分析火电厂钢结构腐蚀与防护措施

＊宋纪双 曹菊林 张更 计巧珍 吴妍

（安徽新力电业科技咨询有限责任公司 安徽 230022）

在火力发电厂中常常用到钢结构或钢构件，但不同部位的钢结构会受到不同的腐蚀，因此就会造成钢结构质量下降的情况，而且就目前火电厂的钢结构来看，大多缺乏科学有效的防护措施，进而降低钢结构的使用寿命，增加火电厂的施工成本。在钢结构进行腐蚀防护时，首先要考虑钢结构的整体设计情况及各个重要环节，保证钢结构的耐久性及使用性能够得到有效维护。但目前钢结构的腐蚀防护工作重视程度较低，影响了火电厂的整体安全性能。

1.火电厂钢结构腐蚀的危害

钢结构腐蚀属于不均匀破坏的一种，如果钢结构表面一旦出现腐蚀的情况，那么其会向钢结构的内部进行侵蚀，从而导致应力出现集中的情况，应力集中则会进一步加速腐蚀，在这种连锁反应的影响下，会导致钢材抗冷脆性能不断下降，进而影响钢材的整体质量，而承重钢材会在没有征兆的情况下出现脆性断裂，进而导致建筑物出现坍塌，影响人们生命安全[1]。钢结构在长期的腐蚀下会导致钢材出现脆性断裂，进而影响整体建筑强度，带来严重的安全隐患。而目前火电厂对钢结构腐蚀情况的重视程度较低，使得部分设备的使用寿命较短，甚至会出现经常维修的情况，造成成本投入较大，而设备应用效果较差的情况。而且火电厂钢结构腐蚀造成的安全事故会影响火电厂的平稳运行。

2.钢结构腐蚀因素分析

(1)环境条件差

火电厂地下室的钢结构由于所处环境较为恶劣，而且地下室容易出现积水的情况，这些积水会严重腐蚀钢结构，进而使得其柱脚处出现严重腐蚀的情况。尤其是对于输煤系统而言，在运行过程中需要用到大量的水，进而造成整体环境湿度较大影响防腐涂料的使用寿命，造成防火涂料脱落的情况，而钢结构在这种情况下也会受到严重腐蚀。而位于一些沿海地区的电厂，由于长期受到海风的侵蚀，那么则会很容易导致防腐涂料出现粉化、脱落的情况[2]。

(2)设计不合理

根据火电厂腐蚀问题调查因素以及钢结构的施工图纸及安装说明书发现，钢结构材料一般会在出厂时涂抹环氧类防腐涂料，同时会加涂两道底漆、两道面漆，而室外钢结构涂层厚度为150μm，室内为125μm。这就说明在选择防腐涂料时，没有根据腐蚀的环境选择科学合理的涂料，而且也没有合理设计相关涂层的干膜厚度及使用寿命；而对于室内外环境而言，也没有具体区分环氧类防腐涂料与聚氨酯类面漆；在长效防腐过程中，也没有将无机富锌底漆作为优选。

如果工业园室外环境较差，那么环氧类的防腐涂料则不能起到较强的效果，而且很容易出现粉化的情况。据调查得知，目前工业园的火电厂大多数涂层厚度为150μm，此种方式的防腐年限较低。而对于室外钢制扶梯而言，主要采用花纹钢板作为踏步，但是涂抹的防腐材料常常出现不牢固的情况，甚至会出现积水。由于部分钢制扶梯紧靠楼体，而钢架与楼体之间的距离较为紧密，没有充足的空间，因此就无法对其进行有效维护，只能任其腐蚀[3]。而对于钢结构的柱脚部位而言，则没有综合考虑其排水孔，如果雨水长期浸泡也会产生腐蚀的情况。如果此类管架选择使用角钢组合斜撑，而二者之间又存在一定的缝隙，因此无法进行有效维护，在雨水的冲刷下才会出现黄色锈迹。

(3)施工控制不良

在针对钢结构进行涂料时，整个环节的质量控制工作不到位，而且没有及时检查其涂抹厚度，进而导致钢结构在短期内出现腐蚀的情况。由于钢结构设计和加工技术的要求在涂刷底漆以及面漆时，其整体厚度不得小于100μm，而在涂刷最后一道面漆时，则需要完成固定后涂刷。一般情况下钢结构工厂会派去专门的监管人员来检查防腐工作的实际情况，进而完成验收，但在实际过程中工作人员却忽略了涂料厚度及质量这一环节，使得整个过程缺乏监督管理。

例如，在对升压变电站的架构进行防腐蚀作业时，通常会采用热喷锌的方式，这种方法在工业中的使用较低，而且劳动强度较大，尤其是针对钢管这些表面较为圆润的架构而言，难以有效控制热镀锌的工艺方式。另外由于锌层的整体厚度并不均匀，则会很容易出现腐蚀的情况，而目前大多数采用的仍是热镀锌来起到防护作用。

3.火电厂钢结构防护措施

（1）涂层法。目前火电厂90%以上的钢结构都采用涂层防护法作为钢结构的主要防腐措施，使用涂层法能够有效隔离腐蚀环境。涂层防护法的种类繁多，其中包括普通的涂料防护以及长效涂层防护，长效涂层防护主要为喷金属层防护，长效涂层防护法比普通涂料防护法的效果更好，能够有效的隔离腐蚀环境。目前火电厂的室内钢结构与室外钢结构相比，室内钢结构的防护更为便捷，而且成本较低，户外钢结构防护则需要投入大量的成本，而且整体效果也不如室内钢结构的防腐效果强。在使用涂层法时，第一步需要去除钢结构表面的铁锈，只有保证钢结构的表面光泽才能够确保涂层的效果，因此要求较高的涂层一般会多次采用喷砂喷丸的方式除锈，待金属除去所有的锈迹及油污露出表面光泽后，才可开展下一步施工，而现场施工除锈方式可以采用手工除锈法[4]。

比如XX公司的钢结构及设备受到严重腐蚀，大大降低了钢结构的强度。这是由于此公司的地理位置较为特殊，全年雨量充沛，而且每年面临着6个月的强烈季风，进而会使得钢结构附着潮湿空气，而此类湿气具有较强的腐蚀性。尤其是对于厂内锅炉、管道而言，由于受到空气对流的影响，这些设备的腐蚀往往比室内更为严重。因此，在应用涂层法时首先要综合考虑周围的环境，不同的涂层有着不同的腐蚀条件，一般涂层法主要分为底漆涂层以及面漆涂层，底漆含粉料较多，成膜后较为粗糙，但钢结构的整体附着力较强，通过与面漆的结合能够提高整体效果；而面漆涂层的剂量较多，在成膜后普遍较为光滑，有抗风化的特点。而不同涂料之间的相容也有待考究，在选择材料时需要综合考虑二者的相容性。同时也要控制涂层施工的温度和湿度，确保温度在5℃以上38℃以内，而湿度不得高于85%。在完成涂层后保证其4小时以内不会淋雨。涂层风干后，在室外一般在150μm，而室内为125μm。如果火电厂位于海边或者海上，那么则需要综合考虑其大气的强腐蚀性，涂层要控制在200～220μm以内。

（2）热浸锌。热浸锌法就是将除锈后的钢结构浸入到600℃的高温锌液中使得锌液能够附着在钢结构表面，而5mm以下的薄板，锌层厚度要控制在65μm以上，而厚板则不能低于86μm，进而起到防腐的作用[5]。使用此种方法能够有效拉长钢结构的年限，而其工业化程度较高，整体质量较为稳定，更利于钢结构的防腐蚀。因此对于一些腐蚀较为严重或者难以维修的室外钢结构可以选择应用此种方法。随着当前热喷工艺的快速发展，热喷涂层技术已经得到了充分的应用，当下热喷技术已经发展到叠加喷涂也就是指先喷一层作为底层，然后再喷铝锌合金；又或者可以先喷新铝合金，然后在表面喷不锈钢。

（3）耐候钢。耐候钢就是指其耐腐蚀性能高于一般钢结构，其主要由磷、镍、肽等多种金属因素组成，通过几种金属的应用，能够使其表面形成一个保护层，进而有效增强钢结构的耐腐蚀能力[6]。而且耐候钢的低温冲击韧性高于一般钢结构。将耐候钢与普碳钢相比，其在空气中能够具有良好的抗辐射性能；而与不锈钢相比，其合金元素含量较低，因此耐候钢属于普碳钢与不锈钢之间的低合金钢。耐候钢更适用于长期暴露在大气条件下的环境，在使用耐候钢时可以相应地减少防腐涂料的使用，进而有效节约经济成本，也能够降低对环境的污染。而在腐蚀程度较低的气候条件下，耐候钢可以裸露使用，而在腐蚀程度较强的环境下，耐候钢可以配合涂料进行使用。

4.钢结构腐蚀注意事项

为了确保钢结构的防腐耐久性，因此在直接雨淋的环境下，要尽量避免使用组合型钢构件，同时也要防止出现腐蚀死角，也要避免钢构件形成积水区，要加强防水处理。由于空冷平台钢结构上安装风机等设备导致整体施工空间有限，进而增加了整体维修难度，这种情况一般采用热浸锌的方式，同时也可以配合涂抹防腐涂料，以此来延长钢结构的使用寿命。对于升压变站等结构而言，一般可以采用热喷锌的方式，其整体性能较强，但需要工人投入到较多的精力，尤其是对于钢管表面为弧形的钢结构而言，其整体施工难度较大，而且仅采用热喷锌的方式难以满足钢结构的防腐需求，因此需要同步增加防腐面漆涂层。如果热镀锌厚度超过80μm时，则需要分为两次进行镀锌，但这种情况会造成色泽不均匀的现象，因此可以采用冷喷锌的方式。

5.结束语

综上所述，对于火电厂而言，加强对钢结构的腐蚀防护具有重要意义，不仅能够提高火电厂的整体安全性能，也能够有效保证其经济效益。因此钢结构腐蚀防护是应当重视的火电厂结构设计工作，通过合理选择防腐材料、对施工工艺的分析来加强钢结构的腐蚀性能。同时在选择钢结构时，也要针对火电厂的实际情况制定相应的防护计划，确保钢结构的防腐性能。