Kurze Analyse des Korrosionsschutzschemas der Stahlkonstruktion eines Kraftwerks im Küstengebiet

Große Wärmekraftwerke verfügen über eine große Anzahl von Stahlkonstruktionen (z. B. Kesselstahlrahmen, Anlagenstahlkonstruktionen usw.) und Ausrüstung sowie Rohrleitungen im Freien. Die Stahlkonstruktion hat die Vorteile einer leichten Struktur und guter umfassender mechanischer Eigenschaften, aber der der Umwelt ausgesetzte Stahl ist verschiedenen Formen der Korrosion ausgesetzt. Wenn er nicht vor Korrosionsbedingungen geschützt oder isoliert wird, wird die Stahlkonstruktion allmählich oxidiert und verliert schließlich ihre Arbeitsfähigkeit. Bei Kraftwerken in Küstengebieten müssen aufgrund der das ganze Jahr über hohen Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen, des hohen Salzgehalts in der Atmosphäre und der lokalen Korrosionsumgebung des Kraftwerks wie Flugasche, Schwefeldioxid und Dampfkondensation verschiedene Korrosionsfaktoren vollständig berücksichtigt werden, um ein geeigneteres Korrosionsschutzschema für Lacke zu entwerfen und einzuführen. Um einen langfristigen Korrosionsschutz zu erreichen, reduzieren Sie die Anzahl der Neubeschichtungen und verlängern die Lebensdauer.

In diesem Artikel werden in einem im Südostküstengebiet im Bau befindlichen Kraftwerk zwei Millionen ultraüberkritische п-Typ-Ofenstahlrahmen als Objekt vorgestellt, die derzeit relativ ausgereiften zinkreichen Beschichtungen, Feuerverzinkung, Kaltspritzzinkschutzprinzip von drei Arten von Korrosionsschutzsystemen sowie die geeignete Umgebung, Planungskonstruktion, Korrosionsschutzleistung, Sensoren und Aktoren, Folgewartung und Lebenszykluskosten vorgestellt, ein umfassender Vergleich zwischen drei Arten von Korrosionsschutzsystemen durchgeführt und schließlich ein Optimierungsvorschlag vorgelegt Schema.

Gestaltungsprinzipien von Korrosionsschutzanstrichen für Kraftwerke

Die Konstruktionsidee für die Verwendung von Korrosionsschutzlacken hängt im Allgemeinen von der Korrosionsumgebung oder dem Korrosionsmedium ab, die Oberflächenbehandlungsbedingungen sind unterschiedlich, es werden unterschiedliche Komponenten der Lackbeschichtung verwendet und entsprechend den Anforderungen an die Schutzlebensdauer sowie technischen und wirtschaftlichen Vergleichsergebnissen wird die Schichtdicke der Beschichtung bestimmt. „Beschichtungen und Lacke – Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen durch ein Schutzanstrichsystem“), wird die atmosphärische Umgebung des Projektstandorts in die Klasse C4 eingestuft; Entsprechend der Haltbarkeit von Farben gibt es drei Standards für die Lebensdauer von Farben: kurz-, mittel- und langfristig. Derzeit beträgt die Lebensdauer der Lackierung der meisten Wärmekraftwerke 10 bis 15 Jahre.

2. Kurze Analyse des Korrosionsschutzkonzepts des Projekts

2.1 Klassifizierung von Korrosionsschutzsystemen

Das Beschichten oder Beschichten ist die am häufigsten verwendete Korrosionsschutzmethode. Durch die Beschichtung des Stahls mit einer bestimmten Dicke aus dichtem Material werden der Stahl und das korrosive Medium oder die korrosive Umgebung getrennt, um den Zweck des Korrosionsschutzes zu erreichen. In der Vergangenheit wurden für die Farbe Trockenöl oder halbtrockenes Öl und Naturharz als Hauptrohstoffe verwendet, daher wird sie allgemein als „Farbe“ bezeichnet. Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Lackschutzsystemen gehören hauptsächlich Zinkbeschichtungen, Feuerverzinkung und Kaltspritzzink.

2.2 Feuerverzinkungslösung

Durch die Feuerverzinkung kann eine dichte und dicke Zinkschutzschicht mit guter Schutzleistung erhalten werden. Der Konstruktionsprozess der Feuerverzinkung ist jedoch streng. Wenn im tatsächlichen Betrieb die technischen Parameter der Feuerverzinkung nicht gut kontrolliert werden, wird die Lebensdauer des Korrosionsschutzes von Feuerverzinkungskomponenten erheblich beeinträchtigt. Da das Volumen begrenzt ist und die Temperatur der Zinktauchbeschichtung 400 bis 500 °C beträgt, führt die Stahlkonstruktion zu thermischen Spannungsänderungen und sogar zu thermischer Verformung, insbesondere bei nahtlosen Stahlrohren, Kastenstrukturteilen usw. Gleichzeitig ist die Feuerverzinkung durch die Größe der Beschichtungsnut und den Transport begrenzt, was die Konstruktion vieler großer Komponenten sehr umständlich macht; Darüber hinaus ist die Prozessverschmutzung groß und die Kosten für die Abwasser- und Abgasbehandlung sind ebenfalls hoch. Wenn die Zinkschicht etwa 15 Jahre lang verbraucht ist, kann sie nicht erneut verzinkt werden, sondern nur oxidiert werden. Es gibt keine andere Möglichkeit, die Lebensdauer der Stahlkonstruktion sicherzustellen.

Aufgrund der oben genannten Einschränkungen wird die Feuerverzinkung in großem Umfang nur bei Stahlgittern von Plattformrolltreppen in Kraftwerken eingesetzt.

2.3 Zinkreiches Beschichtungsschema

Da zinkreiche Grundierungen eine gute Abschirmfunktion haben, verwenden viele Projekte zinkreiche Epoxidfarben als Grundierung für Stahlkonstruktionen im Außenbereich, Hilfsmaschinen und Rohrleitungen. Der Prozess der zinkreichen Beschichtung wird im Allgemeinen als eine zinkreiche Epoxidgrundierung von 50 bis 75 μm, zwei Epoxid-Eisen-Zwischenanstriche von 100 bis 200 μm und zwei Polyurethan-Deckanstriche von 50 bis 75 μm mit einer Gesamttrockenfilmdicke von 200 bis 350 μm betrachtet. In der stark korrosiven Umgebung von Kraftwerken in Küstengebieten ist die Schutzdauer herkömmlicher Beschichtungen kurz. Beispielsweise wird es in der ersten Phase des Kraftwerksprojekts Guohua Ninghai und in der ersten Phase des Kraftwerksprojekts Guangdong Haimen nach der Fertigstellung von 2 bis 3 Jahren zu großflächigem Rost kommen. Während der Lebensdauer der Anlage muss mehrmals eine Korrosionsschutzwartung durchgeführt werden.

2.4 Kaltverzinkungsschema

Kaltspritzzink weist eine Reinheit von mehr als 99,995 % auf, indem Zinkpulver durch Zerstäubung extrahiert wird, ein spezielles Schmelzmittel für einkomponentige Produkte, die Trockenfilmbeschichtung enthält mehr als 96 % des reinen Zinks, die Kombination aus feuerverzinktem und spritzbarem Zink (Aluminium) und zinkreichen Beschichtungen, die Vorteile des Schutzprinzips ähneln denen von feuerverzinktem, doppeltem Schutz mit kathodischem Schutz und Barriereschutz. Im Vergleich zu herkömmlichem feuerverzinktem Zink weist feuergespritztes Zink eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.

Durch die niedrige Verarbeitungstemperatur wird die Oxidationsrate von Kaltspritzzink stark reduziert. Durch die Kaltspritzkonstruktion ist die Wärmeausdehnung und die Kaltkontraktionslochrate ebenfalls sehr gering, so dass die Kaltspritzzinkschutzleistung besser ist. Die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung mit Kaltspritzzink sind relativ gering. Kaltspritzzink kann nicht nur in der Werkstatt, sondern auch vor Ort aufgetragen werden, ohne Einschränkungen durch Werkstückgröße und -form. Kaltspray-Zinkprodukte enthalten keine Schwermetallbestandteile wie Blei und Chrom und das Lösungsmittel enthält kein Benzol, Toluol, Methylethylketon und andere organische Lösungsmittel, sodass die Verwendung sicher und hygienisch ist. Aufgrund der oben genannten Vorteile wird das Kaltzinkspritzverfahren häufig beim Korrosionsschutzverfahren für Außenstahlkonstruktionen von Kraftwerken in Küstengebieten eingesetzt.

2.5 Vergleich von Korrosionsschutzsystemen

Der Vergleich der in den oben genannten drei Wärmekraftwerken üblicherweise verwendeten Korrosionsschutzschemata ist in Tabelle 1 dargestellt. Wenn wir zwei Arbeitsbedingungen betrachten und dann mit uns arbeiten, beispielsweise den Stahlrahmen für den Ofen im Kraftwerk im Küstengebiet, ergeben sich aus der Beratung des Herstellers der Korrosionsschutzbeschichtung folgende Ergebnisse: Wenn das znreiche Beschichtungsschema (mit „Haihong Elder“-Farbe) übernommen wurde, beträgt die Grundierung 65 μm, die Deckschicht 80 μm und die Mittelschicht 180 μm angewendet wurden, beliefen sich die Materialkosten auf etwa 7 Mio. RMB. Wenn Kaltspritzzink verwendet wird, beträgt die Dicke des Kaltspritzzinks 180 μm (einschließlich Versiegelungsfarbe und Deckfarbe), die Kosten für inländische Farbmaterialien betragen etwa 8 Millionen Yuan und die Kosten für importierte Farbe betragen etwa 40 Millionen Yuan. Wenn man bedenkt, dass das Kaltspritz-Zinksystem 15 Jahre lang wartungsfrei gehalten werden kann, muss das zinkreiche Beschichtungssystem alle 5 bis 7 Jahre neu gestrichen und repariert werden, was die Wartung schwieriger macht. Der wirtschaftliche Nutzen des Kaltspritzverfahrens mit Zink über 15 Jahre ist immer noch größer als der des zinkreichen Beschichtungsverfahrens.

Aus der obigen Analyse und dem Vergleich geht hervor, dass das Kaltzinkspritzverfahren die Vorteile eines langfristigen Korrosionsschutzes, der Vermeidung mehrfacher Wartung, einer guten Korrosionsanpassungsfähigkeit, einer bequemen Konstruktion und Wartung sowie niedriger Lebenskosten bietet. Für große Stahlkonstruktionen wie Kesselstahlrahmen wird in diesem Dokument das Korrosionsschutzverfahren Kaltzinkspritzen empfohlen.

3 Fazit

Angesichts der besonderen Umwelt- und Klimabedingungen von Kraftwerken in Küstengebieten wird vorgeschlagen, dem Korrosionsschutzschema der Kaltverzinkung Vorrang für den Stahlrahmen des Außenkessels und der Stahlkonstruktion im Anlagenbereich zu geben und für die Gitterplatte der Kraftwerksplattform das Schema des Eintauchens in heißes Zink zu übernehmen. Dem Eigentümer wird empfohlen, die Preisentwicklung der kaltgespritzten Zinkbeschichtung genau zu beobachten und der kaltgespritzten Zinkbeschichtung den Vorzug zu geben, wenn die Kosten erschwinglich sind, und die zinkreiche Beschichtung nur dann in Betracht zu ziehen, wenn der Preis die ursprüngliche Investitionsschätzung zu sehr übersteigt.