分析
特高溫?zé)煹罒焽璧姆栏桨?，目前主流的有：乙烯基酯樹脂?/span>VER）玻璃鱗片膠泥、VER膠泥玻璃鋼復(fù)合、VER膠泥勾縫磚板內(nèi)襯（賓高德?；u、耐酸磚、耐酸陶瓷等）、耐酸KPI膠泥、KPI膠泥勾縫磚板內(nèi)襯、OM涂料、鈦合金哈氏合金等等合金方案。
特高溫?zé)煹罒焽璧姆栏桨冈O(shè)計，關(guān)鍵考慮點：防腐、抗?jié)B、防脫落。防腐由材料本身材質(zhì)的耐酸性，尤其是高溫下的耐酸性決定的；抗?jié)B主要由防腐涂層的厚度，有機/無機成份的固化物的致密性決定的；防脫落主要是由施工質(zhì)量、基材的處理好壞、防腐材料本身的耐溫驟變性能高低以及防腐涂層的耐應(yīng)力變化優(yōu)劣決定的。
三、腐蝕工況分析
煙氣溫度一般在70℃--500℃左右,部分工況煙氣溫度會達到1000℃，煙氣流速一般都在5米/秒以上，粉塵顆粒物粒徑大小在0.3毫米以上，粉塵濃度在10%以上，相對濕度為3-10%,含有灰分及各種腐蝕性成分,如SO2、HCl、NO2及鹽霧等，甚至有的煙氣中含有HF強腐蝕氣體存在，有酸堿腐蝕，低溫?zé)煔膺€會有冷凝水腐蝕，而且在脫硫過程中,又具有酸堿介質(zhì)交替的情況發(fā)生,因此設(shè)備腐蝕嚴重,防腐條件要求比較苛刻。需要重點指出煙囪本體的腐蝕主要是防腐內(nèi)襯損壞，酸液滲透到煙囪本體或者是通過牛腿滲透到煙囪本體。水平煙道和積灰平臺如沒有良好的防腐和疏水裝置，對水平煙道及煙囪積灰平臺會造成很大的腐蝕。
煙囪防腐內(nèi)襯損壞原因包括施工中漆膜厚度薄，煙囪表面不平整，形成積液，腐蝕加重；煙氣粉塵沖刷嚴重部位沒有進行加厚處理；材料的線膨脹系數(shù)過小，表面形成裂紋、龜裂等缺陷，施工中的缺陷問題需要施工方規(guī)范施工來解決，避免減小人為影響。
四、ZS-1041煙氣防腐涂料
4.1產(chǎn)品背景
近年來，在煙囪煙道腐蝕涂層研發(fā)和實踐中，志盛威華工程師通過對上百家煙囪煙道成功與失敗的防腐案例進行經(jīng)驗分析總結(jié)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，經(jīng)過廣泛學(xué)習(xí)交流，采用新技術(shù)新方法，不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，推出1041煙氣防腐涂料。
1041煙氣防腐涂料的推出，避免玻璃鱗片膠泥不耐高溫偏脆和APC抗?jié)B弱基材要求高成本貴的不足，同時綜合兩種方案的優(yōu)點。
4.2產(chǎn)品介紹及參數(shù)
涂料的成膜物質(zhì)以無機聚合物為主的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物作為成膜物質(zhì)，溶液中含硅無機聚合物作為主鏈，高溫嫁接有機聚合物改性樹脂，得到交替排列組成的多嵌段嫁接無機—有機螯合聚合物，通過PIN對樹脂改進，既能發(fā)揮有機樹脂軟段柔韌性，提高基材粘接力，同時又發(fā)揮無機聚合物耐高溫作用，從而涂料成膜性好，附著力高，涂層光滑自潔，耐溫高，成膜致密降低介質(zhì)損耗率的特點。
磚、水泥的線膨脹系數(shù)為10-14×10-6/℃，鋼鐵的線膨脹系數(shù)為12-18×10-6/℃，而玻璃鱗片類的線膨脹系數(shù)大約為1.15×10-6/℃，與基材相差了一個數(shù)量級，在溫度變化時，容易出現(xiàn)溫差應(yīng)力，導(dǎo)致涂層應(yīng)力開裂（幾油幾布的涂刷主要就是防裂），由于該材料涂層較厚，熱傳遞會因此受到一定影響，煙道內(nèi)壁溫度與涂層表面溫度會存在相對較大的差異，應(yīng)力開裂的風(fēng)險因此而加大。雖玻璃鱗片通過幾油幾布的工藝可以預(yù)防短期應(yīng)用內(nèi)的應(yīng)力開裂，但如特殊工況出現(xiàn)得較為頻繁時，涂層及防裂布會因多次變形而產(chǎn)生疲勞，終出現(xiàn)裂紋。
ZS-1041煙氣防腐涂料的線膨脹系數(shù)為16-23×10-6/℃，與煙道用的基材線膨脹系數(shù)處于同一數(shù)量級，兩者相差不大，因該涂層為薄涂即可，導(dǎo)熱速度較快，能很快與基材達成溫度平衡，在遇到急冷急熱狀況時形變幾乎與基材保持一致，不易產(chǎn)生溫差應(yīng)力造成漆膜的損壞。
一個良好的線膨脹系數(shù)，是由無機填料體現(xiàn)出來，涂料采用無機抗腐蝕耐磨材料，如納米硅微粉、碳化硅、氮化硼、石墨、超細金屬氧化物等涂料固體顏料,在高溫下形成耐磨陶瓷功能，使涂層具有高硬度，高耐磨，防蝕性，耐高溫、抗沖擊性和好的延展性。涂料并且使用無機陶瓷纖維，增加涂層內(nèi)聯(lián)交強性，進一步增強涂層的抗沖擊性。
涂層線膨脹系數(shù)與基材接近，在遇到溫變大時，形變與基材保持一致，煙氣溫度越高溫變越大，煙氣一般溫度在70-500℃，對于有脫硫裝置的煙囪，煙氣溫度一