沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展范文

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摘要：選擇熱浸鋅技術(shù)或是傳統(tǒng)的富鋅涂料技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕要求，這也是現(xiàn)階段選擇應(yīng)用新型具有低能耗以及無(wú)污染特性的防腐蝕技術(shù)的主要原因。就沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，希望能夠?yàn)槲磥?lái)該技術(shù)的持續(xù)更新與發(fā)展提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：沿海電廠；鋼結(jié)構(gòu)；防腐蝕技術(shù)；現(xiàn)狀與發(fā)展

引言

沿海電廠由于長(zhǎng)期處于濕氣較重的大氣環(huán)境下，因此想要保證其持續(xù)運(yùn)行，具有耐腐蝕的特性是對(duì)其鋼結(jié)構(gòu)的基本要求。若沒(méi)有選擇合適的抗腐蝕技術(shù)，長(zhǎng)此以往鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會(huì)降低，更會(huì)增大斷裂以及垮塌等安全事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。從當(dāng)前各類技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，熱浸鋅技術(shù)或是傳統(tǒng)的富鋅涂料技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕要求。而隨著時(shí)代的發(fā)展變化，新型的防腐蝕技術(shù)不僅成本較低，同時(shí)具有綠色環(huán)保的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為沿海電廠的可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，這也是進(jìn)一步推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

1沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)狀分析

當(dāng)前我國(guó)沿海電廠所應(yīng)用的主體建筑結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，其不僅具有載荷大以及強(qiáng)度高等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，且制造成本較低，這也是鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用的主要原因。以發(fā)電廠為例，低碳鋼或低合金鋼是該類廠房主體鋼結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的主要材料，但需要注意的是，這類材料由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因，無(wú)論是耐化學(xué)性還是耐腐蝕的性能都較差[1]。近年來(lái)，飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)條件為工業(yè)注入了新的發(fā)展活力，但同時(shí)也使得工業(yè)排出的廢棄物大量增加，無(wú)論是二氧化硫還是二氧化碳，這些酸性氧化物在空氣中含量的逐漸上升均使得室外的鋼結(jié)構(gòu)腐蝕速度相較以往有了明顯提升，加速了沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕進(jìn)度。

2沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)的深入研究與應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

2.1涂料涂層防護(hù)技術(shù)

應(yīng)用于沿海環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)選擇的涂料多數(shù)具有防腐效果，其中富鋅涂料是最為常見(jiàn)的傳統(tǒng)防腐涂料類型，但從當(dāng)下的涂料應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，隨著環(huán)境的惡化與對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用質(zhì)量的要求，該類型的涂料已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。通過(guò)對(duì)該種類型的涂料進(jìn)行分析后，提出了與之相對(duì)應(yīng)的改良方案，這也是聚脲彈性體涂料逐漸應(yīng)用在沿海電廠鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)環(huán)節(jié)的主要原因。通過(guò)利用石墨烯代替部分傳統(tǒng)環(huán)氧富鋅涂料中鋅粉的方式，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該種被改良過(guò)的涂料的抗鹽霧腐蝕時(shí)間在2500h以上，相較傳統(tǒng)抗鹽霧腐蝕時(shí)間600h的涂料在性能方面有了十分明顯的提升[2]。聚脲彈性體涂層在應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)出了極佳的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具有性能穩(wěn)定以及施工環(huán)境要求低等特點(diǎn)，且由于其中不摻雜揮發(fā)性溶劑，因此對(duì)環(huán)境并不會(huì)產(chǎn)生較大的污染，具有可持續(xù)應(yīng)用的良好市場(chǎng)前景。

2.2熱鍍鋅與合金防護(hù)技術(shù)

熱鍍鋅技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將鑄鐵、鋼以及不銹鋼等由金屬構(gòu)成的部件浸入到鋅液中，這樣就能夠在這些部件的表面形成一層較厚的抗腐蝕鋅層。該種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用至鋼結(jié)構(gòu)后，能夠讓鋼結(jié)構(gòu)的單次使用時(shí)間超過(guò)40年，并且在結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中不需要采取任何維護(hù)手段，這也是在近些年熱鍍鋅技術(shù)成為鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕領(lǐng)域中熱門內(nèi)容的主要原因。21世紀(jì)我國(guó)的熱鍍鋅技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，由于傳統(tǒng)熱鍍鋅技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染較大，因此我國(guó)淘汰了諸多傳統(tǒng)設(shè)備，并為熱鍍鋅工廠制定了相對(duì)應(yīng)的制度，從而促使我國(guó)大多數(shù)的熱鍍鋅廠逐漸向著大型化與專業(yè)化的轉(zhuǎn)型方向而努力[3]。

2.3熱噴涂防護(hù)技術(shù)

這種技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是強(qiáng)化金屬表面，為金屬而形成的一層防護(hù)涂層組織結(jié)構(gòu)十分特殊，具有極佳的抗腐蝕特性。在日常應(yīng)用中作為常見(jiàn)的熱噴涂防護(hù)技術(shù)，包括鋅涂層、鋁涂層以及鋅鋁涂層等，在應(yīng)用層面具有陰極保護(hù)以及物理隔離等效果，該技術(shù)也是現(xiàn)階段相較其他防護(hù)技術(shù)突顯應(yīng)用優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)的技術(shù)類型。該種技術(shù)最早由1910年的瑞士人發(fā)明，在1953年美國(guó)首次試驗(yàn)了該種技術(shù)在沿海地區(qū)的應(yīng)用效果，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該種技術(shù)具有極佳的抗腐蝕應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，直至現(xiàn)在許多國(guó)家都將此種技術(shù)確認(rèn)為能夠在復(fù)雜環(huán)境下保持抗腐蝕應(yīng)用效果的涂層技術(shù)[4]。20世紀(jì)50年代，我國(guó)將此種技術(shù)應(yīng)用在了輸電線鐵路鐵塔上，時(shí)至今日仍未發(fā)現(xiàn)有較為明顯的腐蝕現(xiàn)象，涂層也沒(méi)有脫落痕跡。

2.4陰極保護(hù)

該種技術(shù)多應(yīng)用于沿海環(huán)境中，對(duì)于沿海環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕技術(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用材料主要有鋁陽(yáng)極、鋅陽(yáng)極以及鎂陽(yáng)極。三種材料各有不同的應(yīng)用特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在對(duì)鋼的驅(qū)動(dòng)電壓的大小。鎂陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電壓較大，這也是其經(jīng)常應(yīng)用于土壤中的主要原因；鋅陽(yáng)極的驅(qū)動(dòng)電壓相較鎂陽(yáng)極要小一些，但優(yōu)勢(shì)是電流的效率要高一些，無(wú)論是水中還是土壤中，均可以應(yīng)用此種方式；而鋁陽(yáng)極多應(yīng)用于海洋工程或是港口處，具有極佳的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[5]。對(duì)于我國(guó)的大部分基層變電站來(lái)說(shuō)，所應(yīng)用的接地線布局均為傳統(tǒng)的銅接地網(wǎng)，而需要注意的是，在沿海地區(qū)，由于環(huán)境的特殊性使得土壤的電阻率要低一些，因此采用這種方法需要耗費(fèi)較高的成本。對(duì)于這種情況，此時(shí)應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)有較高的性價(jià)比此時(shí)應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)有較高的性價(jià)比，且能夠凸顯其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.5抗腐蝕性材料

最早的具有抗腐蝕性的鋼材發(fā)明于20世紀(jì)初的歐美國(guó)家，不僅具有抗腐蝕性能好的優(yōu)勢(shì)，且能夠滿足各類建筑對(duì)于其強(qiáng)度與韌性的應(yīng)用需求。當(dāng)前所應(yīng)用的抗腐蝕性鋼簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在其中摻雜適當(dāng)比例的金屬，由于成本較低且應(yīng)用效果較好等優(yōu)勢(shì)，美國(guó)與日本已經(jīng)大規(guī)模將此類型鋼材應(yīng)用于大型的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施中。我國(guó)雖然在此類型鋼材的研制環(huán)節(jié)起步較晚，發(fā)展速度卻是各國(guó)中最快的。我國(guó)在成功研制出強(qiáng)度在500MPa以上的抗腐蝕鋼材后，制定了統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)在后續(xù)對(duì)該類型鋼材在沿海地區(qū)電廠的應(yīng)用跟蹤調(diào)查情況來(lái)看，應(yīng)用效果相較普通類型的鋼材要好的多應(yīng)用效果相較普通類型的鋼材要好的多無(wú)論是抗腐蝕性還是韌性都具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，這也是現(xiàn)階段各個(gè)沿海地區(qū)電廠開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用此類型鋼結(jié)構(gòu)的主要原因。時(shí)至今日，在廈門以及舟山等沿海地區(qū)應(yīng)用此類型鋼材的發(fā)電廠，均處于較好的運(yùn)行狀態(tài)。

3結(jié)語(yǔ)

相較傳統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)，新式的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕工藝，以及不斷發(fā)展的新式材料，表現(xiàn)出了極佳的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)不僅具有維護(hù)成本低以及耐腐蝕性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，更為重要的是其在保護(hù)環(huán)境以及節(jié)約資源方面凸顯出了其極佳的應(yīng)用效果，為我國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者：田冰 單位：中核檢修有限公司福清分公司