煤礦井筒裝備防腐涂料的選擇和施工

王鵬洲

[摘 要]井筒在煤礦的開采中扮演者不可或缺的角色，如何對井筒做好日常維護和修復以及延長井筒的壽命，能有效提高井筒的工作效率，產生更大的經濟效益。相關調查顯示，在煤礦廠工作環境下的鋼鐵銹蝕速度是海洋環境中鋼鐵銹蝕的3倍左右。可見研究礦井鋼鐵裝備的銹蝕問題的經濟意義重大。

[關鍵詞]井筒裝備 腐蝕原因 防治措施

中圖分類號：T1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0033-01

一、緒論

煤礦井筒裝備所處的工作環境惡劣，長期處于高溫、風雨、以及各種化學液體侵蝕的環境中。煤礦井筒裝備的銹蝕問題一直沒能引起礦產企業的關注，礦產對井筒裝備的防護一直僅限于涂防護涂料，有些礦產則直接不做任何防護措施就投入生產使用。金屬材料暴露在空氣中極易被氧化和侵蝕，因此有些礦產的井筒裝備僅僅在一兩年時間內表面就已經腐蝕嚴重，簡單涂上的涂料層也會慢慢脫落。當然，井筒裝備的銹蝕程度和使用年限和使用地區的水質，地質和氣候是有很大聯系的。在酸堿水質較嚴重的地區在數年之內井筒裝備就因為銹蝕嚴重而需重新配置和更新。而環境水質接近中性的地區，井筒在十年左右的時間內也銹蝕得差不多了。這不僅僅使對金屬資源造成浪費，而且對環境也造成了污染，更重要的是井筒的銹蝕嚴重時將影響煤礦工廠的正常運作。本文將對煤礦井筒裝備銹蝕原因展開分析，并制定相應解決措施和防范對策。

二、井筒裝備銹蝕原因

2.1 焊接原因

對井筒裝備進行防腐蝕的工作基本上都是在地面上完成的，·之后還要根據實際情況要求對井筒進行切割和焊接處理，這項工作意味著會一定程度上破換防腐蝕涂層，因此很多井筒準備的腐蝕往往是從焊接節點部位開始腐蝕的。焊接的方法也有很多種，但每種都會對防腐涂層產生不同程度的破壞，比如說氣焊燒紅焊接能使焊接出來的井筒焊接部位光滑平整，但后續的敲平處理過程中會對接頭附近的防腐涂層會遭到破壞。另外，在必要時，井筒裝備的焊接必須分部焊接，間斷的焊接容易在焊接部位摻入其他雜質，這也是導致焊接部位腐蝕速度快的原因。

2.2 管道原因

井筒裝備的里面布著許多排水管，而排水管內的水屬于間斷性排水，間斷排水導致排水管內有雜質和空氣，這都給金屬銹蝕的提供了有利條件。其次是，排水管外部長期暴露在空氣和雨水的自然條件下，內外腐蝕的共同作用下，井筒排水管會在很短的時間內就需更換新的。其中屬水泵的腐蝕損壞最為嚴重，因為水泵內部的葉輪會形成類似蜂窩形狀的水流小孔，葉輪上的葉片在流到后，葉輪的蓋板上便出現大小不一的小洞，其中一部分會出現直接被穿透的現象。加上礦井中充斥著會形成硫酸的五氧化硫氣體，所以葉輪腐蝕的速度極快，有時一個星期就得更換一次。

2.3 環境原因

煤礦廠由于工作需要，井筒裝備長期處于高溫高濕的環境中。部分設備更具需要可能還需要定時臨水起到降溫的作用。眾所周知，空氣和水是產生銹蝕的溫床，不同地區的水質偏酸堿值土質嚴重影響著井筒銹蝕的速度。相關調查顯示，水質偏酸堿性的地區井筒準備最容易被腐蝕，且腐蝕速度最快。原因在于酸堿水質地區水中的電解質增加后，會與井筒的金屬壁產生化學反應從而侵蝕了井筒。而淋水部位的井筒銹蝕程度要低于化學銹蝕，因為設備在淋水的情況下相當于給設備穿上一層保護膜，金屬外壁沒有直接爆露在空氣中，空氣中的氧氣要穿透過水層才能到達金屬表面，從而減慢了腐蝕速度。銹蝕速度最慢的是浸泡在水中的裝備，是因為水起到了很好的隔離作用，空氣中的氧氣很難穿透厚厚的水層接觸金屬，時間長了以后，水中的水垢會附著在金屬表面形成保護層，所以浸泡在水中的金屬裝備反而受到了較好的保護。

三、井筒裝備防腐蝕措施

3.1 涂料保護層

給井筒裝備涂上涂料防止金屬表面被銹蝕是目前煤礦工廠最常用的方法之一。因為涂料保護的操作簡單、涂料費用實惠、不費人力、不浪費時間、修補簡單等一系列優點。涂料的種類較多，常見的有富鋅底漆、環氧鑄石粉、環氧瀝青漆等。若僅僅使用涂料保護防護效果并不會很理想，但要是結合電鍍、熱浸鍍、或者化學鍍效果就會好很多。需要特別注意的是在涂保護涂層以前一定要將井筒裝備表面的污垢和銹漬要徹底清除干凈。這項工作對除銹和電鍍的技術的要求較高，沒有技術嫻熟的工作人員操作的話效果往往會很差。

3.2 搪瓷保護

搪瓷保護層顧名思義，就是在井筒裝備表面鍍上一層瓷。搪瓷保護層穩定環保，但工藝相對較繁瑣。搪瓷保護層的操作是先在所保護的裝備表面涂上一層瓷漿，然后經過高溫高濕加熱進行燒制。搪瓷是一種惰性材料，它受外界的干擾較少，一也不易發生化學反應。其表面光滑，不易堆積污垢易清潔。但搪瓷的材質較脆，撞擊后容易出現局部脫落現象。另外，井筒裝備一般體積比較大，一般的搪瓷燒制車間很難滿足要求，所以燒制場所的限制也成為一個難以推廣搪瓷防腐工藝的一個重要原因之一。

3.3 玻璃鋼防腐

玻璃鋼相比涂料和搪瓷來說是一種新型的防腐材料。且此種材料結合看涂料和搪瓷的共同優點。不但操作簡單，對技術性要求不高。且質量小、強度、穩定性都不遜色其他材料。隨著科技的發展，玻璃鋼的種類也在增加。目前推廣常見的有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛類玻璃鋼等。其使用壽命也遠超過涂料和搪瓷且不易損壞。避免了返修造成的經濟人力浪費，保障了工廠不因設備腐蝕問題而停工停產。因此，玻璃鋼將會逐漸取代其他防腐材料，它的突出優勢將逐漸得到市場的認可。

四、總結

總而言之，煤礦產業井筒裝備的防腐工作勢在必行、刻不容緩。隨著經濟發展，我國的煤炭產業將會得到進一步開展和發掘。每年對井筒防腐工作浪費的資金都不是一個小數目，由此可見，關注和重視井筒裝備的防腐問題是非常有必要的。井筒的壽命長短和所采用的防腐措施和材料密不可分，一步到位做好防腐工作無論對工廠和社會都是有明顯的經濟效益。，這也將是各個煤礦廠將會逐漸意識到的問題。目前的防腐措施雖然很多，但不同規模的煤礦工廠可根據自身的規模大小、資金、生產效益來制定最佳的防腐方案。

參考文獻

[1] 段慎修.武宜庚.張鳳蘭煤礦井筒裝備防腐涂料的選擇以及相關處理方法.《煤炭科學技術》.2010.

[2] 單付東.煤礦立井井筒裝備設計與施工中的常見問題及對策.《建井技術》.2016.

[3] 宋風華.電弧噴涂長效防腐技術在煤礦井筒裝備中的應用.《煤礦機械》.2000.

[4] 路增祥.望兒山金礦井筒裝備防腐蝕效果及評價.《建井技術》.2001.

[5] 程瑞珍.段情修.楊文啟.熱浸鍍鋅重防腐涂層在礦山井筒裝備中的應用.《煤礦現代化》.2008.