牛萬林

(金川集團工程建設(shè)有限公司， 甘肅 金昌 737100)

金川公司防腐蝕材料的應(yīng)用

牛萬林

(金川集團工程建設(shè)有限公司， 甘肅 金昌 737100)

介紹了國內(nèi)外工業(yè)防腐蝕概況，對金川公司防腐蝕材料的使用狀況進行總結(jié)，展望了防腐蝕技術(shù)的發(fā)展方向。

工業(yè)防腐；材料；技術(shù)

1 國內(nèi)外工業(yè)防腐蝕概況

國內(nèi)外普查統(tǒng)計資料顯示，各國每年因腐蝕造成的損失占到了GDP的3%～5%，據(jù)此測算，我國2009年的腐蝕損失約有9 000多億元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然災(zāi)害和各類事故損失的總和。因此，大力發(fā)展防腐蝕技術(shù)已成為減少腐蝕損失、推進資源節(jié)約的迫切需求。

海洋和化工領(lǐng)域是世界上最具代表性的腐蝕領(lǐng)域，在這兩大領(lǐng)域中，腐蝕性質(zhì)復(fù)雜，直觀表現(xiàn)突出，涵蓋范圍廣，造成的損失極大。大多數(shù)國家都成立了專業(yè)的學(xué)術(shù)團隊、研究機構(gòu)以及院校和企業(yè)從事這方面的研究工作。我國也成立了國家級防腐研究機構(gòu)，不少企業(yè)、院校還設(shè)有相應(yīng)的學(xué)科和研究實驗室，在防腐材料和施工技術(shù)方面做了大量的研究工作。

工業(yè)越發(fā)達(dá)的國家，對防腐蝕的研究和應(yīng)用也越重視，其技術(shù)水平也相對較高，無論是生產(chǎn)的耐腐蝕材料的種類、品質(zhì)、性能，還是防腐蝕施工技術(shù)都優(yōu)于發(fā)展中國家，防腐蝕已被當(dāng)成一個系統(tǒng)工程，即把過程條件、結(jié)構(gòu)材料、環(huán)境保護、合理維修等一起綜合考慮。防腐蝕材料目前在海軍建設(shè)、造船工業(yè)、海洋設(shè)施、航天科技、化工、石油、冶金、風(fēng)電、汽車及建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

我國的防腐蝕研究始于建國以后，起步較晚，發(fā)展較慢。改革開放后，工業(yè)生產(chǎn)突飛猛進，許多領(lǐng)域的防腐措施卻相對滯后，人們防腐蝕的意識也比較落后，造成的損失也較大。近些年，人們開始逐步認(rèn)識到防腐蝕的重要性，特別是近15年，我國防腐蝕材料和防腐蝕技術(shù)發(fā)展迅速，通過產(chǎn)品、技術(shù)的引進，目前已逐步接近國際先進水平。

2 金川公司防腐蝕材料的應(yīng)用

防腐蝕材料主要分為金屬材料和非金屬材料兩大類。金屬材料主要有單一的惰性金屬(如鉛、鎳、鉻、鈦等)和易氧化形成致密氧化保護層的金屬(如鋁)，還有用于陰極保護的活潑金屬(如銅、鋅、銀)，近年來針對合金材料的研究與應(yīng)用趨勢明顯。非金屬材料主要分為有機材料和無機材料。高分子材料和納米材料的研究應(yīng)用發(fā)展迅速，前景廣闊。

金川集團公司的生產(chǎn)線涵蓋了采、選、冶、化等多種工藝，每種工藝都不同程度地存在腐蝕防護問題，特別是濕法冶煉和化工生產(chǎn)。公司從建廠初期就開始接觸使用防腐蝕材料，多年來不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索創(chuàng)新，新建、擴建、改建項目的防腐蝕施工選用最適的防腐材料，盡可能實現(xiàn)利益最大化，延長防腐使用壽命，降低維修成本。公司近幾年在電解銅、電解鎳、電解鈷、貴金屬冶煉以及硫酸、燒堿等項目上，大量使用了各類防腐蝕涂料和防腐蝕性能良好的玻璃鋼，防腐蝕材料的應(yīng)用和施工在國內(nèi)處于先進水平。

2.1 設(shè)備襯里防腐蝕材料

金川公司需要進行防腐內(nèi)襯的大修設(shè)備種類很多，從多年來的施工情況看，大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備采用內(nèi)部做硫化丁基膠板，面層砌筑耐酸磚防護；也有一些鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備內(nèi)襯玻璃鋼隔離層，如鎳電解三車間加壓技改工程中，鋼制萃余液澄清槽及漿化槽內(nèi)襯均為MFE- 3樹脂玻璃鋼，然后再砌筑耐酸陶磚保護層，避免液體直接沖刷玻璃鋼隔離層；混凝土電解槽、空氣攪拌槽、濃密池以及污水池，經(jīng)常以環(huán)氧煤焦油玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼或MFE- 3樹脂玻璃鋼作為內(nèi)襯防腐層，也有選用硫化丁基膠板防腐層，材料需要根據(jù)儲槽內(nèi)溶液性質(zhì)及工藝要求科學(xué)選擇；帶有攪拌裝置的設(shè)備，一般在防腐襯膠層或玻璃鋼隔離層上砌筑耐酸磚做為保護層。

2.2 拼裝式玻璃鋼槽

大型整體玻璃鋼設(shè)備，在玻璃鋼廠容易制造，可整體纏繞，但運輸困難。因此采取分節(jié)加法蘭預(yù)制或由中心垂直分切二分之一或三分之一處加法蘭的方案，現(xiàn)場拼接安裝，即所謂玻璃鋼拼裝槽，如規(guī)格φ1 800 mm×8 150 mm的槽子是分段加法蘭制做的，φ4 710 mm×5 500 mm的槽子是中心垂直按120°角分三塊加法蘭做成的。這些槽大多用作溶液貯槽或連續(xù)生產(chǎn)時的溶液緩沖槽。這種設(shè)備存在缺陷，由于分段制做后樹脂含量和固化程度有差異，因此成品的收縮率不一致，組裝封口后會有內(nèi)應(yīng)力起破壞作用，易造成封口處滲漏，或緊固件斷裂從而造成重大事故。

2.3 整體樹脂混凝土電解槽

整體樹脂混凝土電解槽在廣西金川40萬t銅電解廠房設(shè)計中采用，金川鎳電解二車間的48臺種板槽也更換成了整體樹脂混凝土電解槽，由于運行時間不長，效果還有待觀察，但造價較高。

2.4 地坪用樹脂膠泥砌筑塊料面層

濕法冶金生產(chǎn)車間絕大部分使用環(huán)氧煤焦油膠泥、環(huán)氧膠泥或呋喃樹脂膠泥砌筑耐酸磚，有的化工項目也使用花崗巖塊材面層，施工量大，施工周期也較長。

2.5 廠房內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面涂料防腐

目前公司濕法冶金廠房頂棚、墻面、柱及混凝土結(jié)構(gòu)表面、鋼結(jié)構(gòu)表面大多數(shù)采用高性能防腐涂料，濕法廠房內(nèi)墻涂料一般選用聚氨酯互傳網(wǎng)絡(luò)涂料、NJG高效防腐涂料或氯化橡膠涂料等，均能滿足防腐蝕要求。鋼構(gòu)件表面一般選用配套涂層，如環(huán)氧富鋅底漆、玻璃鱗片中間漆或環(huán)氧云鐵中間漆，環(huán)氧面漆或氟碳面漆配套使用，這些在濕法廠房內(nèi)柱間支撐、鋼屋架、鋼平臺及電纜橋架等鋼構(gòu)件上廣泛應(yīng)用。

2.6 采用玻璃鋼管道、蓖格板

一些酸性環(huán)境中多采用玻璃鋼風(fēng)管、玻璃鋼輸液管道、玻璃鋼煙囪(包括混凝土煙囪內(nèi)膽)和玻璃鋼蓖格板，化工廠、酸性廢水排水系統(tǒng)或火法熔煉系統(tǒng)的通風(fēng)管道大多選用玻璃鋼管道，廠房內(nèi)的地溝及積液坑蓋板多采用玻璃鋼蓖格板。

3 防腐蝕技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1非金屬材料在設(shè)備裝置防腐中的應(yīng)用日益擴大

3.1.1 電解槽

目前非金屬防腐材料應(yīng)用非常廣泛，使用方案很多，同樣生產(chǎn)工藝的廠家選用的防腐材料各異，金川公司近十五年基本上都是選用具有較好耐腐蝕性、物理性能和施工操作性的MFE-3乙烯基樹脂作為銅、鎳電解槽內(nèi)襯樹脂，使用效果較好。

近年來，有色冶金行業(yè)在逐步推廣整體樹脂混凝土電解槽新技術(shù)，相對于傳統(tǒng)電解槽，整體樹脂混凝土電解槽的力學(xué)性能、耐腐蝕性能、絕緣性能、尺寸穩(wěn)定性能都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。乙烯基酯樹脂混凝土電解槽已在美國、加拿大、墨西哥、比利時、智利、俄羅斯、澳大利亞、日本、韓國等國的70多家企業(yè)成功應(yīng)用，國外冶金行業(yè)目前普遍接受，被認(rèn)為是環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)電解槽。

傳統(tǒng)混凝土銅電解槽的成本一般在3.5萬/臺，使用5年必須進行防腐維修，維修費用較高，每次約1.4萬/臺,按10年計算則壽命成本在4.9萬/臺以上，且不包括維修期間對生產(chǎn)的影響。乙烯基樹脂混凝土電解槽雖然其前期投入在4.4萬元/臺，但使用期間維修成本基本沒有，使用壽命在10 a以上，整體看來，壽命成本低于傳統(tǒng)電解槽，且不會因維修而影響生產(chǎn)。

3.1.2 儲罐和管道

濕法冶金工藝生產(chǎn)過程中需要許多存儲化學(xué)介質(zhì)的大型儲罐和管道，采用現(xiàn)場纏繞工藝生產(chǎn)的各種規(guī)格的耐腐蝕玻璃鋼槽罐、管道、管件在該領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，將取代過去的鋼筋混凝土槽內(nèi)襯橡膠、玻璃鋼或砌筑塊材的結(jié)構(gòu)。玻璃鋼煙囪已經(jīng)在金川公司化工廠得到推廣，廣西金川公司也使用了玻璃鋼內(nèi)膽煙囪。從這幾年的實踐情況看，玻璃鋼儲槽、罐與鋼筋混凝土池內(nèi)襯橡膠、玻璃鋼或砌筑塊材的結(jié)構(gòu)相比較，成本可以降低25%～30%(特殊設(shè)備必須由鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)滿足受力的除外)。

3.1.3 橋架、平臺等

采用拉擠工藝生產(chǎn)的電纜橋架、玻璃鋼型材及小口徑方形、圓形管材，玻璃鋼蓖格板、平臺板、欄桿、波形板材等取代金屬橋架、鋼結(jié)構(gòu)平臺等，可充分發(fā)揮玻璃鋼材料的耐腐蝕性、絕緣性等優(yōu)勢，且建設(shè)成本和壽命成本均較鋼結(jié)構(gòu)低30%以上，并且其應(yīng)用范圍會越來越廣。

3.1.4 連接件、管件、標(biāo)準(zhǔn)件等

采用手糊工藝、模壓或注射成型技術(shù)生產(chǎn)的冷卻塔、風(fēng)機葉片、板材、異形件、保溫管道護套、電器儀表控制箱、建筑用異形模板、預(yù)留孔洞模型等玻璃鋼產(chǎn)品，已開始在冶金行業(yè)腐蝕環(huán)境中使用。

3.1.5 鋼制管道和管件襯里

鋼制管道和管件內(nèi)襯硫化橡膠，防腐蝕和耐磨性能更好，而且無搭接襯膠技術(shù)也開始推廣。

3.1.6 設(shè)備襯里

目前防腐蝕材料襯里有玻璃鋼和硫化丁基膠板防腐層后砌筑鋼磚保護層兩種形式，目前看來前者較好，后者效果有待觀察。

3.2 廠房、構(gòu)筑物防腐技術(shù)尋求新突破

3.2.1 設(shè)備基礎(chǔ)、圍堰

過去，設(shè)備基礎(chǔ)、罐區(qū)圍堰采用水玻璃膠泥砌筑塊材，或采用呋喃樹脂砂漿、呋喃樹脂混凝土。由于許多設(shè)備帶有震動，如泵、帶有攪拌裝置的鋼結(jié)構(gòu)槽罐等，上述防腐蝕構(gòu)造存在嚴(yán)重的缺陷，現(xiàn)逐步被高彈性、低收縮的樹脂砂漿取代。

3.2.2 樓地面

用環(huán)氧煤焦油膠泥砌筑耐酸磚，施工工序復(fù)雜、施工周期長，正在逐步被乙烯基樹脂混凝土整體地面材料所取代。乙烯基樹脂整體混凝土地面可根據(jù)使用條件要求合理設(shè)計厚度，具有整體無縫、表面美觀、造價適中等優(yōu)點，在國內(nèi)冶金行業(yè)濕法冶煉車間地面的應(yīng)用得到推廣，取代了環(huán)氧煤焦油膠泥砌筑耐酸磚的施工工藝，成本降低25%～30%。

大量玻璃鋼拉擠型材組裝的篦格板或模塑工藝生產(chǎn)的整體玻璃鋼篦格板已在冶煉車間推廣使用，取代了過去的混凝土樓地面或鋼平臺。無溶劑環(huán)氧自流平地面材料，具有無毒環(huán)保、表面美觀、耐腐蝕和整體無縫等優(yōu)點，已開始在冶金行業(yè)后續(xù)的產(chǎn)品加工、貴金屬回收車間等應(yīng)用，以取代水泥砂漿地面或砌筑磚板地面，創(chuàng)造清潔的生產(chǎn)環(huán)境，且成本顯著降低。

3.3環(huán)保型工業(yè)用防腐蝕涂料研究及應(yīng)用前景廣闊

目前防腐涂料品種繁多，有些防腐涂料以數(shù)字或其他詞命名，實際成分缺少透明度，特別是使用的溶劑成分，如甲苯、二甲苯，對環(huán)境和施工人員有害，有些涂料成膜后仍會揮發(fā)出有害氣體，如苯酚或甲醛之類物質(zhì)，對生產(chǎn)操作人員健康造成危害。選用無溶劑耐腐蝕涂料，無揮發(fā)的環(huán)保型耐蝕涂料，以及水溶劑型無毒、成膜后不再溶解的防腐蝕涂料等也是今后的方向。

4 結(jié)語

金川公司在防腐蝕領(lǐng)域，積極探索與世界防腐蝕水平接軌的新型防腐施工技術(shù)，逐漸淘汰落后的施工材料與技術(shù)，在對過去防腐蝕工程經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際，應(yīng)用新材料、新技術(shù)，逐步實現(xiàn)綠色防腐、科技防腐。

Applicationofanti-corrosionmaterialsinJinchuanCo.,Ltd.

NIU Wan-lin

The survey of industrial anti-corrosion in domestic and abroad was intruduced. The application of anti-corrosion materials in Jinchuan Co., Ltd. were summarized, and the development trends of anti-corrosion technology were prospected.

industrial anti-corrosion; material; technology

牛萬林(1970—),男，甘肅靖遠(yuǎn)人，畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，工程碩士，金川集團工程建設(shè)公司防腐保溫工程分公司工程師，從事施工現(xiàn)場管理工作。

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