瀝青混凝土用于酸泵基礎的防腐

李應超

（平煤天宏焦化公司，河南 平頂山 467021）

平煤天宏焦化公司硫酸銨生產投產至今已有6年多，由于泵體密封損壞和各連接之間的管道、設備腐蝕，導致硫酸銨母液經常出現泄漏。因為硫酸銨母液中含有約3.5%的硫酸，造成硫酸銨母液泵座基礎腐蝕嚴重，出現大面積剝蝕，有的已被完全腐蝕掉。生產區曾經地面污物遍地、氨臭味濃烈，操作工的工作環境十分惡劣。為了解決硫酸銨母液腐蝕泵座基礎問題，公司先后采用了多種防腐方案，均因設備及管道頻繁發生母液或硫酸泄漏，找不到合適的防腐材料，最終導致防腐失敗。2008年9月，針對不能停產、母液泄漏頻繁的實際情況，在保證防腐質量同時，優選最少投資方案，確定采用耐酸瀝青混凝土作為各類泵基礎的方案。該方案投入施工使用至今，泵基礎牢固無腐蝕的痕跡，整體防腐質量優良，場地整潔衛生，排水順暢，環境清新。

表1

一、設備基礎的腐蝕原因及分析

1.硫酸銨母液的泄漏原因

針對硫酸銨系統母液泄漏原因，通過分析硫酸銨母液的組成情況（表1），結合不同部位的設備腐蝕泄漏，確定硫酸銨系統泄漏主要是由酸腐蝕和硫銨顆粒及酸焦油對母液泵機械密封磨損導致的。

硫酸銨生產中的設備和管道均采用不銹鋼設備，所用的離心泵采用機械密封阻止外泄。但由于稀酸的強烈腐蝕性和母液中的氯根偏高，設備和管道經常出現腐蝕穿孔，造成硫酸銨母液泄漏。另外，從表1可看出，硫酸銨母液中混有25%～35%的硫酸銨顆粒和少量的酸焦油，這些顆粒和黏稠的酸焦油狀物質，一旦進入兩個相對高速運轉的動、靜環摩擦副，很容易擦傷兩個動、靜環密封端面，造成硫酸銨母液從擦傷面泄漏外溢到設備基礎和地面上。新換機械密封在1周左右就會再次損壞，如更換新機械密封，不但費用高，而且勞動強度較大；一般泄漏量特別大時才更換新的機械密封（泄漏的硫酸銨母液均進行了回收），而泄漏的硫銨母液就會腐蝕泵基礎。

2.設備基礎的腐蝕原因

原來的設備基礎均為耐酸混凝土結構，外用耐酸樹脂膠做黏合劑，采用耐酸瓷磚貼面進行防酸處理。所用的樹脂膠泥為高分子膠黏劑，在無水潔凈的混凝土表面粘接力強。但由于每次施工均是在生產狀態下施工，難免泄漏母液飛濺到施工場地，而樹脂膠泥在潮濕面的粘接力會大大下降，強行帶水施工，貼上去的耐酸瓷磚會起殼或粘不結實，加上生產過程中的設備振動，很難保證整個防酸層無滲漏處。一旦硫酸銨母液滲漏到泵基礎內部就會馬上腐蝕設備基礎。由于硫酸是強酸，它能和混凝土中的碳酸鈣、硅酸鈣等發生化學反應。另外，當硫酸銨母液滲透到混凝土縫隙中形成結晶，體積大增，其結晶膨脹力能脹破混凝土的固體結構，使設備基礎遭受毀滅性破壞。

二、防腐設計、施工與效果

1.基礎防腐設計要求

在設計中，考慮到硫酸銨母液泵經常出現泄漏，造成設備基礎腐蝕。為了延長硫酸銨泵基礎的使用壽命，最終確定把硫酸銨母液泵基礎設計為耐酸瀝青混凝土基礎。用瀝青為膠凝材料與石英石、石英砂、石英粉經加熱攪拌而成的耐酸介質混凝土，其中要求在澆注過程中熱拌熱鋪，確保瀝青混凝土孔隙率在6%～10%，做到越小越好。另外，為了增加泵基礎的整體性和強度，設計成耐酸瀝青鋼筋混泥土，基礎的上部采用鋼筋網澆注。

2.施工準備

在施工過程中，首先對腐蝕嚴重的泵座基礎（每種泵均為一開一備）進行徹底拆除清理。為了確保本次防腐成功，基礎清理完畢后，用白灰中和殘留的腐蝕介質，再用凈水沖洗中和反應后的殘留物，使基礎層中的酸性介質在反復中和、清洗中消失。處理完畢后，用三七灰土做墊層，再用水泥砂漿做面找平澆冷底子漆兩遍；同時購買相應的石油瀝青、石英粉、石英石（20～25mm以下）、石英砂（5～7mm以下）耐酸瓷磚及圓鋼等材料，待基槽完全干后方可施工。

3.施工工藝

當基礎具備施工條件后，首先現場制作好耐酸基礎磨具，按要求綁扎好鋼筋骨架（鋼筋骨架可根據泵座大小設計鋼筋密度），再將瀝青塊破碎成小塊熬制，均勻加熱至160～180℃，不斷加熱攪拌、脫水至不再起泡，并除去雜物；然后嚴格按施工配合比，將石英粉、石英砂和石英石預熱至140℃左右后，將干燥粉料和骨料混合均勻，隨即將熬至好的瀝青液體逐漸加入混合料中，并不斷翻拌至全部粉料和骨料被瀝青覆蓋為止。拌制的集合料溫度應比熬制的瀝青溫度高10～20℃為宜，拌和時必須使所有的集合料顆粒全部裹履瀝青結合料，并以瀝青混合料拌和均勻。施工中值得注意的是：檢查混合料的均勻性，及時分析異常現象，如混合料有無花白、冒煙和離析等現象，如確認有質量問題，應作廢料處理并及時予以糾正。

攪拌均勻的混合料層層分攤在基礎磨具內，每鋪設一層均需搗實后再鋪下一層，要求每層厚度80～100mm（過厚容易出現密實度不夠，氣孔率偏大，影響基礎強度）至整個基礎填滿搗實壓平，確保整體的密實性。為了預防瀝青混凝土暴曬老化影響基礎壽命，還在瀝青混凝土基礎的表面，采用耐酸瓷磚貼面來加強防腐和抗老化性能，不但起到了很好的防腐功效，而且整體美觀。另外，為了確保施工質量，優選有施工經驗的專業防腐隊伍進行施工。在施工中，我方工地代表不離現場，認真監督，發現質量問題及時提出整改意見，杜絕質量事故發生。

4.使用效果

通過采用瀝青混凝土取代了原來的耐酸混凝土，不但有效解決了基礎腐蝕問題，而且硫酸銨工序因設備基礎腐蝕停工問題得以解決。同時也提高了煤氣中氨氣的回收率，改善了職工的操作環境，節約了維修費用，并為同行企業的防腐提供了借鑒。

三、總結

硫銨母液泵、結晶泵、二次噴灑泵采取耐酸瀝青混凝土防腐方案后，徹底改變了硫銨工段的工作環境，消除了安全隱患。這次防腐的成功，主要取決于正確利用耐酸混凝土的特性和基礎表面的防腐瓷磚，有效阻止了酸液和被腐蝕物接觸。另外，在施工中，不但采取加大泵基礎表面坡度的辦法，使得腐蝕介質能順坡流入下水道回收，避免與腐蝕介質長期接觸遭受腐蝕；而且在瀝青混凝土基礎外表采用濕面固化型樹脂膠泥襯砌耐酸磚技術，從而避免了因生產過程中相鄰設備泄漏飛濺，造成基礎表面潮濕或有水使粘貼好的防腐瓷磚層開裂、脫落、起殼等現象的發生。