含有无机酸大气环境下材料选择

1、8.3 8.3 含有无机酸大气环境下材料选择含有无机酸大气环境下材料选择8.3.1 8.3.1 概况概况8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析8.3.4 8.3.4 防腐效果防腐效果8.3.3 8.3.3 防腐材料选择依据防腐材料选择依据 8.3.5 8.3.5 防腐结构设计与施工防腐结构设计与施工 某公司的砂酸选配厂配酸站的设备常年储存某公司的砂酸选配厂配酸站的设备常年储存31%31%的的盐酸与盐酸与30%30%氢氟酸，同时还储存盐酸与氢氟酸按氢氟酸，同时还储存盐酸与氢氟酸按7 71 1比比例配成的混酸溶液（土酸），以分配给个作业队在压裂例配成的混酸溶液（土酸），以分配给个作业队在

2、压裂施工井前酸化预处理使用。由于设备与金属、非金属的施工井前酸化预处理使用。由于设备与金属、非金属的框架长期在酸气的空气中使用，使它们腐蚀很严重。虽框架长期在酸气的空气中使用，使它们腐蚀很严重。虽然有防护措施，但是原防护耐腐蚀性不好，已过早老化然有防护措施，但是原防护耐腐蚀性不好，已过早老化失去作用。主要表现为金属结构和框架露出的金属表面失去作用。主要表现为金属结构和框架露出的金属表面腐蚀严重，锈蚀产物很厚，个别的结构出现断裂宇与变腐蚀严重，锈蚀产物很厚，个别的结构出现断裂宇与变形，出现不安全的因素。混凝土结构与框架表面水泥的形，出现不安全的因素。混凝土结构与框架表面水泥的钙化层破坏严重，水泥

3、便面出现中性与酸性化，表面粉钙化层破坏严重，水泥便面出现中性与酸性化，表面粉化脱落。个别的地方以露出钢筋。原有的环氧玻璃钢防化脱落。个别的地方以露出钢筋。原有的环氧玻璃钢防腐层表面脆化腐层表面脆化老化老化粉化粉化起层，失去防护作用。起层，失去防护作用。8.3.1 8.3.1 概况概况 （1 1）金属表面的腐蚀）金属表面的腐蚀 因为在生产过程中卸车因为在生产过程中卸车与装车是敞开进行的，所以在工作过程中有较多的与装车是敞开进行的，所以在工作过程中有较多的氯化氢与氟化氢气体的产生，污染了工作环境。当氯化氢与氟化氢气体的产生，污染了工作环境。当环境温度降低时，空气中的气体冷凝成液体时，便环境温度降低

4、时，空气中的气体冷凝成液体时，便形成了盐酸与氢氟酸，因此它们对金属有较大的腐形成了盐酸与氢氟酸，因此它们对金属有较大的腐蚀。即使设备及框架在没有水分的纯氯化氢与氟化蚀。即使设备及框架在没有水分的纯氯化氢与氟化氢中，由于它们能牢固地附在金属表面上，当气体氢中，由于它们能牢固地附在金属表面上，当气体温度降低后，空气中的水分会在金属表面凝结导致温度降低后，空气中的水分会在金属表面凝结导致盐酸与氢氟酸的形成。盐酸与氢氟酸的形成。 另外，在大气中由于氯化氢与氟化氢气体的存另外，在大气中由于氯化氢与氟化氢气体的存在，常常会破坏金属表面保护膜的致密性，可以七在，常常会破坏金属表面保护膜的致密性，可以七到催化

5、剂的作用，加速金属表面的腐蚀。到催化剂的作用，加速金属表面的腐蚀。 正是由于这些设备与金属框架长期在这些大气正是由于这些设备与金属框架长期在这些大气条件下使用，容易在金属表面形成水膜。水膜中总条件下使用，容易在金属表面形成水膜。水膜中总8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析 含有溶解的酸，形成的电解液构成了对金属的电化学腐蚀。含有溶解的酸，形成的电解液构成了对金属的电化学腐蚀。 金属在大气中或极薄的液膜中的腐蚀属于氧去极化腐金属在大气中或极薄的液膜中的腐蚀属于氧去极化腐蚀。生成的铁锈还会影响大气腐蚀的电极反应。蚀。生成的铁锈还会影响大气腐蚀的电极反应。EvansEvans认认为，金属

6、的锈层处在湿润的条件下，当氧的通路被限制时，为，金属的锈层处在湿润的条件下，当氧的通路被限制时，它可以作为氧化剂，即发生阴极去极化反应：它可以作为氧化剂，即发生阴极去极化反应： 而当锈层干燥时，是透气的，具有磁性的，黑色的而当锈层干燥时，是透气的，具有磁性的，黑色的FeFe3 3O O4 4又被氧化成又被氧化成FeFe2 2O O3 3即即: : 可见，在干湿交替的条件下，带有锈层的金属表面能加可见，在干湿交替的条件下，带有锈层的金属表面能加速腐蚀的进行。速腐蚀的进行。8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析 8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析金属表面腐蚀金属表面腐蚀金属

7、腐蚀纹理金属腐蚀纹理氯盐对混凝土表面的腐蚀氯盐对混凝土表面的腐蚀混凝土钢筋的腐蚀混凝土钢筋的腐蚀 （2 2）混凝土的腐蚀混凝土的腐蚀 从现场混凝土的框从现场混凝土的框架和装车的地坪腐蚀现象和程度看，其腐蚀架和装车的地坪腐蚀现象和程度看，其腐蚀原因为：混凝土是由水泥原因为：混凝土是由水泥、粗骨料粗骨料、细骨料细骨料和水等配制而成的，在组合材料中，水泥中和水等配制而成的，在组合材料中，水泥中的的Ca(OH)Ca(OH)2 2是混凝土中最易受腐蚀的部分，是混凝土中最易受腐蚀的部分，在酸性物质腐蚀作用时产生水溶性的反应在酸性物质腐蚀作用时产生水溶性的反应物，则凝结的水泥就从表面开始溶解，发生物，则凝结

8、的水泥就从表面开始溶解，发生溶解性腐蚀，腐蚀时在凝结水泥内部产生大溶解性腐蚀，腐蚀时在凝结水泥内部产生大量几乎不能溶解的反应产物，使体积发生膨量几乎不能溶解的反应产物，使体积发生膨胀，混凝土内部产生应力，从而导致混凝土胀，混凝土内部产生应力，从而导致混凝土膨胀性腐蚀。膨胀性腐蚀。 8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析 酸性气体侵入混凝土中，与水泥中游离的酸性气体侵入混凝土中，与水泥中游离的Ca(OH)Ca(OH)2 2作用生成盐类，继而又能与水化铝酸作用生成盐类，继而又能与水化铝酸钙作用生成水化盐类，使其体积比原化合物的钙作用生成水化盐类，使其体积比原化合物的体积大得多，引起混凝土

9、的膨胀和破坏。另体积大得多，引起混凝土的膨胀和破坏。另外，在混凝土中，由于水泥中的外，在混凝土中，由于水泥中的Ca(OH)Ca(OH)2 2浓度浓度的下降，使钢筋保护膜破坏，引起钢筋锈蚀。的下降，使钢筋保护膜破坏，引起钢筋锈蚀。钢筋锈蚀后，体积膨胀，会从内部对混凝土保钢筋锈蚀后，体积膨胀，会从内部对混凝土保护层产生向外的破坏应力，使保护层鼓泡护层产生向外的破坏应力，使保护层鼓泡、脱脱落落、粉化。粉化。 8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析 （3 3）原防腐层的破坏）原防腐层的破坏 原设备及钢结构的外表原设备及钢结构的外表面均是采用环氧玻璃钢进行防腐的，但是从现场来面均是采用环氧玻璃

10、钢进行防腐的，但是从现场来看，玻璃钢大部分已经脆化看，玻璃钢大部分已经脆化、起层起层、局部脱落，起局部脱落，起不到防腐作用，其主要原因是由于采用的玻璃钢防不到防腐作用，其主要原因是由于采用的玻璃钢防护层中环氧树脂含有醚键，漆膜经紫外线照射后易护层中环氧树脂含有醚键，漆膜经紫外线照射后易降解断链。所以该材料不能用在户外，防腐涂层易降解断链。所以该材料不能用在户外，防腐涂层易失去光泽失去光泽、粉化粉化、脆化。在使用的现场防护层的损脆化。在使用的现场防护层的损坏证实了这一点。坏证实了这一点。 另外，对于金属的支撑立柱另外，对于金属的支撑立柱、横梁等，现场采横梁等，现场采用做环氧玻璃钢的方法，由于施工

11、条件的限制，表用做环氧玻璃钢的方法，由于施工条件的限制，表面棱角比较多，玻璃钢成形比较困难，表面有比较面棱角比较多，玻璃钢成形比较困难，表面有比较多的气孔，这也是导致金属腐蚀的主要原因之一。多的气孔，这也是导致金属腐蚀的主要原因之一。如现场防雨棚的立柱是采用环氧玻璃钢封闭的如现场防雨棚的立柱是采用环氧玻璃钢封闭的8.3.2 8.3.2 腐蚀原因分析腐蚀原因分析 （1 1）防腐涂层选择）防腐涂层选择 原采用环氧系列涂料从分子结原采用环氧系列涂料从分子结构上看，抗老化不好，使用寿命短。如何选择一种涂料构上看，抗老化不好，使用寿命短。如何选择一种涂料既有环氧涂料的耐腐蚀性能又有较好的抗老化性能，这既

12、有环氧涂料的耐腐蚀性能又有较好的抗老化性能，这是首先要解决的问题。是首先要解决的问题。 通过对我国防腐涂料的筛选，采用了通过对我国防腐涂料的筛选，采用了EPHEPH型高耐候型高耐候防腐专用涂料，该材料有如下特点防腐专用涂料，该材料有如下特点 ： 漆膜坚韧，硬度抗老化性耐寒性抗裂性优于一漆膜坚韧，硬度抗老化性耐寒性抗裂性优于一般的氯磺化聚乙烯涂料。般的氯磺化聚乙烯涂料。 在一般化工大气中使用，比一般的常规涂料使在一般化工大气中使用，比一般的常规涂料使用寿命长。用寿命长。 比一般氯磺化聚乙烯涂料耐蚀性提高了许多，比一般氯磺化聚乙烯涂料耐蚀性提高了许多，解决了氯磺化聚乙烯涂料用在水系统溶胀的问题。解

13、决了氯磺化聚乙烯涂料用在水系统溶胀的问题。 表面气孔率低，所以在潮湿环境下抗渗性优表面气孔率低，所以在潮湿环境下抗渗性优异异。 8.3.3 8.3.3 防腐材料选择依据防腐材料选择依据 该材料底漆在金属表面涂刷时比氯磺化该材料底漆在金属表面涂刷时比氯磺化聚乙烯涂料底漆附着力有明显提高聚乙烯涂料底漆附着力有明显提高 价格适中，漆膜使用寿命长，综合效益价格适中，漆膜使用寿命长，综合效益好。好。 该涂料适用于化工大气中含酸碱浓度较高该涂料适用于化工大气中含酸碱浓度较高的环境中。设备表面金属框架非金属框架表面的环境中。设备表面金属框架非金属框架表面防腐蚀采用该材料，解决了常规涂料难以解决防腐蚀采用该材

14、料，解决了常规涂料难以解决的防腐问题。的防腐问题。 8.3.3 8.3.3 防腐材料选择依据防腐材料选择依据 EPHEPH型涂料主要是向氯磺化聚乙烯树脂里型涂料主要是向氯磺化聚乙烯树脂里加入一定量的环氧树脂，即在黏合剂的基础加入一定量的环氧树脂，即在黏合剂的基础上，先合成带活性官能团的橡胶，在这两种成上，先合成带活性官能团的橡胶，在这两种成膜物质的作用下，其做成的涂料性能改变了许膜物质的作用下，其做成的涂料性能改变了许多多. .在耐水、耐热、耐化学品、单组份储存稳在耐水、耐热、耐化学品、单组份储存稳定性、交联速度、色稳定性、着色能力、耐污定性、交联速度、色稳定性、着色能力、耐污染、清漆成膜透明

15、、涂料生产中易分散十个方染、清漆成膜透明、涂料生产中易分散十个方面，具有明显的优越性。面，具有明显的优越性。8.3.3 8.3.3 防腐材料选择依据防腐材料选择依据 (2) (2) 耐蚀地坪选择耐蚀地坪选择 由于装车的地面原来是混由于装车的地面原来是混凝土的，经常受土酸的腐蚀，地面粉化，强度下凝土的，经常受土酸的腐蚀，地面粉化，强度下降。选用了花岗岩石块制作地坪。花岗岩有如下良降。选用了花岗岩石块制作地坪。花岗岩有如下良好性能：好性能： 花岗岩石成分中含有耐腐蚀性强的花岗岩石成分中含有耐腐蚀性强的SiOSiO2 270%70%以以上，在酸碱介质环境中具有良好的耐蚀稳定性。上，在酸碱介质环境中具

16、有良好的耐蚀稳定性。 具有良好的机械强度，吸水率低，耐蚀性具有良好的机械强度，吸水率低，耐蚀性好。好。 质地坚硬，抗渗性好。质地坚硬，抗渗性好。 根据需要制成的块材面积大，在砌筑中可减少根据需要制成的块材面积大，在砌筑中可减少接缝，减少灰缝渗漏。接缝，减少灰缝渗漏。8.3.3 8.3.3 防腐材料选择依据防腐材料选择依据 （1 1）金属（非金属）外表面采用）金属（非金属）外表面采用EPHEPH涂料涂料 该材料经过一年多的使用，外观检查，涂层光该材料经过一年多的使用，外观检查，涂层光滑平整滑平整、颜色一致，无针孔颜色一致，无针孔、气泡及剥落等缺陷。气泡及剥落等缺陷。同时对混凝土采用环氧玻璃钢与同

17、时对混凝土采用环氧玻璃钢与EPHEPH涂料复合防护，涂料复合防护，既保证了基体有一定的强度，同时提高了外表面的既保证了基体有一定的强度，同时提高了外表面的防腐蚀能力。防腐蚀能力。 （2 2）地坪采用花岗岩）地坪采用花岗岩 采用花岗岩铺成的地坪，没有发现任何腐蚀迹采用花岗岩铺成的地坪，没有发现任何腐蚀迹象。采用环氧胶泥作砂浆砌筑，灰缝强度很好，没象。采用环氧胶泥作砂浆砌筑，灰缝强度很好，没有发现粉化迹象。有发现粉化迹象。8.3.4 8.3.4 防腐效果防腐效果 根据现场原设备及框架结构的腐蚀及使用情况，根据现场原设备及框架结构的腐蚀及使用情况，对不同结构不同部位采用不同的防护方法，情况如对不同结

18、构不同部位采用不同的防护方法，情况如下下： （1 1）金属防护层的设计与施工）金属防护层的设计与施工 对于支撑构对于支撑构件件、平台平台、护栏护栏、踏步采用涂料防护的方法。施工踏步采用涂料防护的方法。施工工艺为：底面处理工艺为：底面处理两道底漆两道底漆中间漆一道中间漆一道两道两道面漆。面漆。 底面处理：采用机械喷砂处理，达到国家标准底面处理：采用机械喷砂处理，达到国家标准GB 8923-1988GB 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级级中中Sa2.5Sa2.5级，即要达到钢材表面应无可见的油级，即要达到钢材表面应无可见的油脂脂、污垢污垢、氧化皮氧化

19、皮、铁锈和油漆涂层附着物，表面铁锈和油漆涂层附着物，表面应显示均匀的金属光泽，并用吸尘器应显示均匀的金属光泽，并用吸尘器、干燥洁净的、干燥洁净的压缩空气或刷子清除粉尘。表面无任何残留物。压缩空气或刷子清除粉尘。表面无任何残留物。8.3.5 8.3.5 防腐结构设计与施工防腐结构设计与施工 这主要考虑该环境条件下酸性气氛及介质渗透大这主要考虑该环境条件下酸性气氛及介质渗透大的腐蚀特点，对于金属表面处理要求比较严格，这的腐蚀特点，对于金属表面处理要求比较严格，这样可以获得涂料层与金属附着很好的表面。样可以获得涂料层与金属附着很好的表面。 底漆两道：底漆两道：底面处理完后检查合格，涂刷两道底面处理完

20、后检查合格，涂刷两道EPHEPH高耐候外防腐专用底漆，该漆由双组分构成，每高耐候外防腐专用底漆，该漆由双组分构成，每道漆涂刷固化时间为道漆涂刷固化时间为24h.24h. 第二遍漆固化第二遍漆固化24h24h后，涂刷一道后，涂刷一道EPH-2EPH-2高耐候外高耐候外防腐专用漆，第一道为豆绿色，第二道为苹果绿色防腐专用漆，第一道为豆绿色，第二道为苹果绿色（梁（梁、柱柱、支撑支撑、铺板铺板、踏板）和蓝色（护栏踏板）和蓝色（护栏、栏栏杆杆、扶手）。每道漆颜色不一样，主要是为了在施扶手）。每道漆颜色不一样，主要是为了在施工中避免漏刷，保证质量。工中避免漏刷，保证质量。8.3.5 8.3.5 防腐结构设

21、计与施工防腐结构设计与施工 （2 2）设备表面层设计（混凝土表面防腐层设）设备表面层设计（混凝土表面防腐层设计）与施工计）与施工 因两台盐酸罐及部分框架结构为混凝土的，一因两台盐酸罐及部分框架结构为混凝土的，一般混凝土在防腐蚀，不但要考虑防腐层的设计，换般混凝土在防腐蚀，不但要考虑防腐层的设计，换要考虑其表面要有一定的强度。所以对这些部位设要考虑其表面要有一定的强度。所以对这些部位设计的施工工艺如下：底面处理计的施工工艺如下：底面处理一道底漆一道底漆一道腻一道腻子子做五层布的玻璃钢做五层布的玻璃钢两道面漆两道面漆三道封闭漆。三道封闭漆。 底面处理：底面处理：清除混凝土表面开裂的玻璃钢层及清除混

22、凝土表面开裂的玻璃钢层及粉化层粉化层、油污及粉尘。表面要呈现出混凝土的硬化油污及粉尘。表面要呈现出混凝土的硬化层。层。 一道底漆：一道底漆：底面处理完后检查合格，涂刷一道底面处理完后检查合格，涂刷一道E44E44环氧树脂。环氧树脂。 8.3.5 8.3.5 防腐结构设计与施工防腐结构设计与施工 一道腻子：一道腻子：底漆固化底漆固化24h24h后，涂刮一层后，涂刮一层E44E44环氧环氧腻子，主要是把要做玻璃钢的表面凹坑抹平。腻子，主要是把要做玻璃钢的表面凹坑抹平。 五层布的玻璃钢：五层布的玻璃钢：腻子固化腻子固化24h24h后用砂纸打磨腻后用砂纸打磨腻子表面。做子表面。做五层布的玻璃钢，比例高

23、采用连续施工五层布的玻璃钢，比例高采用连续施工的方法，即涂刷一道玻璃钢底胶的方法，即涂刷一道玻璃钢底胶铺一层玻璃布铺一层玻璃布刷粘结剂刷粘结剂铺一层玻璃布铺一层玻璃布直到五层为止。玻璃直到五层为止。玻璃钢的材料为钢的材料为E44E44环氧树脂。环氧树脂。 两道面漆：两道面漆：当做完的玻璃钢固化当做完的玻璃钢固化48h48h后，涂刷两后，涂刷两道面漆。材料为道面漆。材料为E44E44环氧树脂，每道漆固化环氧树脂，每道漆固化24h24h。 三道封闭漆：三道封闭漆：面漆固化面漆固化24h24h后涂刷三道后涂刷三道EPHEPH高耐高耐候外防腐专用漆，底面颜色为浅灰色，第二道为中候外防腐专用漆，底面颜色为浅灰色，第二道为中灰色，第三道为紫色或由使用单位指定。灰色，第三道为紫色或由使用单位指定。 8.3.5 8.3.5 防腐结构设计与施工防腐结构设计与施工 （3 3）装车地坪）装车地坪 因为装车地坪长期在汽车的重载荷下工作，要因为装车地坪长期在汽车的重载荷下工作，要求强度高，同时又要有很高的耐腐蚀性。所以设计求强度高，同时又要有很高的耐腐蚀性。所以设计施工如下：混凝土地面施工如下：混凝土地面、三次布