CN103994454A - 一种烟气排放控制设备防腐用mr型功能性玻璃钢复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气排放控制设备防腐用MR型功能性玻璃钢复合材料，包括经喷砂处理过的基体表面(包括钢基、混凝土基、砖基等)、底涂层树脂、短切玻璃纤维结构层以及面涂层，所述底涂层树脂处于所述短切玻璃纤维结构层和喷砂处理过的基体表面之间，所述短切玻璃纤维结构层处于所述面涂层和所述底涂层树脂之间。

Description

一种烟气排放控制设备防腐用MR型功能性玻璃钢复合材料

技术领域

本发明涉及一种新的复合材料，尤其涉及一种MR型烟气排放控制设备防腐用功能性玻璃钢复合材料。

背景技术

目前，火力发电厂烟囱防腐所采用的材料涉及种类较多，主要有钛合金、发泡玻璃砖、VEGF鳞片胶泥体系、OM涂料，聚脲弹性体系、树脂玻璃鳞片体系等。目前多数采用胶泥涂料防腐和国产泡沫玻璃砖的烟囱均出现了不同程度的开裂、脱落、渗透现象，对电厂的安全运行存在影响。采用钛钢复合板和进口玻璃砖的情况则相对好一些。但钛钢复合板和进口玻璃砖造价比涂料防腐和国产玻璃砖昂贵得多。由于其施工复杂、供货与施工周期长、造价高及材料稀有，限制了大面积使用。由于燃煤机组的烟气腐蚀介质比较复杂，烟气温度变化幅度比较宽，排烟筒的防腐材料只能选用玻璃、陶瓷、复合树脂和合金钢板四类，常用的金属类防腐材料(包括钛钢和其他合金)不能全部解决多种腐蚀介质的侵蚀。玻璃和陶瓷类防腐材料(粘贴泡沫玻璃砖和泡沫陶瓷砖等)不可能作大块，在整体性和密闭性上出现问题比较严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐强腐蚀、高抗渗性、高粘结强度和耐高温的烟气排放控制设备防腐用MR型功能性玻璃钢复合材料。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：

一种烟气排放控制设备防腐用功能性玻璃钢复合材料，包括经喷砂处理过的基体表面、底涂层树脂、短切玻璃纤维结构层以及面涂层，所述底涂层树脂处于所述短切玻璃纤维结构层和喷砂处理过的基体表面之间，所述短切玻璃纤维结构层处于所述面涂层和所述底涂层树脂之间。

附图说明

图1是本发明的断面剖视图；

图2是制备本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种烟气排放控制设备防腐用功能性玻璃钢复合材料，包括经喷砂处理过的基体表面1、底涂层树脂2、短切玻璃纤维结构层3以及面涂层4，所述底涂层树脂2处于所述短切玻璃纤维结构层3和喷砂处理过的基体表面1之间，所述短切玻璃纤维结构层3处于所述面涂层4和所述底涂层树脂2之间。底涂层树脂2的厚度是不小于0.25mm，面涂层4的厚度是不小于0.25mm，短切玻璃纤维结构层3厚度为不小于2mm。

如图2所示，以钢基面为例，本发明的施工工艺过程如下：

(1)施工平台搭建

按烟囱的直径安装环行移动工作平台，中间安装可升降的吊篮。设计标准满足相关标准和载荷使用要求。

(2)基面清理

在喷射防腐层时，钢内筒处理要求：

a)所有内外焊接工作必须完成；

b)所有内表面焊缝为连续焊、圆弧过渡；

c)所有内表面平整、焊缝应打磨成圆弧过渡：内角转角半径6mm，外角转角半径3mm；d)表面无油脂、泥土、水份或其他污染物；

e)喷砂清洁度符合ISO8501-1规定的Sa2.5；

f)表面粗糙度要求≥50μm。

(3)钢内筒表面清理

防腐基体表面缺陷处理直接与防腐衬里和钢件表面粘接力有很大的关系，焊缝的处理满足DIN28053的要求。所有接受衬里防腐的钢基件表面喷砂处理前必须按DIN28053做好准备，包括被腐蚀金属的修复、其他金属缺陷和焊缝的处理、边角须被打磨到凹角6R，凸角3R以上半径的圆弧。所有焊渣、飞溅物必须除掉，在防腐施工喷砂处理后还有质量缺陷，根据缺陷类型在进行焊接打磨处理，满足防腐要求。

(4)钢内筒表面喷砂处理

喷砂工艺是采用压缩空气为动力形成高速喷射束，将喷料等高速喷射到需处理工件表面，使工件外表面的外表发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，提高防腐层和钢内筒的粘结。

1)磨料选择和检验

磨料按材质可分为金属磨料和非金属磨料。从材料成本和基面处理质量综合考虑，本工艺采用铜矿砂，不允许使用河沙。

磨料的形状粒径大小将直接影响喷砂和抛丸对基层表面产生的粗糙度，同时也会影响喷砂施工的速率。粒径大小可采用不同规格的磨料对钢板进行喷砂试验，待表面清洁度满足要求后测量表面粗糙度，以便选出满足表面粗糙度要求的磨料规格。喷砂粒度一般在十至二十号之间，喷砂处理后的表面粗糙度Ra≥50μm。

值得注意的是：虽然表面粗糙度越大，防腐层的附着力也越大，但不是表面粗糙度越大越好。如果表面粗糙度太大，涂层可能不能完全覆盖底材，尤其是不能完全覆盖粗糙度凸起的尖峰，引起针尖锈蚀。因此，表面粗糙度满足设计要求即可。

喷砂应保持干燥，同时其清洁度使用前应检查，一定要检查喷砂是否含有油脂。检查方法为小瓶试验，如下：取些喷砂放在小水杯内，倒入干净的水(可以是自来水)，砂子和水的比例是1∶2。摇晃水杯内的砂子和水，然后沉淀30分钟，观察表面是否有油脂漂浮。被油脂污染的砂子是不能用来做表面处理的。喷砂清洁度符合ISO8501-1规定的Sa2.5。

2)喷砂表面处理

喷砂时空气温度控制在10℃～35℃，湿度≤80％。为防止喷砂对周边环境污染，在喷砂前必须做好人孔、接管等的保护，用夹板、塑料布等包好。喷砂时，注意事项如下：

a)工作前必须穿戴好防护用品，不准赤裸膀臂工作。工作时不得少于两人；

b)储气罐、压力表、安全阀要定期校验。储气罐两周排放一次灰尘，砂罐里的过滤器每月检查一次；

c)检查通风管及喷砂机门是否密封。工作前五分钟，须开动通风除尘设备，通风除尘设备失效时，禁止喷砂机工作；

d)压缩空气阀要缓慢打开，气压不准超过0.8MPa；

e)喷砂粒度应与工作要求相适应，砂子应保持干燥。

f)喷砂机工作时，禁止无关人员接近。清扫和调整运转部位时，应停机进行。

g)不准用压缩空气吹身上灰尘或开玩笑。

(5)防腐衬里施工

防腐衬里的施工采用喷射工艺完成。喷射成型工艺是利用喷枪将玻璃纤维及树脂同时喷到钢基表面而制得玻璃钢衬里的工艺方法。其具体作法是将加入引发剂和树脂分别从喷枪两侧喷出，同时连续的玻璃纤维粗纱被切割器切断成短切纤维，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，喷到模具表面上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使玻璃纤维浸透树脂，排除气泡，经固化后形成制品。

施工环境要求：温度10～35℃；湿度≤80％。

随着我国对环境治理力度的不断加大，烟气脱硫技术得以广泛开展和采用，但是脱硫系统运行方式复杂，特别是脱硫烟囱不仅要受湿烟气酸性结露腐蚀和烟气腐蚀，还要承受干湿交变、高低温交变等物理作用侵蚀。MR型功能性玻璃钢复合材料以其优越的耐蚀性、耐温度冲击、高韧性、高抗渗性、超耐磨性等众多优点，能较好地适应脱硫烟囱所处的苛刻的运行工况，因而为电厂长期有效运行提供了可靠保障。防腐采用MR型功能性玻璃钢复合材料整体内衬防腐系统，与传统的泡沫玻璃砖内衬相比，在防腐性能和耐久性方面具有显著优势；与内衬钛钢板的烟囱相比在性价比上有较大优势，尤其是对已投运多年的电厂，因机组使用寿命相对较短，MR型功能性玻璃钢复合材料在经济性方面优势更大，而且因为其施工工期较短，更适用于烟囱的改造。该材料的应用将对湿法脱硫烟囱的防腐提供一个新的完善的解决方案，为电厂降低造价，走低碳、环保的可持续发展之路提供了有利条件。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种烟气排放控制设备防腐用MR型功能性玻璃钢复合材料，包括经喷砂处理过的基体表面、底涂层树脂、短切玻璃纤维结构层以及面涂层，所述底涂层树脂处于所述短切玻璃纤维结构层和喷砂处理过的基体表面之间，所述短切玻璃纤维结构层处于所述面涂层和所述底涂层树脂之间。

2.如权利要求1所述的复合材料，所述底涂层树脂的厚度是不小于0.25mm。

3.如权利要求1所述的复合材料，所述面涂层的厚度是不小于0.25mm。

4.如权利要求1所述的复合材料，所述短切玻璃纤维结构层的厚度为不小于2mm。

优选地，所述底涂层树脂的厚度是不小于0.25mm。

优选地，所述面涂层的厚度是不小于0.25mm。

优选地，所述短切玻璃纤维结构层厚度为不小于2mm。

由于采用了上述的技术方案，本发明具有以下有益效果：

a)耐强腐蚀。MR型功能性玻璃钢复合材料的网络结构是基于高性能的无溶剂混合树脂(由无溶剂的环氧树脂和呋喃树脂按一定比例混合)，由含有双键的官能团，通过自由基引发发生化学交联反应，耐化学腐蚀玻璃纤维增强而形成有机与无机材料杂化交联的三维网络立体结构。该复合材料体系中，不含有对水及酸敏感的羟基、酯基，空间位阻大，交联密度高，因而具有很强的抗腐蚀性和柔韧性。而其它环氧基和乙烯基酯聚合物的分子结构中含有大量羟基和酯基等薄弱基团。在同等酸介质的腐蚀条件下，MR型功能性玻璃钢复合材料具有更强的抗腐蚀性能和柔韧性；

b)低吸水率与高抗渗性。MR型功能性玻璃钢复合材料具有硬度高，韧性好、致密的表面结构，吸水率小于0.3％，水蒸汽的渗透系数为3.5×10^-15g.cm/(cm².s.Pa)，可以有效抵制湿烟气的渗透破坏；

c)高强度和抗冲击。防腐结构层内填加耐化学腐蚀玻璃纤维作为骨料，使其保持较高的结构强度和抗冲击韧性；

d)高粘结强度。底涂层聚合物分子极性强、粘结强度高，与结构基体结合牢固，试验粘结强度达10MPa。同时MR型功能性玻璃钢复合材料具有与基体接近的线膨胀系数，经240h的0～180℃冷热循环试验，防腐层与基体结合牢固，无剥离现象。这一特点保证了其与烟囱内壁粘接牢固的可靠性；

e)耐高温及抗温变性能。MR型功能性玻璃钢复合材料的热变形温度为200℃。在温度为180℃时，防腐层的弹性模量为2.7GPa，仍具有优异的力学性能，可适应故障烟温异常升高180℃时的极端工况，保证烟囱的长期安全运行。

f)整体性。MR型功能性玻璃钢复合材料可采用整体喷涂方法施工，工艺适应性好，可常温固化，能够在钢内筒和混凝土表面形成连续、完整、无缝的防腐内衬。施工过程无缝连接，保证了防腐层的一致性和整体性，使烟囱内壁完全包覆，从而起到良好的保护作用。