CN103485577B - 一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系及其防腐施工方法 - Google Patents

Abstract

一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系，其包括渗透封闭性底层、基底修补层、氟橡胶结构层和面层。其中氟橡胶结构层可以采用含纤维丝的弹性结构层、含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层或含氟结构层。采用液体氟橡胶为主要材料，通过独特的工艺形成核心的三种氟橡胶结构层结构，使整个氟橡胶结构层耐蚀体系具有良好的弹性和耐老化性，抗热冲击性能力强，耐酸性能优异。适合所有形式的烟囱，施工工期短，维修简单，适应烟囱运行的各种温度下的抗腐蚀。尤其适用于常温至180-200℃的应用范围。<b><u /></b>

Description

一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系及其防腐施工方法

技术领域

本发明涉及火力发电厂、化工及冶金等行业使用的砖内衬烟囱的防腐处理技术。

背景技术

火力发电厂、化工及冶金等行业广泛使用砖内衬烟囱，砖内衬烟囱通常要进行节能减排脱硫，脱硝后排烟筒运行烟气存在高低温、低温交替变化运行的状况，因此，防腐处理是一项重要的工程，而在烟囱的内部结构中，一些特殊的部位需要进行特别的防腐处理。

目前这些行业使用的烟囱采用的防腐处理技术主要有以下技术：

钛合金内衬材料烟囱防腐技术，主要特点：材料外观整体性好，金属材料耐温性优良，在高浓度条件下可形成钝化膜，高浓度下耐酸性能较好；该烟囱防腐技术存在的问题：低浓度下抗腐蚀性能弱金属钛板防腐材料对焊接工艺和材料要求较高，焊缝极易被腐蚀，耐稀酸的能力弱，5%硫酸浸泡15天会有明显的腐蚀迹象，实际应用过程中有焊缝渗漏腐蚀现象。

无机内衬防腐材料烟囱防腐技术，主要特点：传热系数低，保温隔热效果好，防腐新增荷载小；该烟囱防腐技术存在的问题：粘结剂耐酸性能差，40%硫酸，浸泡3天则完全失效，不能通过15天的测试，美国标准1次失效，泡沫玻璃砖/陶瓷砖，耐热冲击性能差，通常＜20次（180℃～室温）实际应用过程中易开裂、剥落和渗漏，粘结剂粉化失效。

发明内容

本发明的目的提出一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系及其防腐施工方法，已克服上述现有技术存在的问题。

本发明针对脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系的结构如下：

一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系，其适应常温至180-200℃的应用范围，由下到上依次包括渗透封闭性底层、基底修补层、氟橡胶结构层和面层。以下是每一层的结构:

渗透封闭性底层，是在烟囱基底上涂覆的底涂涂层，对烟囱基底进行整体封闭，底涂涂层采用的是环氧改型聚氨酯涂料；

基底修补层，是采用硅橡胶或硅酸钾抗渗材料作为修补料对基底缝隙填补找平形成的结构；

氟橡胶结构层:根据烟囱基底和区域的不同，可以采用以下三种结构中的一种形式：

结构1：含纤维丝的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层、纤维丝粘贴层和液态氟橡胶涂层构成；短纤维丝的长度范围30-50mm；

结构2：含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层、氟橡胶玻璃纤维布构成，所述氟橡胶玻璃纤维布是涂覆有液态氟橡胶的玻璃纤维布；

结构3：含氟结构层，采用的是钾水玻璃材料和液态氟橡胶混合形成的有机无机复合涂料，结构层厚度2-5mm，抗蚀，耐温200℃；

面层：包括液体氟橡胶玻璃钢和在玻璃钢上涂覆的多道液体氟橡胶涂层，其中液体氟橡胶玻璃钢是由两层液体氟橡胶层间粘贴短纤维丝形成的结构。

以上结构中的液态氟橡胶最好采用聚氟有机内衬防腐材料。

以下是上述氟橡胶结构层耐蚀体系的防腐施工方法：

一、对于采用结构1或结构2的体系，施工步骤如下：

1、对烟囱基底先进行碱液充分中和清洗，再用水冲洗，同时，清除烟囱基底的杂质；

2、打磨基底的腐蚀疏松层，消除棱边、棱角、直角使其平滑过渡，清洁基底；

3、渗透封闭性底层施工：涂覆底涂涂层，对基底进行整体封闭和全覆盖，底涂涂层应完全渗透进入底层或应成膜，底涂涂层采用的是环氧改型聚氨酯涂料；

4、基底修补层施工：采用硅橡胶或硅酸钾抗渗材料作为修补料对基底缝隙填补找平，达到与大面积基底平齐，阴角处填补成平滑过渡，并充分干燥；

5、氟橡胶结构层施工：可以选用含纤维丝的弹性结构层，或是含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层两种结构：

5.1含纤维丝的弹性结构层：

5.1.1刮涂硅橡胶：在第4步得到的找平层固化后，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖；

5.1.2粘贴短纤维丝：在硅橡胶刮涂约30分钟内，将短纤维丝均匀覆盖在硅橡胶上，将短纤维丝压平使其部分嵌入硅橡胶，同时调整的平整度；

5.1.3滚压液体氟橡胶：对粘贴好的短纤维丝滚压液体氟橡胶，调整涂层的密实性和外观质量，覆盖率为100%；

所述步骤5.1.1至5.1.3须在硅橡胶未固化前按次序一次性连续完成；

5.2含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层

5.2.1刮涂硅橡胶：在硅橡胶找平层固化良好的情况下，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖；

5.2.2粘贴氟橡胶玻璃纤维布：在硅橡胶刮涂30分钟内，衬贴氟橡胶玻璃纤维布,保证其与硅橡胶弹性结构层材料充分结合并消除气泡；

6、待氟橡胶结构层固化后，在检查不存在涂层固化不良或缺陷的情况后，在结构层上按氟橡胶覆涂间隔要求反复滚涂液体氟橡胶，并在重复涂覆第二、三遍之间，再覆盖一遍短纤维丝，形成液体氟橡胶玻璃钢；

7、在液体氟橡胶玻璃钢上，再均匀滚涂液体氟橡胶，每道应自然固化24小时，直至达到设计要求的厚度。

8、养护。

二、对于采用结构3的体系，施工步骤如下：

1、对烟囱基底先进行碱液充分中和清洗，再用水冲洗，同时，清除烟囱基底的杂质；

2、打磨基底的腐蚀疏松层，消除棱边、棱角、直角使其平滑过渡，清洁基底；

3、渗透封闭性底层施工：涂覆底涂涂层，对基底进行整体封闭和100%全覆盖，底涂涂层应完全渗透进入底层或应成膜，底涂涂层采用的是环氧改型聚氨酯涂料；

4、氟橡胶结构层施工：刮涂钾水玻璃材料和液体氟橡胶混合形成的涂料，对烟道基底进行整体找平，特别应针对基底凹处、阴角、异型部位和较深的砖缝进行找平，达到与烟道大面积基底平齐无明显凹凸，阴角处填补成平滑过渡，找平层必须保持对基底的全覆盖，在找平层未固化前，采用拍压或滚压方式将找平层压实，并调整平整度；

5、液体氟橡胶渗透：在含氟结构层完全固化后，采用液体氟橡胶对含氟结构层进行渗透和封闭，采取刷涂和滚涂相结合，即先采用刷涂进行预涂，然后在滚涂过程中采用刷涂进行补涂，覆盖率为100%；

6、待步骤5固化后，在检查不存在涂层固化不良或缺陷的情况后，在结构层上按氟橡胶覆涂间隔要求反复滚涂液体氟橡胶，并在重复涂覆第二、三遍之间，再覆盖一遍短纤维丝，形成液体氟橡胶玻璃钢；

7、在液体氟橡胶玻璃钢上，再均匀滚涂液体氟橡胶，每道应自然固化24小时，直至达到设计要求的厚度。

8、养护。

本发明具体以下优点：

由于采用液体氟橡胶（最优是采用有机内衬防腐材料）为主要材料，尤其是通过独特的工艺形成核心的三种氟橡胶结构层结构，使整个氟橡胶结构层耐蚀体系具有良好的弹性和耐老化性，抗热冲击性能力强，耐酸性能优异。经检测，美国标准100次外观明显无变化，40%硫酸浸泡30天外观无变化，耐温性180℃条件下≥180天；粘结强度≥1.5MPa，弹性材料耐热冲击100次无明显变化。适合所有形式的烟囱，施工工期短，维修简单，适应烟囱运行的各种温度下的抗腐蚀，尤其适应常温至180-200℃的应用范围。

附图说明

图1是烟囱整体结构剖面图。

图2是烟囱氟橡胶结构层耐蚀体系示意图；

图2-1是氟橡胶结构层I的示意图；

图2-2是氟橡胶结构层II的示意图；

图2-3是氟橡胶结构层III的示意图。

具体实施方式

图1所示是常见的烟囱的整体机构图，1是烟囱压顶，2是烟囱外壁；3是烟囱隔热层；4是烟囱内衬砖。

本发明提出的氟橡胶结构层耐蚀体系是在烟囱内衬砖4上施工形成，参见图2，由下到上依次包括渗透封闭性底层5、基底修补层6、氟橡胶结构层7和面层8，具体施工步骤如下：

1、对整体烟囱基底先进行碱液充分中和清洗，再用高压水反复冲洗，基底PH试纸测试呈中性；同时，清除烟囱压顶部位的松散层、浮灰等杂质。

2、采用机械打磨方式对基底被腐蚀疏松层进行打磨，对棱边棱角进行倒边倒角消除直角并平滑过渡，并吸尘器对打磨后的基底进行清洁，达到手摸无浮灰。

3、渗透封闭性底层5：涂覆渗透封闭型的环氧改型聚氨酯涂料（如重庆大众防腐有限公司的VP-2），保证对基底的整体封闭和100%全覆盖，底涂涂层应成膜。涂料应采用喷涂方式，喷涂前应采用刷涂对基底凹处、阴角、异型部位和较深的缝隙进行预涂；若施工条件有限不能采用喷涂方式，则必须采取刷涂和滚涂相结合，即先采用刷涂进行预涂，然后在滚涂过程中采用刷涂进行补涂。

4、基底修补层6：采用硅橡胶或硅酸钾抗渗胶泥作为修补料对基底缝隙填补找平，达到与大面积基底平齐，无明显凹凸，阴角处填补成平滑过渡，并充分干燥。

5.氟橡胶结构层7:

5.1：针对砖混凝土结构和钢结构烟囱，可以选择采用结构层I，参见图2-1，其是含纤维丝的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层7-1、纤维丝粘贴层7-2和液态氟橡胶涂层7-3构成，施工方法如下：

（1）刮涂硅橡胶：在硅橡胶找平层固化良好的情况下，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖；

（2）粘贴短纤维丝：在硅橡胶刮涂约30分钟内，将加工好的短纤维丝均匀覆盖在硅橡胶上，随后采用拍压或滚压方式(短毛小滚筒)，将短纤维丝压平并部分嵌入硅橡胶，同时调整涂层的平整度；

（3）滚压VP3-2：对粘贴好的短纤维丝滚压VP3-2，调整涂层的密实性和外观质量，覆盖率为100%；

注：结构层施工工序（1）至（3）必须在硅橡胶未固化前按次序进行流水线分工作业，一次性连续完成，不允许工序脱节或间隔时间过长。

5．2：针对砖混凝土结构和钢结构烟囱，选择采用结构层II，参见图2-2，其是含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层7-1、氟橡胶玻璃纤维布7-4构成，所述氟橡胶玻璃纤维布是涂覆有液态氟橡胶的玻璃纤维布。施工方法如下：

（1）刮涂硅橡胶：在硅橡胶找平层固化良好的情况下，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖。

（2）粘贴氟橡胶玻璃纤维布：在硅橡胶刮涂约30分钟内，衬贴预制加工好的氟橡胶玻璃纤维布,然后采用拍压或滚压方式(短毛小滚筒),在氟橡胶玻璃纤维布表面由角到边，将预制的氟橡胶玻璃纤维布由点、线、面逐步与弹性结构层材料充分结合并按国家手糊玻璃钢标准消除气泡，防止空鼓的产生。

（3）衬贴时上下预制的氟橡胶玻璃纤维布的搭接缝应错缝，错缝距离不得小于50mm，搭接缝应采用弹性结构层材料进行封闭，搭接缝外露的弹性结构层材料,宜采用结构层1施工作业方法予以处理（见5.1所述）；阴阳角处应增加1～2层短纤维丝结构层加强。

注：氟橡胶玻璃纤维布需提前进行预制，并应剪边剪切成便于衬贴的规格尺寸(500*500mm为宜)，完成预制加工的氟橡胶玻璃纤维布不应存在破损、皱褶、变形和针孔等缺陷。

5．3：针对砖混凝土结构烟囱，选择采用结构层III，参见图2-3，其是采用钾水玻璃材料和液态氟橡胶混合形成的有机无机复合涂料，结构层厚度2-5mm，抗蚀，耐温200℃，采用以下施工方法：

（1）刮涂含氟改性结构层7-5：刮涂含氟混合料（最好是钾水玻璃材料和液体氟橡胶混合形成的有机无机复合涂料）对烟道基底进行整体找平，特别应针对基底凹处、阴角、异型部位和较深的砖缝进行找平，达到与烟道大面积基底平齐无明显凹凸，阴角处填补成平滑过渡找平层必须保持对基底的全覆盖，在找平层未固化前，采用拍压或滚压方式(短毛小滚筒)将找平层压实，并调整涂层的平整度。

（2）液体氟橡胶渗透层7-6：在含氟结构层完全固化后（养护时间必须在7天以上），采用稀释后（加入30%以上二甲苯）的液体氟橡胶对混合料找平层进行渗透和封闭，采取刷涂和滚涂相结合，即先采用刷涂进行预涂，然后在滚涂过程中采用刷涂进行补涂，覆盖率为100%。

6、结构层固化24h，检查上工序涂层固化情况，若存在涂层固化不良或缺陷，则按上工序施工要求进行局部返工整改；修正完成后，按氟橡胶覆涂间隔要求滚涂液体氟橡胶料，并在重复涂覆第二、三遍之间，再覆盖一遍短纤维丝制作液体氟橡胶玻璃钢，液体氟橡胶结构层玻璃钢涂层必须达到外观平整密实无气泡；

7、在液体氟橡胶玻璃钢面层上，均匀滚涂液体氟橡胶料，每道应自然固化24小时，直至达到设计要求的厚度（液体氟橡胶玻璃钢总厚度0.6mm以上）；

8、养护：

（1）自然养护，常温下25℃±1，氟橡胶结构层耐蚀体系养护期，应不低于7d；

（2）升温养护，应符合下列要求：

1)工程竣工后，自然养护48小时点火排放烟气；

2)首次运行，烟气温度不得高于80℃，时间连续运行不低于12小时；

3)烟气在不高于120-150℃范围内运行不低于24小时方能完成体系养护，之后切换为脱硫烟气。

以上的液体氟橡胶采用聚氟有机内衬防腐材料，如重庆大众防腐有限公司的VP3-2，“烟囱、烟道和其它管道及容器的聚氟有机内衬防腐材料及处理方法”中的聚氟有机内衬防腐材料（中国发明专利文献CN101891993B），该材料由A和B两种组份组成，A组份是先由含氟生胶为原料，再加入稳定剂和补强填充剂进行混炼，形成混炼胶，然后用酮类、酯类或醇类作溶剂，溶解制成腻子型胶浆，再在其中加入填料和助剂制成；B组份为添加剂和有机溶剂；A、B组份混合均匀后，涂装在被防腐物表面，在室温下硫化，形成防腐层，达到防腐目的。

当然，也可以采用其它任何能够达到以下指标的液体氟橡胶：

液体氟橡胶材料制成品的性能指标

①耐酸：美标ASTMD6137-97(Reapproved2004)循环测试方法为：将烘箱预热到177℃，保温；将样品在室温下浸泡20%硫酸1小时；取出样品常温垂直晾干15分钟；将样品垂直放置在177℃烘箱中，恒温16±1小时；取出样品室温冷却4-6小时，观察外观，此为一次循环。

②试验方法见GB/T9266-1988或DL/T693-1999。

③ASTMD5499烟气脱硫系统耐热性能检测方法。

Claims (9)

1.一种脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系，其特征在于，其由下到上依次包括渗透封闭性底层、基底修补层、氟橡胶结构层和面层；

所述渗透封闭性底层，是在烟囱基底上涂覆的底涂涂层，对烟囱基底进行整体封闭，底涂涂层采用的是环氧改性聚氨酯涂料；

所述基底修补层，是采用硅橡胶或硅酸钾抗渗材料作为修补料对基底缝隙填补找平形成的结构；

所述氟橡胶结构层采用含纤维丝的弹性结构层、含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层或采用含氟结构层；其中，

含纤维丝的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层、纤维丝粘贴层和液态氟橡胶涂层构成；短纤维丝的长度范围30-50mm；

含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层，由下向上依次由硅橡胶涂层、氟橡胶玻璃纤维布构成，所述氟橡胶玻璃纤维布是涂覆有液态氟橡胶的玻璃纤维布；

含氟结构层，采用的是钾水玻璃材料和液态氟橡胶混合形成的有机无机复合涂料，结构层厚度2-5mm，抗蚀，耐温200℃；

所述面层包括液体氟橡胶玻璃钢和在玻璃钢上涂覆的多道液体氟橡胶涂层，其中液体氟橡胶玻璃钢是由两层液体氟橡胶层间粘贴短纤维丝形成的结构。

2.根据权利要求1所述的脱硫后烟囱防腐用氟橡胶结构层耐蚀体系，其特征在于，所述液态氟橡胶采用聚氟有机内衬防腐材料。

3.一种脱硫后烟囱的氟橡胶结构层耐蚀体系防腐施工方法，其步骤如下：

（1）对烟囱基底先进行碱液充分中和清洗，再用水冲洗，同时，清除烟囱基底的杂质；

（2）打磨基底的腐蚀疏松层，消除棱边、棱角、直角使其平滑过渡，清洁基底；

（3）渗透封闭性底层施工：涂覆底涂涂层，对基底进行整体封闭和全覆盖，底涂涂层应完全渗透进入底层或应成膜，底涂涂层采用的是环氧改型聚氨酯涂料；

（4）基底修补层施工：采用硅橡胶或硅酸钾抗渗胶泥作为修补料对基底缝隙填补找平，达到与大面积基底平齐，阴角处填补成平滑过渡，并充分干燥；

（5）氟橡胶结构层施工：选用含纤维丝的弹性结构层，或是含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层两种结构；

5.1含纤维丝的弹性结构层：

5.1.1刮涂硅橡胶：在第（4）步得到的找平层固化后，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖；

5.1.2粘贴短纤维丝：在硅橡胶刮涂30分钟内，将短纤维丝均匀覆盖在硅橡胶上，将短纤维丝压平使其部分嵌入硅橡胶，同时调整平整度；

5.1.3滚压液体氟橡胶：对粘贴好的短纤维丝滚压液体氟橡胶，调整涂层的密实性和外观质量，覆盖率为100%；

所述步骤5.1.1至5.1.3须在硅橡胶未固化前按次序一次性连续完成；

5.2含氟橡胶玻璃纤维布的弹性结构层

5.2.1刮涂硅橡胶：在硅橡胶找平层固化良好的情况下，整体均匀刮涂硅橡胶，保持对基底的全覆盖；

5.2.2粘贴氟橡胶玻璃纤维布：在硅橡胶刮涂30分钟内，衬贴氟橡胶玻璃纤维布,保证其与硅橡胶弹性结构层材料充分结合并消除气泡；

（6）待氟橡胶结构层固化后，在检查不存在涂层固化不良或缺陷的情况后，在结构层上按氟橡胶覆涂间隔要求反复滚涂液体氟橡胶，并在重复涂覆第二、三遍之间，再覆盖一遍短纤维丝，形成液体氟橡胶玻璃钢；

（7）在液体氟橡胶玻璃钢上，再均匀滚涂液体氟橡胶，每道应自然固化24小时，直至达到设计要求的厚度；

(8)养护。

4.一种脱硫后烟囱的氟橡胶结构层耐蚀体系防腐施工方法，其步骤如下：

（1）对烟囱基底先进行碱液充分中和清洗，再用水冲洗，同时，清除烟囱基底的杂质；

（2）打磨基底的腐蚀疏松层，消除棱边、棱角、直角使其平滑过渡，清洁基底；

（3）渗透封闭性底层施工：涂覆底涂涂层，对基底进行整体封闭和全覆盖，底涂涂层应完全渗透进入底层或应成膜，底涂涂层采用的是环氧改型聚氨酯涂料；

（4）氟橡胶结构层施工：刮涂钾水玻璃材料和液体氟橡胶混合形成的涂料；对烟道基底进行整体找平,包括针对基底凹处、阴角、异型部位和较深的砖缝进行找平，达到与烟道大面积基底平齐无明显凹凸，阴角处填补成平滑过渡，找平层必须保持对基底的全覆盖，在找平层未固化前，采用拍压或滚压方式，将找平层压实，并调整涂层的平整度；

（5）液体氟橡胶渗透：在含氟结构层完全固化后，采用液体氟橡胶对含氟结构层进行渗透和封闭，采取刷涂和滚涂相结合，即先采用刷涂进行预涂，然后在滚涂过程中采用刷涂进行补涂，覆盖率为100%；

（6）待步骤（5）固化后，在检查不存在涂层固化不良或缺陷的情况后，在结构层上按氟橡胶覆涂间隔要求反复滚涂液体氟橡胶料，并在重复涂覆第二、三遍之间，再覆盖一遍短纤维丝，形成液体氟橡胶玻璃钢；

（7）在液体氟橡胶玻璃钢上，再均匀滚涂液体氟橡胶料，每道应自然固化24小时，直至达到设计要求的厚度；

(8)养护。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述液态氟橡胶采用聚氟有机内衬防腐材料。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（8）的养护具体包括：

（8.1）自然养护，常温下25℃±1，氟橡胶结构层耐蚀体系养护期，应不低于7d；或

（8.2）升温养护，应符合下列要求：

（8.2.1）工程竣工后，自然养护48小时点火排放烟气；

（8.2.2）首次运行，烟气温度不得高于80℃，时间连续运行不低于12小时；

（8.2.3）烟气在不高于120-150℃范围内运行不低于24小时方能完成体系养护，之后切换为脱硫烟气。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，覆盖短纤维丝和粘贴氟橡胶玻璃纤维布的方式是采用拍压或滚压方式。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤5.2.2衬贴的氟橡胶玻璃纤维布之间应上下错缝搭接，错缝距离不得小于50mm，搭接缝进行封闭，搭接缝外露的，宜采用滚压液体氟橡胶予以处理，阴阳角处应增加滚压液体氟橡胶加强。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中要测试基底的PH值，使其呈中性。