漆酚環氧和聚脲兩種防腐材料在發電廠鋼制水箱內壁中的應用比選

摘要：首先介紹漆酚環氧和聚脲兩種防腐材料的成分和應用范圍，然后結合應用實例對二者的施工技術要求、經濟性等方面進行綜合比較，發現漆酚環氧在作業技術要求、經濟性等方面具有顯著優勢，在火力發電廠鋼制水箱的內壁防腐中具有更加廣闊的應用前景。

關鍵詞：聚脲;漆酚環氧;發電廠;水箱;防腐;水質

中圖分類號：TG174.42? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）06-0034-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.06.010

0? ? 引言

水是火力發電廠的主要工質，在火力發電廠的海水淡化、鍋爐補給水處理、工業廢水處理等系統中均設置有多級水箱用于儲存不同水質的水，包括水質潔凈度高的除鹽水和潔凈度低、腐蝕性高的濃海水。火力發電廠內存儲容量≤500 m3的水箱一般采用不銹鋼材質的鋼板作為拼裝材料;存儲容量>500 m3的水箱通常采用Q235B材質的鋼板作為拼裝材料，并在水箱內壁設置防腐層。近些年，隨著防腐涂料行業的發展，性能良好、經濟性合理的防腐材料，如漆酚環氧和聚脲等在火力發電廠各類鋼制水箱內壁防腐中均有一定的應用。

1? ? 漆酚環氧和聚脲的組成與主要應用范圍

漆酚環氧防腐漆由生漆中提取的漆酚與環氧合成的漆酚環氧樹脂、助劑、有機溶劑及體質顏料制成，能保持天然生漆的耐久性和優良的耐腐蝕特性，人體對其無過敏反應;具有優異的附著力和耐沖擊性能，同時具有良好的耐熱、耐油、耐水和耐溶劑性能，也能耐酸、堿、鹽等介質的腐蝕。

漆酚環氧防腐材料主要用于石油開采設備及管道、鋼煙囪、船舶油艙、制酒設備、食用油貯罐、飲水艙的內壁和化工/化肥設備、城市供熱供水設施、煤氣柜、污水處理設備等的防腐。

聚脲防水涂料：以異氰酸酯類化合物為甲組分，胺類化合物為乙組分，采用噴涂施工工藝使兩組分混合、反應生成彈性體防水涂料[1]。其中甲組分是異氰酸酯單體、聚合體、衍生物、預聚物或半預聚物，乙組分是由端氨基樹脂和氨基擴鏈劑等組成的胺類化合物時，通常稱為噴涂（純）聚脲防水涂料。

聚脲彈性體（SPUA）主要用于防水、防腐、防沖刷和表面裝飾四大領域，在石油、石化等行業的化工設備及附屬設施，如大型化工儲罐、原油罐、酸洗槽、電鍍槽、炭化塔、鹽水罐、蒸發池以及艦船甲板和艙室地面、海上鉆井平臺、跨海大橋、各類混凝土儲罐中均有應用。其中，管道防腐是聚脲技術進入最早、工程應用最廣泛的領域。

2? ? 兩種防腐材料技術、經濟性比較

2.1? ? 技術性能對比

漆酚環氧的詳細技術指標如表1所示，聚脲的詳細技術指標如表2所示。

2.2? ? 涂層在不同介質、溫度下的表現

漆酚環氧防腐材料形成的涂層在30%H2SO4、10%HCl、10%HNO3、30%NaOH、飽和鹽水、自來水等介質中，煮沸情況下腐蝕試驗漆膜完好。

聚脲彈性體在醋酸（10%）、鹽酸（20%）、氨水（25%）、飽和鹽水、硫酸（20%）、氫氧化鈉（50%）、氫氧化鉀（10%）、磷酸（10%）、檸檬酸等腐蝕介質中長期浸泡后結果均為良好。

2.3? ? 漆膜厚度

漆酚環氧防腐涂料總厚度不小于280 μm;聚脲防腐干膜總厚度為1 000～1 200 μm，用在海水淡化系統中的反滲透濃水箱、超濾水箱內壁時，聚脲防腐干膜總厚度為2 000 μm。

2.4? ? 水箱內壁除銹處理要求及噴涂方式

兩種防腐材料對水箱內壁除銹處理要求相當，水箱內壁鋼板表面噴砂處理要達到以下要求[2]：“底板和壁板大面積平整表面應采用噴射清理，滿足Sa21/2級要求，即在不放大的情況下觀察時，表面應無可見的油、脂和污物，并且沒有氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質，任何污染物的殘留痕跡應僅呈現點狀或條紋狀的輕微色斑;接管座及箱頂內壁等部位噴射不及之處應采用手工或動力工具清理，滿足St3級要求，即在不放大的情況下觀察，表面應無可見的油、脂和污物，并且應無氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質，該表面應具有均勻的金屬光澤。”

水箱防腐施工應在確認水箱焊接等動火作業全部完畢后進行，水箱內防腐的順序為：（1）箱頂內壁;（2）箱體內墻板;（3）墻體底板內壁。

漆酚環氧的施工主要采用無氣分層噴涂，小面積可采用手工刷涂或輥涂，待兩道底漆實干后，進行三道面漆的噴涂，實干后進行兩道清漆的噴涂。

聚脲的施工主要采用專用噴槍，大規模噴涂之前有以下注意事項：

（1）確定所有機械設備運轉正常，確保甲組分料內不得有空氣進入，乙組分料需攪拌均勻;

（2）噴涂前先在1 m2左右面積上進行試噴，根據試噴效果調整噴槍參數，噴涂時也應遵循先箱體內壁板、后箱體內底板的噴涂工序，一道噴涂時要覆蓋上一道噴涂寬度的50%（俗稱“壓槍”），保證厚度大致均勻;

（3）合理調節噴槍的噴射角度和槍與基面的距離，可使表面光滑如“鏡面”，增強美觀性。

聚脲噴涂施工時，除注意壓槍和噴涂方向外，還要及時清理底材上未處理干凈的殘渣以及噴涂過程中落到底材上的雜物。當兩次噴涂間隔大于6 h時，首次底涂應留出20～25 cm的距離，以便與第二次底涂進行搭接，底涂（膩子）施工縫搭接面操作時應先將搭接面清理干凈，涂刷專用的搭接劑后方可進行施工。

2.5? ? 施工作業環境要求

作業前應排查焊接作業已全部完成，施工現場應配備濕度表、溫度表，并在每日涂刷施工前對水箱內溫度、濕度數據進行記錄和確認。施工現場應采取通風、防火、防靜電措施，并配備滅火器和消防水，嚴禁攜帶火種;施工過程中應全程佩戴好防護口罩，避免將漆霧或氣體吸入體內，同時要避免眼睛、皮膚等直接接觸油漆。

漆酚環氧防腐材料應在溫度5 ℃以上、相對濕度（RH）80%以下的環境中涂刷，如空氣濕度過大，需配備除濕機進行除濕，符合濕度要求后方可施工。

噴涂聚脲作業應在環境溫度大于5 ℃、相對濕度（RH）小于85%，且基層表面溫度比露點溫度至少高3 ℃的條件下進行[3]。

3? ? 應用實例

在浙江省沿海地區有嘉興電廠三期、舟山煤電電廠、臺州第二發電廠、紹興濱海熱電、寧波鎮海電廠遷建項目等發電工程項目，至今均已發電投產一年以上。

寧波鎮海電廠搬遷改造、寧波鎮海燃氣熱電兩個項目的水箱均采用Q235B鋼板，內壁涂刷T09-17漆酚環氧防腐材料，在基建期和后續長周期連續運行過程中，水箱內防腐層性能穩定，無鼓包、水質劣化等質量問題，防腐施工過程嚴把質量關，未出現一例返工返修情況。寧波鎮海兩個發電項目的鋼制水箱內壁防腐工藝如下：漆酚環氧防腐底漆采用兩道725-H06-21環氧富鋅（總厚度不小于80 μm），面漆采用三道725-H53-81環氧云鐵（總厚度不小于120 μm），清漆采用兩道725-J3-5氯化橡膠清漆（總厚度不小于60 μm）。

聚脲防腐工藝在嘉興電廠三期、舟山煤電電廠、臺州第二發電廠、紹興濱海熱電等項目的各類化學水箱中有多處應用實例。其中臺州第二發電廠項目超濾水箱、紹興濱海熱電項目二期的反滲透濃水箱施工過程中均出現不同程度的鼓包現象，主要是在冬季低溫或雨雪天氣條件下施工，作業人員技術和經驗不足的原因所致。后經返修，驗收合格，能夠滿足機組長周期運行使用要求。上述4個項目均采用進口陶氏聚脲作為水箱內壁防腐層，其聚脲施工工藝采用了STAR-Ⅰ型多功能專用底漆和Vorastar*HA/6269/HB6626純聚脲。

4? ? 比選結果

（1）漆酚環氧防腐材料在水箱防腐中無須特殊的施工機具，無須專門的噴涂操作人員，有施工技術門檻低的優勢，不易出現防腐層鼓包的質量問題。在后期使用過程中如出現少量破損或者缺陷，維護修理方便;聚脲防腐的部位，如遇防腐層鼓包或脫落情況，須采用特種聚脲進行手工修補，價格昂貴。

（2）漆酚環氧防腐涂料相比聚脲防腐涂料（陶氏進口）而言，耗用人工較多，施工速度較慢，在施工后、使用前涂料養護周期較長;而聚脲能快速固化，聚脲彈性體涂層連續、致密，無針孔、無接縫、美觀。

（3）漆酚環氧防腐材料施工過程中，對作業溫度和環境濕度要求相對較低;雙組分聚脲彈性體防腐涂料在溫度低、濕度大的環境施工中易出現鼓包、脫落情況，尤其是甲組分對潮氣非常敏感，不適合在沿海臺風季節和梅雨季節施工。

（4）漆酚環氧防腐材料在水箱內壁防腐層總厚度不小于280 μm，而雙組分聚脲彈性體防腐層厚度為1 000～1 200 μm，在存儲高鹽分的濃海水時，水箱內壁防腐層厚度不小于2 000 μm。在單位面積防腐耗用量上，聚脲的耗用量（體積）是漆酚環氧的3～4倍。初步估算，相同面積下，聚脲防腐的單位面積工程造價是漆酚環氧防腐的2.5～3.5倍，因此，漆酚環氧防腐工藝在工程造價上有著顯著優勢。

（5）漆酚環氧防腐材料無須從國外進口，供貨周期短，有著供貨可靠性強的優勢。

（6）聚脲彈性體用作電廠除鹽水箱、凝結水箱內壁防腐材料時，其溶出物對電廠初期除鹽水水質會有輕微影響，隨著系統的沖洗和浸泡以及運行時間的延長，各水質指標在3～4個月后可轉為正常[4]。采用漆氛環氧防腐涂料施工的水箱通常不會出現上述情況。

5? ? 結語

在目前發電廠項目投資控制日趨收緊，設備及材料國產化率提高，基建一線人工工資、大宗商品材料大幅上漲的嚴峻背景下，漆酚環氧防腐涂料有著材料供貨周期更可控、施工環境要求低、施工技術門檻低、單位面積造價低、后期維護/修補成本低等顯著優勢，因而在火力發電廠鋼制水箱防腐領域有著更加廣闊的應用前景。

[參考文獻]

[1] 噴涂聚脲防水涂料：GB/T 23446—2009[S].

[2] 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級：GB/T 8923.1—2011[S].

[3] 噴涂聚脲防水工程技術規程：JGJ/T 200—2010[S].

[4] 馮金玲，徐高德.電廠除鹽水箱內壁聚脲防腐涂層對水質的影響[J].涂料工業，2013，43（10）：44-47.

收稿日期：2021-12-20

作者簡介：田業偉（1989—），男，浙江人，工程師，研究方向：火電廠防腐與水處理。