WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料在日鋼高爐煤氣管道的應(yīng)用

alexwtt

摘要：本文介紹了日照鋼鐵高爐煤氣管道內(nèi)壁防腐工藝及驗(yàn)收情況，WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料的特點(diǎn)，概述國內(nèi)鋼廠高爐煤氣管道內(nèi)壁腐蝕及防腐工藝對(duì)比,以及目前國內(nèi)高爐煤氣管道內(nèi)壁的腐蝕及防護(hù)情況，通過提出不同的防腐結(jié)構(gòu)及施工工藝，為WEGF材料應(yīng)用于高爐煤氣管道內(nèi)壁防腐蝕提供更多選擇。
關(guān)鍵詞：日照鋼鐵、WEGF 噴涂料、煤氣管道內(nèi)防腐
1 前言
近幾年，在大型高爐上高爐煤氣干法袋式除塵技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)濕法除塵相比，干法袋式除塵具有節(jié)水、節(jié)電且投資少等優(yōu)點(diǎn)，但經(jīng)干法除塵的高爐煤氣對(duì)管道內(nèi)部的腐蝕嚴(yán)重，干法除塵時(shí)噴淋塔前管道冷凝水的腐蝕速率比濕法除塵的腐蝕速率高兩個(gè)數(shù)量級(jí)（大約是50倍），因此普通的防腐形式（如環(huán)氧煤瀝青等）已起不到根本作用，需要針對(duì)使用介質(zhì)特點(diǎn)和腐蝕原因分析尋找一種可靠、長效的重防腐材料。
日照鋼鐵集團(tuán)高爐區(qū)域煤氣管道以前腐蝕嚴(yán)重，通過和多年試驗(yàn)、選擇，采用上海富晨化工有限公司和河南防腐企業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)的WEGF乙烯基特種涂料，高壓無氣噴涂工藝。
高爐區(qū)域煤氣主管道及支管（含TRT出口管道）進(jìn)行內(nèi)防腐施工。
2 高爐煤氣管道內(nèi)壁腐蝕特點(diǎn)及防護(hù)材料比較
2.1 高爐煤氣內(nèi)壁腐蝕特點(diǎn)
高爐煤氣管道發(fā)生腐蝕的部位主要是管道和設(shè)備的底部，波紋管下部的波峰上，而且腐蝕均由內(nèi)部發(fā)展到外部的點(diǎn)腐蝕。由于濕法除塵可以通過文氏管或洗滌塔將煤氣中的腐蝕性成分（如SO2、SO3、Cl2、H2S等）通過溶解或反應(yīng)去除，而干法除塵的腐蝕性成分只能隨煤氣的流動(dòng)進(jìn)入下道工序，并可以伴隨著煤氣的降溫、水分的析出而進(jìn)入冷凝水，形成高腐蝕性的酸，大量的留存著的煤氣冷凝水在局部有時(shí)能達(dá)到煤氣管道的四分之一高度。對(duì)于高爐煤氣冷凝水的化學(xué)分析結(jié)果見表1（取自某鋼廠煤氣管道后半段軋鋼區(qū)）。

表1 高爐煤氣管系中冷凝水成分

項(xiàng)目	總含鹽量/(mg·l-1)	電導(dǎo)率/(us·cm-1)	總硬度/(mg·L-1)	Cl- /( mg·L -1)	PH值	SO42- /( mg·L -1)
結(jié)果	7 623	7 864	3 265	6 548	2.23	11.0

從表1的分析結(jié)果可以看出，冷凝水的總含鹽量很高，PH值為2~3，其中Cl-的含量高達(dá)6 548mg/L。而一般的高爐煤氣冷凝水PH值為6~7，接近中性，Cl-的含量約為361mg/L。
2.2 高爐煤氣管道內(nèi)壁采用的防腐蝕材料選擇
早在2007年，某研究總院就對(duì)從眾多耐腐蝕材料中篩選出來的四種材料進(jìn)行了試驗(yàn)：
    ①乙烯基樹脂玻璃鱗片膠泥；
②改性厚漿環(huán)氧防腐涂料(以下簡稱“環(huán)氧涂料”)；
③聚脲涂料（青島有限公司）；
④環(huán)氧鱗片膠泥（廣州某有限公司）。
試驗(yàn)結(jié)果如表2。其中浸泡溶液為Cl-為208g/L，SO42-為0.2g/L,PH=1。

表2 腐蝕試驗(yàn)結(jié)果

涂層體系	試驗(yàn)條件
	常壓浸泡(一)60℃，360h	常壓浸泡(二)60℃/360h+102℃(沸騰)/408h	高溫高壓浸泡180℃， 飽和蒸汽壓 24h，120h	高壓釜浸泡60℃/360h+102℃(沸騰)/408h+102℃(飽和蒸汽壓)/12h
VEGF膠泥	涂層完好	涂層完好	24h,120h試樣表面均紅褐色，有白色和褐色斑點(diǎn)，為外來物附著。涂層本身完好，無起泡，無裂紋，無破損脫落。	涂層完好
環(huán)氧涂料	涂層完好	涂層完好	24h試樣表面稍有變色，涂層鼓泡，冷卻后鼓泡縮小，局部破裂脫落。120h試樣表面紅褐色，涂層已鼓泡，粉化，破裂脫落。	涂層完好
環(huán)氧膠泥	涂層完好	涂層完好	24h試樣表面紅褐色，涂層在兩次涂裝層間裂開，未脫落，未起泡。120h試樣表面紅褐色，在兩次涂裝層間裂開，局部脫落，未起泡。	涂層表面有多條縱向裂紋，無起泡，無脫落
聚脲	涂層完好	表面灰褐色,涂層起泡、溶解,部分脫落	24h試樣表面灰褐色，涂層起泡，溶解，大部分已脫落。
總結(jié)	高、低溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，涂層耐蝕順序?yàn)椋篤EGF膠泥、環(huán)氧膠泥、環(huán)氧涂料、聚脲； 其中VEGF膠泥性能最佳。

3 WEGF特種噴涂料特點(diǎn)及應(yīng)用介紹
3.1  WEGF特種噴涂料的特點(diǎn)
WEGF 特種噴涂料，是上海富晨化工在VEGF 材料的基礎(chǔ)上，聯(lián)合山東日照鋼廠、河南省防腐企業(yè)集團(tuán)，反復(fù)研究、調(diào)整配方、試驗(yàn)，研發(fā)的VEGF改進(jìn)版，效果更突出。
針對(duì)高爐煤氣管道內(nèi)壁防腐的WEGF材料具有以下特點(diǎn)：
⑴ 耐腐蝕性能好。采用耐高溫（150℃）、耐含氯等化學(xué)介質(zhì)的酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂。
⑵ 較低的滲透率。WEGF涂層的抗水蒸汽滲透率比普通環(huán)氧樹脂涂料高6-15倍。特別是在有壓力情況下，抗?jié)B效果能起到更大的作用。
⑶ 涂層具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度、附著力和抗沖擊強(qiáng)度，涂層不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離。
⑷ 耐溫（熱沖擊）性能較好。WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料涂層的線膨脹約為11.5×10-6m/ m·℃,鋼鐵的線膨脹系數(shù)為12.0×10-6 m/ m·℃，兩者之間比較相近。
⑸ 耐磨性好。WEGF 噴涂料涂層在固化后的硬度較高，且有韌性。
⑹ 工藝性較好。具有當(dāng)場(chǎng)配制和室溫下固化的特點(diǎn)，解決低溫氣候的固化問題和施工間隔時(shí)間的問題；另具有修補(bǔ)性好的特點(diǎn)，在WEGF材料涂層使用幾年后，若出現(xiàn)遭損壞的情況，只需在該處作簡單的處理即可進(jìn)行修復(fù)，并可繼續(xù)使用而不影響使用性能。
3.2 WEGF復(fù)合材料涂層成型工藝
大面積、平整面，厚度1.5mm

	富晨WEGF高溫乙烯基鱗片特種噴涂料      封閉面涂	1道
	富晨WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料	3道
	富晨WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料    專用底涂	1～2道
	表面基層處理（噴砂sa3級(jí)）

全部焊縫、三通、人孔、不平整局部、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角，厚度2.5

	富晨WEGF高溫乙烯基鱗片特種噴涂料封閉面涂	1層
	富晨WEGF高溫乙烯基樹脂玻璃鋼（氈300g/m2）	1層
	富晨WEGF高溫乙烯基鱗片特種噴涂料	3層
	富晨WEGF高溫乙烯基鱗片特種噴涂料專用底涂	1～2層
	表面基層處理（噴砂sa3級(jí)）

4、 WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料的實(shí)際應(yīng)用
     日鋼煤氣管道一直存在腐蝕嚴(yán)重現(xiàn)象，自建廠以來，高爐區(qū)域煤氣主管道已經(jīng)完成了一次全面更換改造，其煤氣管網(wǎng)有效使用壽命僅3-8年。但2012年新投運(yùn)的煤氣管道在運(yùn)行2年半后，再次出現(xiàn)大面積腐蝕泄露現(xiàn)象，經(jīng)停運(yùn)管道后內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，管網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)焊縫普遍腐蝕、管材點(diǎn)蝕穿孔現(xiàn)象。為延緩高爐區(qū)域煤氣管道使用壽命，減少頻繁更換造成的損失，原動(dòng)力廠（公用設(shè)施處）會(huì)同公司各部室申請(qǐng)實(shí)施了煤氣管道內(nèi)防腐改造項(xiàng)目，借高爐檢修時(shí)間，對(duì)主煤氣管道進(jìn)行內(nèi)防腐改造。項(xiàng)目自2011年開始進(jìn)行小范圍（2#TRT區(qū)域管道）實(shí)驗(yàn)取得成功后，2014年6月份開始，分別對(duì)3#4#高爐區(qū)域、7#8#高爐區(qū)域、9#10#高爐區(qū)域、13#14#高爐區(qū)域煤氣主管道進(jìn)行了內(nèi)防腐改造。現(xiàn)已經(jīng)運(yùn)行近1年。2015年5月26日-27日，公用設(shè)施處擇機(jī)將9#10#高爐區(qū)域煤氣主管道中的4#放散塔區(qū)域DN2800管道停運(yùn)置換，邀請(qǐng)公司審計(jì)處、設(shè)備處、技術(shù)中心等部門共同進(jìn)行了內(nèi)防腐運(yùn)行效果的實(shí)地檢查。
檢查效果如下：2015年4#放散塔區(qū)域DN2800管道內(nèi)部防腐涂層檢查照片
管道兩側(cè)部位涂層良好，無脫落、開裂現(xiàn)象。 下圖為工人清理附在管道內(nèi)壁防腐層上的腐蝕物及雜質(zhì)（烘干水分后），經(jīng)過分析，為氟離子24.76mg / Kg、氯離子10.93g / Kg、鐵離子576g / Kg、硫離子32.6g / Kg、還有其他成分未測(cè)。
  

管道底部涂層照片，涂層完好，無開裂、脫落現(xiàn)象。管道外壁也未見腐蝕穿孔滴水現(xiàn)象。
  

二、前期未內(nèi)防腐改造時(shí)4#放散塔區(qū)域DN2800主煤氣管道檢查照片

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以前普通防腐后，管道內(nèi)部焊縫大多數(shù)已經(jīng)脫落，且焊縫腐蝕深度最大在5mm左右，重至透孔。
  
  
管道內(nèi)部母材除點(diǎn)狀腐蝕外還出現(xiàn)條形腐蝕狀態(tài)，且腐蝕深度在1-3mm左右，局部還要深。




5 結(jié)語

通過試驗(yàn)，再驗(yàn)收下過，對(duì)比小試、中試，得出了WEGF高溫型乙烯基鱗片特種噴涂料在日照鋼鐵集團(tuán)的高爐煤氣管道內(nèi)壁防腐工程上，是可靠、有效的?？紤]到作業(yè)面窄、作業(yè)量大、對(duì)鋼廠的施工周期短特點(diǎn)，及對(duì)涂層性能的高要求，河南省防腐企業(yè)集團(tuán)的施工技術(shù)工藝和WEGF 高溫乙烯基特種涂料材料結(jié)構(gòu)完全能滿足日鋼煤氣管網(wǎng)的腐蝕工況，預(yù)計(jì)防護(hù)年限能達(dá)到10年以上。