项目背景与实施必要性
- 混凝土结构劣化:酸性烟气与水汽结合形成硫酸、亚硫酸溶液,导致筒壁混凝土碳化深度达 60mm,10-60 米高度区域出现蜂窝麻面,部分区域混凝土剥落露出锈蚀钢筋,结构承载力下降 25%。
- 原有防腐层失效:烟囱投用 5 年后,内壁原有的普通环氧涂层在高温与酸雾作用下完全失效,出现大面积鼓泡、开裂,涂层附着力从初始 5MPa 降至 0.8MPa,失去防护作用,酸性液体直接渗透至混凝土基层。
- 安全与环保风险:腐蚀产生的混凝土碎块可能坠入烟道,堵塞烟气通道;内壁渗漏导致外壁温度异常升高,存在烫伤风险;且腐蚀加剧使烟气中颗粒物排放浓度超标,面临环保整改压力。
前期筹备:精准适配化工高温酸性工况
- 腐蚀评估与方案设计:专业团队通过内窥镜检测、碳化深度测定及烟气成分分析,明确核心问题:10-60 米为高温腐蚀重灾区,需重点强化防腐;混凝土基层强度下降至 C25,需先修复再防腐。定制方案:采用 “三层防护体系”—— 基层修复层+ 过渡封闭层+ 玻璃鳞片胶泥主防腐层,总防腐厚度达 5mm,确保在 190℃常态温度与 220℃瞬时温度下稳定运行。
- 材料选型:耐酸耐温双核心基层修复材料:采用聚合物改性耐酸砂浆修补蜂窝麻面,抗压强度≥40MPa,与旧混凝土粘结强度≥2.5MPa;锈蚀钢筋处理选用钢筋阻锈剂,喷涂后形成钝化膜,抑制锈蚀速率≥90%。防腐体系材料:封闭底漆:无溶剂环氧底漆,可在潮湿基层固化,抗酸性渗透系数≤1×10⁻¹³m/s;主防腐层:选用乙烯基酯玻璃鳞片胶泥,树脂采用改性双酚 A 型乙烯基酯,鳞片为 0.12mm 厚 C 型玻璃鳞片,固化后硬度≥40;面层:乙烯基酯面漆,添加紫外线吸收剂,提升高温下的抗老化性能。辅助材料:玻璃纤维布用于阴阳角增强,接缝密封采用聚硫密封胶。
- 安全施工保障:作业平台:采用悬吊式脚手架,配备独立安全绳与防爆照明设备,平台与筒壁间设置缓冲垫,避免火花产生;人员防护:作业人员持 “受限空间作业证 + 防腐施工证” 双证上岗,佩戴正压式呼吸器、耐高温手套及隔热面罩,每 2 小时轮换一次;环境管控:设置气体检测点,实时监测硫化氢浓度与氧含量;配备轴流风机强制通风,确保作业面空气质量达标。
施工阶段:分层作业,严控高温防腐质量
- 前期清理与基层修复全面清污:采用机械打磨与高压水枪结合的方式,清除内壁浮灰、失效涂层与松动混凝土,露出坚实基层;对酸结晶硬块,用 5% 碳酸钠溶液软化后清除,再用清水冲洗至 pH 值 6-8;缺陷修复:蜂窝麻面:凿除深度≥50mm 的破损区域,涂刷界面剂后分层浇筑耐酸砂浆,每层厚度≤30mm,振捣密实,养护 14 天至强度达标;裂缝处理:宽度<0.5mm 的裂缝注射低黏度环氧灌浆料;0.5-3mm 的裂缝开 V 型槽,填入弹性环氧嵌缝料,表面粘贴 100mm 宽玻璃纤维布;钢筋处理:对露出的锈蚀钢筋,用钢丝刷除锈至 Sa2.5 级,喷涂阻锈剂后用耐酸砂浆包裹,保护层厚度恢复至 50mm。
- 鳞片胶泥防腐施工封闭底漆施工:基层干燥至含水率≤10% 后,采用高压无气喷涂机均匀涂刷环氧底漆,重点覆盖修复区域与钢筋包裹处,确保无漏涂,固化 24 小时后检测附着力;鳞片胶泥分层刮涂:第一层:人工刮涂玻璃鳞片胶泥,采用 “十字交叉法” 确保均匀,随即铺贴玻璃纤维布,用刮板压实无气泡;第二层:待第一层固化后,刮涂第二层胶泥,覆盖纤维布并形成连续整体;第三层:整体找平,确保表面平整度≤3mm,总厚度达 5mm;面层施工:胶泥固化 7 天后,喷涂乙烯基酯面漆,分两道完成,提升表面光滑度与耐候性。
- 细部处理与验收准备:阴阳角处额外增加 1 层玻璃纤维布,曲率半径≥50mm,避免应力集中导致开裂;烟气入口与筒壁连接的异形部位,采用预制玻璃鳞片型材粘贴,接缝用胶泥密封,确保防腐体系连续;整体养护:施工完成后自然养护 14 天,期间保持通风干燥,避免高温与水汽侵蚀;养护结束后用电火花检测仪全面检测,标记漏点并修补。
验收阶段:多维度核验,满足化工防腐标准
- 防腐层质量验收:外观与尺寸:胶泥表面平整,无气泡、裂纹、流淌,玻璃纤维布铺设平整无褶皱;总厚度检测≥5mm,合格率 100%;物理性能:附着力测试:拉开法测试≥7MPa;耐温性试验:在 220℃烘箱中放置 72 小时,取出后无裂纹、鼓泡,附着力保持率≥90%;耐酸性能:浸泡在 10% 硫酸溶液中30 天,失重率≤1%,无明显变化。
- 结构与安全验收:基层修复:混凝土强度恢复至≥35MPa,裂缝处理后 24 小时闭水试验无渗漏;功能测试:模拟满负荷烟气排放运行 72 小时,检测防腐层表面温度分布均匀,无局部过热现象。
- 综合验收:由永川区环保局、企业安全部门及第三方防腐检测机构联合验收,确认项目符合《工业建筑防腐蚀设计标准》(GB/T 50046-2018)及化工行业高温酸性烟气防腐要求,顺利通过并投入使用。
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