WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料在日钢高炉煤气管道的应用

alexwtt

摘要：本文介绍了日照钢铁高炉煤气管道内壁防腐工艺及验收情况，WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料的特点，概述国内钢厂高炉煤气管道内壁腐蚀及防腐工艺对比,以及目前国内高炉煤气管道内壁的腐蚀及防护情况，通过提出不同的防腐结构及施工工艺，为WEGF材料应用于高炉煤气管道内壁防腐蚀提供更多选择。
关键词：日照钢铁、WEGF 喷涂料、煤气管道内防腐
1 前言
近几年，在大型高炉上高炉煤气干法袋式除尘技术得到广泛应用。与传统湿法除尘相比，干法袋式除尘具有节水、节电且投资少等优点，但经干法除尘的高炉煤气对管道内部的腐蚀严重，干法除尘时喷淋塔前管道冷凝水的腐蚀速率比湿法除尘的腐蚀速率高两个数量级（大约是50倍），因此普通的防腐形式（如环氧煤沥青等）已起不到根本作用，需要针对使用介质特点和腐蚀原因分析寻找一种可靠、长效的重防腐材料。
日照钢铁集团高炉区域煤气管道以前腐蚀严重，通过和多年试验、选择，采用上海富晨化工有限公司和河南防腐企业集团联合开发的WEGF乙烯基特种涂料，高压无气喷涂工艺。
高炉区域煤气主管道及支管（含TRT出口管道）进行内防腐施工。
2 高炉煤气管道内壁腐蚀特点及防护材料比较
2.1 高炉煤气内壁腐蚀特点
高炉煤气管道发生腐蚀的部位主要是管道和设备的底部，波纹管下部的波峰上，而且腐蚀均由内部发展到外部的点腐蚀。由于湿法除尘可以通过文氏管或洗涤塔将煤气中的腐蚀性成分（如SO2、SO3、Cl2、H2S等）通过溶解或反应去除，而干法除尘的腐蚀性成分只能随煤气的流动进入下道工序，并可以伴随着煤气的降温、水分的析出而进入冷凝水，形成高腐蚀性的酸，大量的留存着的煤气冷凝水在局部有时能达到煤气管道的四分之一高度。对于高炉煤气冷凝水的化学分析结果见表1（取自某钢厂煤气管道后半段轧钢区）。

表1 高炉煤气管系中冷凝水成分

项目	总含盐量/(mg·l-1)	电导率/(us·cm-1)	总硬度/(mg·L-1)	Cl- /( mg·L -1)	PH值	SO42- /( mg·L -1)
结果	7 623	7 864	3 265	6 548	2.23	11.0

从表1的分析结果可以看出，冷凝水的总含盐量很高，PH值为2~3，其中Cl-的含量高达6 548mg/L。而一般的高炉煤气冷凝水PH值为6~7，接近中性，Cl-的含量约为361mg/L。
2.2 高炉煤气管道内壁采用的防腐蚀材料选择
早在2007年，某研究总院就对从众多耐腐蚀材料中筛选出来的四种材料进行了试验：
    ①乙烯基树脂玻璃鳞片胶泥；
②改性厚浆环氧防腐涂料(以下简称“环氧涂料”)；
③聚脲涂料（青岛有限公司）；
④环氧鳞片胶泥（广州某有限公司）。
试验结果如表2。其中浸泡溶液为Cl-为208g/L，SO42-为0.2g/L,PH=1。

表2 腐蚀试验结果

涂层体系	试验条件
	常压浸泡(一)60℃，360h	常压浸泡(二)60℃/360h+102℃(沸腾)/408h	高温高压浸泡180℃， 饱和蒸汽压 24h，120h	高压釜浸泡60℃/360h+102℃(沸腾)/408h+102℃(饱和蒸汽压)/12h
VEGF胶泥	涂层完好	涂层完好	24h,120h试样表面均红褐色，有白色和褐色斑点，为外来物附着。涂层本身完好，无起泡，无裂纹，无破损脱落。	涂层完好
环氧涂料	涂层完好	涂层完好	24h试样表面稍有变色，涂层鼓泡，冷却后鼓泡缩小，局部破裂脱落。120h试样表面红褐色，涂层已鼓泡，粉化，破裂脱落。	涂层完好
环氧胶泥	涂层完好	涂层完好	24h试样表面红褐色，涂层在两次涂装层间裂开，未脱落，未起泡。120h试样表面红褐色，在两次涂装层间裂开，局部脱落，未起泡。	涂层表面有多条纵向裂纹，无起泡，无脱落
聚脲	涂层完好	表面灰褐色,涂层起泡、溶解,部分脱落	24h试样表面灰褐色，涂层起泡，溶解，大部分已脱落。
总结	高、低温实验结果表明，涂层耐蚀顺序为：VEGF胶泥、环氧胶泥、环氧涂料、聚脲； 其中VEGF胶泥性能最佳。

3 WEGF特种喷涂料特点及应用介绍
3.1  WEGF特种喷涂料的特点
WEGF 特种喷涂料，是上海富晨化工在VEGF 材料的基础上，联合山东日照钢厂、河南省防腐企业集团，反复研究、调整配方、试验，研发的VEGF改进版，效果更突出。
针对高炉煤气管道内壁防腐的WEGF材料具有以下特点：
⑴ 耐腐蚀性能好。采用耐高温（150℃）、耐含氯等化学介质的酚醛环氧乙烯基酯树脂。
⑵ 较低的渗透率。WEGF涂层的抗水蒸汽渗透率比普通环氧树脂涂料高6-15倍。特别是在有压力情况下，抗渗效果能起到更大的作用。
⑶ 涂层具有较强的粘结强度、附着力和抗冲击强度，涂层不易产生龟裂、分层或剥离。
⑷ 耐温（热冲击）性能较好。WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料涂层的线膨胀约为11.5×10-6m/ m·℃,钢铁的线膨胀系数为12.0×10-6 m/ m·℃，两者之间比较相近。
⑸ 耐磨性好。WEGF 喷涂料涂层在固化后的硬度较高，且有韧性。
⑹ 工艺性较好。具有当场配制和室温下固化的特点，解决低温气候的固化问题和施工间隔时间的问题；另具有修补性好的特点，在WEGF材料涂层使用几年后，若出现遭损坏的情况，只需在该处作简单的处理即可进行修复，并可继续使用而不影响使用性能。
3.2 WEGF复合材料涂层成型工艺
大面积、平整面，厚度1.5mm

	富晨WEGF高温乙烯基鳞片特种喷涂料      封闭面涂	1道
	富晨WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料	3道
	富晨WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料    专用底涂	1～2道
	表面基层处理（喷砂sa3级）

全部焊缝、三通、人孔、不平整局部、结构转角，厚度2.5

	富晨WEGF高温乙烯基鳞片特种喷涂料封闭面涂	1层
	富晨WEGF高温乙烯基树脂玻璃钢（毡300g/m2）	1层
	富晨WEGF高温乙烯基鳞片特种喷涂料	3层
	富晨WEGF高温乙烯基鳞片特种喷涂料专用底涂	1～2层
	表面基层处理（喷砂sa3级）

4、 WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料的实际应用
     日钢煤气管道一直存在腐蚀严重现象，自建厂以来，高炉区域煤气主管道已经完成了一次全面更换改造，其煤气管网有效使用寿命仅3-8年。但2012年新投运的煤气管道在运行2年半后，再次出现大面积腐蚀泄露现象，经停运管道后内部检查发现，管网内部出现焊缝普遍腐蚀、管材点蚀穿孔现象。为延缓高炉区域煤气管道使用寿命，减少频繁更换造成的损失，原动力厂（公用设施处）会同公司各部室申请实施了煤气管道内防腐改造项目，借高炉检修时间，对主煤气管道进行内防腐改造。项目自2011年开始进行小范围（2#TRT区域管道）实验取得成功后，2014年6月份开始，分别对3#4#高炉区域、7#8#高炉区域、9#10#高炉区域、13#14#高炉区域煤气主管道进行了内防腐改造。现已经运行近1年。2015年5月26日-27日，公用设施处择机将9#10#高炉区域煤气主管道中的4#放散塔区域DN2800管道停运置换，邀请公司审计处、设备处、技术中心等部门共同进行了内防腐运行效果的实地检查。
检查效果如下：2015年4#放散塔区域DN2800管道内部防腐涂层检查照片
管道两侧部位涂层良好，无脱落、开裂现象。 下图为工人清理附在管道内壁防腐层上的腐蚀物及杂质（烘干水分后），经过分析，为氟离子24.76mg / Kg、氯离子10.93g / Kg、铁离子576g / Kg、硫离子32.6g / Kg、还有其他成分未测。

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管道底部涂层照片，涂层完好，无开裂、脱落现象。管道外壁也未见腐蚀穿孔滴水现象。

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二、前期未内防腐改造时4#放散塔区域DN2800主煤气管道检查照片

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以前普通防腐后，管道内部焊缝大多数已经脱落，且焊缝腐蚀深度最大在5mm左右，重至透孔。
  
  
管道内部母材除点状腐蚀外还出现条形腐蚀状态，且腐蚀深度在1-3mm左右，局部还要深。




5 结语

通过试验，再验收下过，对比小试、中试，得出了WEGF高温型乙烯基鳞片特种喷涂料在日照钢铁集团的高炉煤气管道内壁防腐工程上，是可靠、有效的。考虑到作业面窄、作业量大、对钢厂的施工周期短特点，及对涂层性能的高要求，河南省防腐企业集团的施工技术工艺和WEGF 高温乙烯基特种涂料材料结构完全能满足日钢煤气管网的腐蚀工况，预计防护年限能达到10年以上。