分析火電廠鋼結構腐蝕與防護措施

＊宋紀雙 曹菊林 張更 計巧珍 吳妍

（安徽新力電業科技咨詢有限責任公司 安徽 230022）

在火力發電廠中常常用到鋼結構或鋼構件，但不同部位的鋼結構會受到不同的腐蝕，因此就會造成鋼結構質量下降的情況，而且就目前火電廠的鋼結構來看，大多缺乏科學有效的防護措施，進而降低鋼結構的使用壽命，增加火電廠的施工成本。在鋼結構進行腐蝕防護時，首先要考慮鋼結構的整體設計情況及各個重要環節，保證鋼結構的耐久性及使用性能夠得到有效維護。但目前鋼結構的腐蝕防護工作重視程度較低，影響了火電廠的整體安全性能。

1.火電廠鋼結構腐蝕的危害

鋼結構腐蝕屬于不均勻破壞的一種，如果鋼結構表面一旦出現腐蝕的情況，那么其會向鋼結構的內部進行侵蝕，從而導致應力出現集中的情況，應力集中則會進一步加速腐蝕，在這種連鎖反應的影響下，會導致鋼材抗冷脆性能不斷下降，進而影響鋼材的整體質量，而承重鋼材會在沒有征兆的情況下出現脆性斷裂，進而導致建筑物出現坍塌，影響人們生命安全[1]。鋼結構在長期的腐蝕下會導致鋼材出現脆性斷裂，進而影響整體建筑強度，帶來嚴重的安全隱患。而目前火電廠對鋼結構腐蝕情況的重視程度較低，使得部分設備的使用壽命較短，甚至會出現經常維修的情況，造成成本投入較大，而設備應用效果較差的情況。而且火電廠鋼結構腐蝕造成的安全事故會影響火電廠的平穩運行。

2.鋼結構腐蝕因素分析

(1)環境條件差

火電廠地下室的鋼結構由于所處環境較為惡劣，而且地下室容易出現積水的情況，這些積水會嚴重腐蝕鋼結構，進而使得其柱腳處出現嚴重腐蝕的情況。尤其是對于輸煤系統而言，在運行過程中需要用到大量的水，進而造成整體環境濕度較大影響防腐涂料的使用壽命，造成防火涂料脫落的情況，而鋼結構在這種情況下也會受到嚴重腐蝕。而位于一些沿海地區的電廠，由于長期受到海風的侵蝕，那么則會很容易導致防腐涂料出現粉化、脫落的情況[2]。

(2)設計不合理

根據火電廠腐蝕問題調查因素以及鋼結構的施工圖紙及安裝說明書發現，鋼結構材料一般會在出廠時涂抹環氧類防腐涂料，同時會加涂兩道底漆、兩道面漆，而室外鋼結構涂層厚度為150μm，室內為125μm。這就說明在選擇防腐涂料時，沒有根據腐蝕的環境選擇科學合理的涂料，而且也沒有合理設計相關涂層的干膜厚度及使用壽命；而對于室內外環境而言，也沒有具體區分環氧類防腐涂料與聚氨酯類面漆；在長效防腐過程中，也沒有將無機富鋅底漆作為優選。

如果工業園室外環境較差，那么環氧類的防腐涂料則不能起到較強的效果，而且很容易出現粉化的情況。據調查得知，目前工業園的火電廠大多數涂層厚度為150μm，此種方式的防腐年限較低。而對于室外鋼制扶梯而言，主要采用花紋鋼板作為踏步，但是涂抹的防腐材料常常出現不牢固的情況，甚至會出現積水。由于部分鋼制扶梯緊靠樓體，而鋼架與樓體之間的距離較為緊密，沒有充足的空間，因此就無法對其進行有效維護，只能任其腐蝕[3]。而對于鋼結構的柱腳部位而言，則沒有綜合考慮其排水孔，如果雨水長期浸泡也會產生腐蝕的情況。如果此類管架選擇使用角鋼組合斜撐，而二者之間又存在一定的縫隙，因此無法進行有效維護，在雨水的沖刷下才會出現黃色銹跡。

(3)施工控制不良

在針對鋼結構進行涂料時，整個環節的質量控制工作不到位，而且沒有及時檢查其涂抹厚度，進而導致鋼結構在短期內出現腐蝕的情況。由于鋼結構設計和加工技術的要求在涂刷底漆以及面漆時，其整體厚度不得小于100μm，而在涂刷最后一道面漆時，則需要完成固定后涂刷。一般情況下鋼結構工廠會派去專門的監管人員來檢查防腐工作的實際情況，進而完成驗收，但在實際過程中工作人員卻忽略了涂料厚度及質量這一環節，使得整個過程缺乏監督管理。

例如，在對升壓變電站的架構進行防腐蝕作業時，通常會采用熱噴鋅的方式，這種方法在工業中的使用較低，而且勞動強度較大，尤其是針對鋼管這些表面較為圓潤的架構而言，難以有效控制熱鍍鋅的工藝方式。另外由于鋅層的整體厚度并不均勻，則會很容易出現腐蝕的情況，而目前大多數采用的仍是熱鍍鋅來起到防護作用。

3.火電廠鋼結構防護措施

（1）涂層法。目前火電廠90%以上的鋼結構都采用涂層防護法作為鋼結構的主要防腐措施，使用涂層法能夠有效隔離腐蝕環境。涂層防護法的種類繁多，其中包括普通的涂料防護以及長效涂層防護，長效涂層防護主要為噴金屬層防護，長效涂層防護法比普通涂料防護法的效果更好，能夠有效的隔離腐蝕環境。目前火電廠的室內鋼結構與室外鋼結構相比，室內鋼結構的防護更為便捷，而且成本較低，戶外鋼結構防護則需要投入大量的成本，而且整體效果也不如室內鋼結構的防腐效果強。在使用涂層法時，第一步需要去除鋼結構表面的鐵銹，只有保證鋼結構的表面光澤才能夠確保涂層的效果，因此要求較高的涂層一般會多次采用噴砂噴丸的方式除銹，待金屬除去所有的銹跡及油污露出表面光澤后，才可開展下一步施工，而現場施工除銹方式可以采用手工除銹法[4]。

比如XX公司的鋼結構及設備受到嚴重腐蝕，大大降低了鋼結構的強度。這是由于此公司的地理位置較為特殊，全年雨量充沛，而且每年面臨著6個月的強烈季風，進而會使得鋼結構附著潮濕空氣，而此類濕氣具有較強的腐蝕性。尤其是對于廠內鍋爐、管道而言，由于受到空氣對流的影響，這些設備的腐蝕往往比室內更為嚴重。因此，在應用涂層法時首先要綜合考慮周圍的環境，不同的涂層有著不同的腐蝕條件，一般涂層法主要分為底漆涂層以及面漆涂層，底漆含粉料較多，成膜后較為粗糙，但鋼結構的整體附著力較強，通過與面漆的結合能夠提高整體效果；而面漆涂層的劑量較多，在成膜后普遍較為光滑，有抗風化的特點。而不同涂料之間的相容也有待考究，在選擇材料時需要綜合考慮二者的相容性。同時也要控制涂層施工的溫度和濕度，確保溫度在5℃以上38℃以內，而濕度不得高于85%。在完成涂層后保證其4小時以內不會淋雨。涂層風干后，在室外一般在150μm，而室內為125μm。如果火電廠位于海邊或者海上，那么則需要綜合考慮其大氣的強腐蝕性，涂層要控制在200～220μm以內。

（2）熱浸鋅。熱浸鋅法就是將除銹后的鋼結構浸入到600℃的高溫鋅液中使得鋅液能夠附著在鋼結構表面，而5mm以下的薄板，鋅層厚度要控制在65μm以上，而厚板則不能低于86μm，進而起到防腐的作用[5]。使用此種方法能夠有效拉長鋼結構的年限，而其工業化程度較高，整體質量較為穩定，更利于鋼結構的防腐蝕。因此對于一些腐蝕較為嚴重或者難以維修的室外鋼結構可以選擇應用此種方法。隨著當前熱噴工藝的快速發展，熱噴涂層技術已經得到了充分的應用，當下熱噴技術已經發展到疊加噴涂也就是指先噴一層作為底層，然后再噴鋁鋅合金；又或者可以先噴新鋁合金，然后在表面噴不銹鋼。

（3）耐候鋼。耐候鋼就是指其耐腐蝕性能高于一般鋼結構，其主要由磷、鎳、肽等多種金屬因素組成，通過幾種金屬的應用，能夠使其表面形成一個保護層，進而有效增強鋼結構的耐腐蝕能力[6]。而且耐候鋼的低溫沖擊韌性高于一般鋼結構。將耐候鋼與普碳鋼相比，其在空氣中能夠具有良好的抗輻射性能；而與不銹鋼相比，其合金元素含量較低，因此耐候鋼屬于普碳鋼與不銹鋼之間的低合金鋼。耐候鋼更適用于長期暴露在大氣條件下的環境，在使用耐候鋼時可以相應地減少防腐涂料的使用，進而有效節約經濟成本，也能夠降低對環境的污染。而在腐蝕程度較低的氣候條件下，耐候鋼可以裸露使用，而在腐蝕程度較強的環境下，耐候鋼可以配合涂料進行使用。

4.鋼結構腐蝕注意事項

為了確保鋼結構的防腐耐久性，因此在直接雨淋的環境下，要盡量避免使用組合型鋼構件，同時也要防止出現腐蝕死角，也要避免鋼構件形成積水區，要加強防水處理。由于空冷平臺鋼結構上安裝風機等設備導致整體施工空間有限，進而增加了整體維修難度，這種情況一般采用熱浸鋅的方式，同時也可以配合涂抹防腐涂料，以此來延長鋼結構的使用壽命。對于升壓變站等結構而言，一般可以采用熱噴鋅的方式，其整體性能較強，但需要工人投入到較多的精力，尤其是對于鋼管表面為弧形的鋼結構而言，其整體施工難度較大，而且僅采用熱噴鋅的方式難以滿足鋼結構的防腐需求，因此需要同步增加防腐面漆涂層。如果熱鍍鋅厚度超過80μm時，則需要分為兩次進行鍍鋅，但這種情況會造成色澤不均勻的現象，因此可以采用冷噴鋅的方式。

5.結束語

綜上所述，對于火電廠而言，加強對鋼結構的腐蝕防護具有重要意義，不僅能夠提高火電廠的整體安全性能，也能夠有效保證其經濟效益。因此鋼結構腐蝕防護是應當重視的火電廠結構設計工作，通過合理選擇防腐材料、對施工工藝的分析來加強鋼結構的腐蝕性能。同時在選擇鋼結構時，也要針對火電廠的實際情況制定相應的防護計劃，確保鋼結構的防腐性能。