玻璃鱗片防腐技術在空氣透平壓縮機中的應用

孫志君 劉惠峰

（山東石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城 271612）

空氣透平壓縮機是制氧機系統的關鍵性設備，當空氣被壓縮冷卻后會產生大量的冷凝水，空透各級冷卻器及管道在高溫、高濕環境下被嚴重腐蝕，每次檢修時都要將冷卻器筒體內壁和級間管道內壁厚厚的銹蝕層清除刷漆，但是漆層很快就被強大的高溫高濕氣流沖刷干凈，然后繼續在高氧分子的環境下氧化銹蝕。腐蝕層在設備運轉過程中因振動而局部脫落，被強大的氣流帶入葉輪并對葉輪產生沖擊從而容易導致聯鎖停機，嚴重影響了設備的安全穩定運行。同時，氣體冷卻器在使用過程中因特殊的工作環境造成內壁嚴重銹蝕脫落而使冷卻器壁厚尺寸逐漸減小，使壓力容器的安全使用無法得到保障，給安全生產造成巨大威脅。因此，考慮利用新型防腐材料替代原有傳環氧云鐵防銹漆統防腐模式，勢在必行。

玻璃鱗片涂料是以耐蝕樹脂為主要成膜物，以鱗片為填料，再加上引發劑、促進劑等助劑而組成防腐蝕涂料。玻璃鱗片很薄，鱗片涂料經正確施工，使得它在涂層中可與基體平等疊壓排列，像片片魚鱗，如層層盔甲，形成致密的防滲層（有人形象地稱它為迷宮式結構），據測可達數十上百層，使得腐蝕介質擴散滲透到被保護基體的途徑變得曲曲折折，大大延長了介質滲透的途徑和時間，相應提高了涂層的抗滲透性能及耐蝕壽命。涂層中大量的玻璃鱗片形成許多小區域，使涂層中的微裂紋、微氣泡相互分割，大大減慢了介質的滲透速度，使介質滲透率明顯縮小。玻璃鱗片涂層比其他材料抗介質滲透性可提高幾倍到十幾倍。玻璃鱗片的存在不僅減少了涂層與底材之間的熱膨脹系數之差，而且也明顯降低了涂層本身的硬化收縮率。玻璃鱗片涂層的硬化收縮率，只有其他材料的幾分之一到數十分之一，這不但有助于抑制涂層龜裂、剝落等的出現，而且可提高涂層的附著力與抗沖擊性能。

2014年1 月在2#空透項修時對各級冷卻器及級間管道內壁進行噴砂除銹及粗化處理后實施乙稀基玻璃鱗片膠泥防腐，即：首先要把管道內厚氧化皮除掉后，再采用噴砂除銹， 被噴表面呈均一金屬本色并有一定粗糙度，標準達Sa2，1/2級。然后在容器內壁刷2道乙稀基樹脂底漆，底漆應刷涂均勻、嚴實、無漏刷。底漆干燥后刮涂1-2道乙稀基玻璃鱗片膠泥， 刮涂鱗片膠泥時用滾桶沾稀料反復滾壓，以達密實、平整、均厚。待乙稀基玻璃鱗片膠泥固化后再刷2道乙稀基面漆，刷涂面漆時調好配比及粘稠度，確保表層無流掛、無漏刷、顏色均一，涂膜總厚度1～2mm。涂膜堅硬密實。能耐水浸漬，耐氣流沖刷，耐氧腐蝕。

施工過程中由專業技術人員進行現場監督確認，確保可靠的施工質量。同時在空透三級排氣管道接入低壓氮氣，并有閥門控制，停機后通入氮氣防止葉輪、轉子、擴壓器等金屬表面產生氧化，使空透關鍵部件使用壽命大大延長。同時避免壓力容器及壓力管道壁厚持續腐蝕損失的不安全現狀。

2014年1 月～12月對空透運行情況及各項指標進行跟蹤驗證，詳細記錄相關數據，并與以往空透運行數據進行對比驗證，主要通過設備運行過程中加強點檢、維護以及合理的管理與控制，實時掌握空透運行狀態，根據歷史運行趨勢圖以及精密點檢PMS數據采集分析等方法，每周對采集的數據進行比對分析，確保設備數據統計的真實性與可靠性。設備運行過程中結合設備操檢合一，加強各層級對設備的點檢，尤其是氣體壓力、溫度的變化，以及氣體冷卻器排污口冷凝水顏色及雜質含量變化情況等指標，對冷卻器及級間管道內壁的完好性做出準確及時的判斷。當設備連續運行達一個周期后，借停機檢修時機對空透玻璃鱗片防腐層進行檢查確認，確保防腐層可靠的附著力，同時對葉輪表面進行檢查，效果明顯好轉。確保了空透壓力容器、壓力管道的本質安全，避免出現因長期氧化銹蝕層脫落而使壁厚尺寸減小，防止爆炸等突發事故的發生。同時，因避免了冷卻器及管道內壁繼續產生銹蝕，使吸入葉輪的空氣潔凈程度提高，減少了葉輪積灰程度，延長空透連續安全運行周期，使軸承振動值長期穩定在一定的范圍內，降低故障停機率。

本次技術應用產生的經濟效益分析：

（1）延長了空透氣體冷卻器的使用壽命，單臺冷卻器價值約為70萬元，級間管道價值約為3萬元，如果按照冷卻器及級間管道使用壽命延長一倍計算，可創效益：（70萬元×3臺+3萬元）÷2=106.5萬元。

（2）改造后因空透冷卻器及級間管道內壁不再腐蝕，避免了氧化鐵銹被葉輪吸入而沾附在葉輪表面造成葉輪動平衡失效產生振動值升高，使空透轉子振動值長時間保持在一個恒定的范圍內，延長了空透的連續運行周期。按照正常檢修周期空透主機檢修約需6～7萬元。

（3）空透的穩定運行為制氧機安全穩定運行提供了有效的保障，如果因空透出現故障造成制氧機停產，而再次開機至少需要1個小時的時間，開機后至正常出氧還需要1.5小時以上，而調整氬塔至正常則需要大約1周的時間，每次停機會造成制氧機2～3小時無產量，因此每減少一次停機可減少損失：氧氣15000m3/h×2.5小時×0.5元/m3=15000元；開機電耗損失：15000制氧機裝機負荷18000kW，正常運行負荷17000kW，功率因數按照0.85計算，耗電：17000 kW×0.85×2.5小時×0.55元/kW·h=19868.75元。

綜上所述，經過理論與實踐的結合驗證，玻璃鱗片涂料防腐具有以下優點：（1）受介質、氣體、水蒸汽的滲入遠小于普通的玻璃鋼。不容易產生介質擴散，可有效地避免底蝕、分散、鼓泡、剝離等物理破壞。（2）硬化時收縮率小。由于玻璃鱗片分散了應力，各接觸面的。殘余應力小，熱膨脹系數也小，故粘結強度不會因熱脹而衰減，熱穩定性好。（3）耐磨性和對擦傷抵抗性較強，遇機械損傷只限于局部，擴散趨勢小。（4）修復性好。使用幾年后，破壞處只需要簡單處理，即可修復。（5）對防護面適應性強，尤其適合于復雜表面的防腐。（6）施工性好。鱗片防腐可用噴涂、滾涂、刮涂等多種方法施工。整體性好，且現場配料方便，可室溫固化及熱固化，其應用技術的研究可以進一步推廣與研究。

[1]鞍鋼氧氣廠生產組.技術革新簡訊廢板式換熱器在空氣透平壓縮機中的應用[J].深冷技術，1972（01）.