第42卷第8期2013年8月热力发电T H E R M A I，P()W E R G EN E R A TI()NV01．42N o．8A ug．2013湿法脱旎烟囱酷腐浍层关键佳锚鹅衍评价方法[摘要][关键词] [中图分类号] [D O I编号]李海洋，曹杰玉，祁东东，倪瑞涛，宋飞西安热工研究院有限公司，陕西西安710032湿法脱硫烟囱高、低温和干、湿交替运行环境是造成烟囱防腐涂层失效的主要原因。
分析了现有涂层附着力与耐温性能2个关键性能检测评价方法存在的问题，提出应采用干／湿态涂层附着力的变化以及采用除盐水浸泡／高温循环试验的检测方法来评价防腐涂层抵抗烟囱恶劣运行环境的能力。
试验表明，新检测方法更加贴近实际，可准确评价涂层的性能。
湿法脱硫；烟囱；防腐涂料；失效；涂层性能；评价方法T Q515．9[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)08一0150—0310．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．08．150E V al ua t i on m et hods f or key per f or m ance i ndi c es ofant i—c or r osi on coat i ngs i n FG Ds t acksL I H ai yang，C A O J i eyu，Q I D ongdong，N I R ui t ao，SO N G FeiX fa n T her m al P ow er R es e ar ch I ns t i t ut e C o．，L t d．，C hi na H u anen g G r ou p，X i’an710032，C hi naA bs t r a ct：T he hi gh—l ow t em per at ur e and dr y—w et al t er nat e r unt i m e envi r onm ent i n t he chi m n ey af—t er w et de sul f ur i z at i on i s c onsi der ed as t he m aj or r e a s o n f or ant i—co r r os i on coa t i ngs’f a i l ur e．The exi s t i ng pr obl em s of eval uat i on m e t hod f or t w o key pr oper t i es(adhes i on and he at r es i st ance pe r—f or m ance)of t he c oa t i ng w er e anal yz ed．IⅥe asur es s uch as usi ng a dhe si on change bet w e en dr y s t at e and w et s t a t e and usi ng t he dem i ne r a l i ze d w a t e r soaki ng／hi gh t em per at ur e baki ng cycl i ng t e st t o eval uat e t he ant i—cor r osi on c oat i ngs abi l i t y f or r es i s t i ng t he chi m ne y，s bad r unn i ng envi r on—m ent w er e put f orw ard．The t e st s how e d t ha t t he newde t e ct i on m e t hod w as m or e cl ose t o t he ac—t ual s i t uat i on，s o it c an eval uat e t he coa t i ngs per f o r m ance accur at el y．K ey w or ds：w e t FG D；c hi m ne y；a nt i—c or r os i on coat i ng；f ai l ur e；c oat i ng per f or m anc e；e va l ua t i on T_ne“10d由于湿法脱硫烟囱防腐项目投资巨大，在项目实施前，均需对备选涂料进行性能检测和评价，从中选出最具性价比的涂料。
然而在实际工程应用中，选出的多种防腐涂料按照规定程序施工涂装后，在运行不久即发生失效，出现了开裂、剥落或起泡等现象[1。
4]，原因是湿法脱硫烟囱防腐涂层的运行工况比较特殊，存在干、湿和冷、热交变等。
现有涂层检测技术的测试条件与烟囱实际情况存在较大差别，检测合格的涂料并不能保证在实际使用中保持良好的性能。
对此，本文研究了涂料检测关键性能指标，并针对实际运行环境提出了新的评价方法，为湿法脱硫烟囱防腐涂料的选择提供指导。
==========================================作者简介：李海洋(1988一)，男，在读硕士研究生，研读向为火电厂金属腐蚀与防护。
E—m ai l：l i hai ya ng@t p r i．com．c n第8期李海洋等湿法脱硫烟囱防腐涂层关键性能指标评价方法1防腐涂层必备的几个关键性能试，得出了可以在湿法脱硫烟囱中使用的评价结果。
1．1附着力涂层的附着力包括涂层与金属基底表面的黏附力和涂层本身的结构强度2方面。
涂层与金属基底表面的附着力越大，所形成的保护膜才能有效地阻挡外界侵蚀性离子的渗透；而涂层的内聚力越大，则涂层结构坚韧致密，抗渗性越强，表面状态越好。
在当前涂料性能评价过程中，涂层附着力的检测是在干态下，而脱硫烟囱内壁长期处于湿态，检验结果得不到保证。
此外，当脱硫烟囱出现干湿交替运行时，防腐涂层的附着力可能会发生变化，造成涂层覆盖率明显降低，加速金属基底腐蚀[5]。
因此，应采用干／湿态附着力的变化率来反映涂层抵抗烟囱恶劣运行环境的能力。
1．2耐温性能在无G G H的湿法脱硫系统中，烟囱的正常运行温度约50℃，当脱硫系统部分发生故障，烟囱的运行温度将达120～170℃，极端情况下甚至会达到200℃左右，这种高、低温交替运行对涂层的影响较大，是大部分烟囱防腐涂层失效的主要原因[4’6。
7]。
(1)烟囱内壁金属基底和涂层的热膨胀系数差别较大，当温度变化时，金属基底的热膨胀变形比涂料涂层小，涂层与金属基底之间产生了热应力。
当应力足够大时，涂层即发生剥落。
为了避免产生交变热应力，涂层的热膨胀系数应与金属基底一致或者涂层的弹性远远大于金属基底。
(2)烟囱防腐涂层长期在酸性冷凝液中使用，水溶液会穿透涂层抵达基底并积聚，直至涂层内、外的水压相等。
当烟囱旁路运行时，涂层／基底界面处的水蒸气分压会不断升高。
当压力大于涂层附着力或涂层强度时，涂层就会剥离或者起泡。
涂层耐温性能检测的关键在于水溶液是否已经渗透涂层，水渗透情况下的耐温性能才能真实反映防腐涂层在湿法脱硫烟囱中的真实情况。
因此，应采用除盐水浸泡／高温循环试验检测涂层的耐温性能。
2试验检测选取环氧类涂料(A)、耐酸胶泥(B)、热塑性弹性体涂料(C)3种应用比较广泛的脱硫湿烟囱防腐涂料，对其进行交变湿度与温度条件下的检测，以评价其在实际烟囱运行状态下的防腐性能。
这些涂料在测试之前均通过了当前相应的防腐涂料性能测2．1附着力将涂有涂层的试片放置于80℃除盐水中浸泡168h后取出晾干，按照A S TM D4541《拉拔附着力测试方法》测试涂层的附着力。
同时将试验结果与放置在80℃烘箱中经168h试片涂层的附着力进行对比，其结果如表1所示。
表1防腐涂层干、湿态附着力测量结果T abl e1T订ea s ur e m e nt r e su l t s O f t he an t i—c or r O s i O nc o a t i ng f w e t a dh e s i on由表1可见，3种涂层除盐水浸泡后2种状态下的附着力变化明显不同。
A、B涂料的附着力随状态变化不大，说明涂层具有良好的湿态附着力；C 涂料的附着力在浸泡后明显降低，说明涂层的耐水性差，在水渗透后极易发生失效。
2．2耐温性能将试片置于80℃除盐水中浸泡168h后自然风干15m i n，随后将其放入150℃的高温烘箱中烘烤24h，最后置于空气中冷却30m i n后测试涂层附着力，将试验结果与同样温度老化但不浸泡的试片检测结果进行比较，结果见表2及图1。
由表2及图1可见，A、B、C涂层的附着力在湿态情况下明显减小，涂层表面状态均发生了明显变化，其中涂层C 表面大量起泡，说明3种涂料的耐温性能均未通过耐交变温度测试，不能作为湿法脱硫烟囱防腐涂料。
实际应用结果也证实，上述3种涂料在运行一段时间后均发生了失效，A和B涂层发生了开裂和剥落，C涂层大量鼓泡，涂层整体上与基底脱离。
由此可见，本文提出的评价方法准确地显示了3种涂层的性能。
表2防腐涂层冷热交变附着力测量结果T abl e2M e硒ur em ent r鹤u I t s of t he a nt i-cor r惦i on c o a t i ng ga d he s i o n duri ng c o l d-hO t a l t er nat i O nht t p：∥w w w．rl f d。
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pe ri odi c al s．net．c n152热力发电2013年Fi g．1 3结论(a)涂料A图13种涂料试片试验后表面状态T h e s u r f ac e st at e of(a)coat i ng A(b)coat i ng B a nd(C)c∞t i ng c on s peci m e璐af t er t he t鹤t[4]现有烟囱防腐涂层检测技术的测试条件与烟囱实际情况存在较大差别，不能准确预测涂层的性能。
对此，应采用干／湿条件下涂层附着力的变化以及采用除盐水浸泡／高温循环试验的检测方法来评价防腐涂层抵抗烟囱恶劣运行环境的能力。
试验表明，∞J 新的评价方法可准确评价涂层的性能。
[1][2][3][参考文献]王海宁，蒋达华．湿法烟气脱硫的腐蚀机理及防腐技术[J]．能源环境保护，2004，18(5)：22—24．W A N G H a i ni ng，JI A N G D ah ua．The cor ros i on m echa—ni s m and ant i—c or r os i on t echnol ogy of FG D[J]．Ene r gyE n vi r o nm en t P r ot ec t i on，2004，18(5)：22—24．关亚静．烟气脱硫装置的防腐材料[J]．河北电力技术，2000(3)：28—29．G U A N Y aj i ng．T he ant i—cor r osi ve m at e“a l s f or FG Ddevi ce[J]．H eB ei E l e ct r i c Pow er，2000(3)：28—29．李静．高性能鳞片涂料在脱硫烟囱防腐蚀中的应用[J]．有色冶金设计与研究，2006，27(6)：10一12．L I J i ng．T he a ppl i c at i on of hi gh per f or m ance f l akec oat i ng i nFG D f or ant i—corr osi on[J]．N onf err ous M e t一[6][7]al s E ngi neer i ng and R es ea rc h，2006，27(6)：10一12．马晓峰，毛玉如．湿法脱硫工艺中G G H取消后烟囱防腐方案探讨[J]．锅炉制造，2007(2)：36—38．M A X i a of eng，M A0Y ur u．The di s cus s i on of F G D s a n—t i—cor r osi on sc hem e w i t hout G G H[J]．Boi l e r M anuf ac—t ur i ng，2007(2)：36—38．邓宇强，王志刚，曹杰玉，等．火电厂烟囱防腐涂料性能检测方法和评价体系研究[J]．热力发电，201z(12)：51—54．D E N G Y uqi ang，W A N G Zhi ga ng，C A0J i eyu，et a1．T es t m et hod and eval uat i on s ys t em f or per f or m ance ofa nt i c orr osi ve c oat i ng on s t a ck i n t her m al pow er pl a nt[J]．Ther m al Pow e r G ener a t i on，2012(12)：51—54．白学利，郑晓永，张瑾．湿法脱硫烟囱腐蚀现状及防腐方案的选择[J]．热力发电，2011，40(2)：84—87．B A I X u e l i，Z H E N G X i aoyong，Z H A N G J i n．FG D’ss t a c ks cor ros i on s i t ua t i on and pre s e r v a t i on opt i ons[J]．T her m a l Pow er G ener at i on，2011，40(2)：84—87．郭文斌．采用湿法脱硫后的钢烟囱防腐施工处理[J]．陕西电力，2012，40(11)：82—85．G U0W enb i n．A n t i—corr os i on t r eat m ent of st e el chi m—ne y af t e r i m p l em ent i ng w e t f l u e gas des ul f ur i z a t i on[J]．Shaanxi E l e ct r i c Pow er，2012，40(11)：82—85．ht tp：∥w w w．rl f d．com．cn ht t p：∥rI fd．peri odi ca l s．net．c n。
