APC杂化聚合物结构层技术介绍

前    言

　　目前国内外建设的烟囱有砖结构、混凝土结构、钢结构、玻璃钢结构及其它结构，*，脱硫后烟囱内部环境的腐蚀性增加了，综合国内外烟囱的防腐技术大致有钢板类：钛钢板、镍基钢板、耐硫酸露点钢板等；块砌体：泡沫玻璃砖、耐酸陶瓷砖、玻化砖等；涂料类：OM涂料、VP、萨维真等；胶泥类：无机胶泥、树脂胶泥、玻璃鳞片等；FRP类：整体FRP烟囱、FRP内衬、烟塔合一FRP等。目前来看，钛钢板从技术角度上说是能满足烟囱防腐需要的，缺点是造价高。

　　国内在脱硫后已经进行了防腐的烟囱，防腐的效果不太理想，出现的主要问题有：开裂、渗漏、剥离等；部位大多出现在接缝、积灰平台、牛腿、高速气流区等处。

　　我公司经过多方面考察，结合*进的技术及烟囱运行的特点，采用美国APC-杂化聚合结构层技术（Polymer Coatings），和我国材料腐蚀部门合作，在材料及施工工艺上进行了创新。我们认为找到了一种能满足目前国内烟囱防腐的新型杂化聚合结构层技术。

一、烟囱防腐需要解决的问题

　　1、腐蚀环境问题

　　A、内部环境的腐蚀性

　　单从腐蚀介质浓度（SO₄2-、Cl-、F-、OH-）来说，其腐蚀性和石油、化工行业比是不太严重的；在此浓度下加上40~50℃（或70~80℃）高温甚至出现180℃烟气，其腐蚀性虽然增大了，但如果单单是这一问题，从防腐专业的角度来说也不是难事杂化聚合物。

　　B、烟囱烟气运行的特点

　　烟囱因腐蚀造成的破坏主要问题应该是防腐结构的设计满足不了烟囱烟气运行的特点造成的。比如说烟气高速冲刷区，除了要求防腐外还要有抗磨性；烟气流动过程中的颤动、烟囱的温变性及风力引起的某种形变，要求防腐结构在具有在高韧性的前提下保持防腐性；防腐结构对基体的强度有自己的要求，比如玻璃鳞片，如果基体发生了变性，那么玻璃鳞片必然开裂，这就要求防腐结构要在随基体变形而变形的情况下仍要保持防腐性能杂化聚合物。

　　2、烟囱运行对防腐结构的技术要求

　　A、高温：防腐结构要耐到180℃；

　　B、温变交替：温度从-30～40－50（70－80）～180 ℃；防腐层要经受得住温差的变化；

　　C、阻燃：防腐层氧指数要符合阻燃要求；

　　D、防腐性能满足高温、湿热的酸性介质腐蚀；

　　E、防腐层在发生形变时不产生龟裂、不渗漏；

　　F、要求防腐层强度大、自重小、耐磨性高；

　　G、有整体性、无缝、抗渗。

二、APC杂化聚合物结构层特点

　　1、材料性能

　　A、APC杂化聚合物结构层使用的是有机——无机杂化聚合材料，是一种高交联密度的三维空间立体结构防腐蚀材料。

　　B、APC杂化聚合结构层耐温性：-40～260℃，在高温下能维持材料特性；

　　C、高耐蚀性、高耐磨性、非常好的柔韧性，是继酚醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂不同发展阶段后的新阶段；

　　D、APC杂化聚合物结构层采用纳米封孔技术，抗渗性能优异；

　　E、由于材料的结构特性，固化成型后具有阻燃性能；

　　F、因其固化后的结构中不含易破坏键，断键需要很大的能量，因此其抗强腐蚀老化性能高出一般有机数值一个等级。

　　2、工艺性能

　　A、良好的施工性，不受结构表面形状的限制，且可常温固化；

　　B、浸润性好与碳钢、砼及砖板有十分良好的浸润性，粘接强度高；

　　C、机械化施工，施工效率高，整体结构可控性高，避免了人工施工造成的不一致性；

　　D、施工的工期短，对生产运行影响小，柔韧性好，受温变影响小。

　　3、APC杂化聚合结构层技术优势

　　A、“独联体”性能：具有独立的结构强度，具有高强度的依附于基体的联接性能，同时又具有整体性；

　　B、无缝：作为在钢结构、砖砌体和混凝土上的防腐层，整体结构没有缝隙，这一结构与纳米封孔层联合作用保证优异的防渗抗渗性能；

　　C、不受基体表面形状的限制，可任意施工，基体错缝、缝隙、孔隙等缺陷不影响正常作业，对基体的含水率要求不高，但基体的强度得有保证，不能有疏松、粉化等不牢固现象；

　　D、具有无机元素的耐高温、不燃和高耐蚀的优点，又具有有机材料的高弹性和高延展性的优点；

　　E、一次施工厚度可达5mm厚，对大部分烟囱、烟道可一次成型，施工效率高，可大大缩短工期。

　　4、APC杂化聚合结构层典型工艺（图略去）

　　A、高速烟气耐磨抗冲刷区（烟囱下部）；B、烟囱主体及顶部；C、烟道与烟囱连接部位；D、牛腿伸缩缝部位；E、积灰平台及排水孔洞。　

三、APC在实践中的应用

　　在国外电厂烟囱中，例如：

　　美国沙索II电厂800MW机组烟囱及烟道

　　美国ELKRAFT电力系统公司700MW机组烟囱

　　目前国内还没有采用APC进行烟囱防腐的实例，但在其它高腐蚀环境已经大量使用且效果，例如：

　　（1）应用在中海油燃料油公司的常减压蒸馏装置和中和池上。常减压蒸馏装置的腐蚀介质为150-180℃油气、环烷酸、二氧化硫等酸汽；中和池的腐蚀介质为100-130℃的强碱液。2004年施工至今，未出现问题；

　　（2）辽河油田采油套管，腐蚀介质为10MPa、120-180℃油汽、酸汽（硫酸、碳酸、氯离子）、磨损泥浆，并经过高温碱洗。2007年完成至今未出现问题；

　　（3）沈阳鼓风机厂石化用鼓风机型环密封防腐，该腐蚀环境是：150-200℃，H₂S汽、强氧化性酸汽和水汽。2006年至今一直在生产中应用，没有出现替代品；

　　（4）沈阳活性炭厂的不锈钢干燥设备上，该腐蚀环境是：140-160℃，HCl和H₂S汽。2004年使用至今没有出现问题；

　　（5）莲花山钎具公司的钎尾防腐，应用于澳大利亚矿山开采，腐蚀环境是：80-200℃，高浓度氯离子和二氧化硫酸汽。2006年完成至今未出现问题。

四、*的技术、优良的品质

　　1、APC杂化聚合物结构层技术，在烟囱正常运转条件下，允许每年故障2次，使用寿命在20年以上。

　　2、APC杂化聚合结构层的性能比较

　　APC杂化聚合物结构层耐老化性能比有机材料高出很多，但比钛钢板要差。

五、经济性分析

根据材料、工艺、研发、利润、税金及管理等核算，尤其是根据烟囱不同的结构及特点，每平方米综合单价（结构不同、造价不同）约在***元。

APC杂化聚合结构性能指标见下表1、表2。