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淺談特高溫?zé)煹?煙囪的防腐

2022-07-29 02:51:20 hualin

煙道防腐,煙囪防腐,如果是僅僅濕熱酸腐蝕的話,這個(gè)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到很好的解決了,經(jīng)歷了2000至今的發(fā)展,目前基本以乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥方案為主,當(dāng)然也存在KPI、磚板內(nèi)襯等方案,但在中低溫以及一般的高溫時(shí),玻璃鱗片膠泥的方案已經(jīng)被大家所認(rèn)同,盡管不一定是最完美的解決方案,但從性價(jià)比,使用壽命等各方面綜合來(lái)看,乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥內(nèi)襯的方案確實(shí)是最佳選擇。

      國(guó)內(nèi)做FC的工程公司正在越來(lái)越多得遇到一些更加棘手的問(wèn)題:電廠原煙道/煙囪、鍋爐原煙道/煙囪。這兩者都是特高溫,瞬間高溫達(dá)200度以上,長(zhǎng)期溫度也有接近180度,并且基材有鋼質(zhì)的,也有混泥土砼基材的,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)時(shí)常出現(xiàn)溫度時(shí)高時(shí)低,運(yùn)行環(huán)境的溫度驟變很厲害。

      應(yīng)該來(lái)講,目前國(guó)內(nèi)做這一行的工程公司很多,材料商也很多,提出來(lái)的方案五花八門,但是真正經(jīng)歷了五年以上的實(shí)際環(huán)境運(yùn)行的成功案例,幾乎沒有。下面歐陽(yáng)就目前國(guó)內(nèi)防腐行業(yè)在該領(lǐng)域所提出來(lái)的方案一一分析其優(yōu)缺點(diǎn),供所需人士參考。

    特高溫?zé)煹?煙囪的防腐方案,目前主流的有:乙烯基酯樹脂(VER)玻璃鱗片膠泥、VER膠泥玻璃鋼復(fù)合、VER膠泥勾縫磚板內(nèi)襯(賓高德?;u、耐酸磚、耐酸陶瓷等)、耐酸KPI膠泥、KPI膠泥勾縫磚板內(nèi)襯、OM涂料、鈦合金哈氏合金等等合金方案。現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)開始有了一些新的方案,但是幾乎沒有案例,就是有的案例也運(yùn)行不到兩年:混元體方案、環(huán)硅聚合物金屬雜化方案

    特高溫?zé)煹?煙囪的防腐方案設(shè)計(jì),關(guān)鍵考慮點(diǎn):防腐、抗?jié)B、防脫落。防腐由材料本身材質(zhì)的耐酸性,尤其是高溫下的耐酸性決定的;抗?jié)B主要有防腐的厚度,有機(jī)/無(wú)機(jī)成份的固化物的致密性決定的;防脫落主要是由施工質(zhì)量、基材的處理好壞、防腐材料本身的耐溫驟變性能高低以及防腐涂層的耐應(yīng)力變化優(yōu)劣決定的。

A 高溫玻璃鱗片膠泥方案
這里指的是可以長(zhǎng)期耐180度的高交聯(lián)密度型的玻璃鱗片膠泥。
方案優(yōu)點(diǎn):耐酸性非常好、抗?jié)B性能極好、施工方便、綜合成本低、性價(jià)比高。
方案缺點(diǎn)(或稱難點(diǎn)):底漆的耐溫性能要求同樣達(dá)到耐180度級(jí)別,并且做到有一定柔韌性,這是目前乙烯基酯樹脂行業(yè)較解決的問(wèn)題;膠泥本身韌性不佳,容易發(fā)脆;尤其是在溫度驟變下,膠泥底漆層與基材的粘結(jié)性能不佳,容易脫落,尤其是基材處理不足時(shí)更容易出問(wèn)題;溫度驟變時(shí),局部應(yīng)力引起的應(yīng)力后續(xù)集中,這是較難解決的(該方案的耐應(yīng)力變化不足)。以上幾個(gè)缺點(diǎn)的根本原因在于:FC膠泥方案的最終防腐層固化后的線性膨脹系數(shù)與基材有差異,尤其是在特高溫時(shí),體現(xiàn)得尤為明顯,高溫下與基材的粘結(jié)性能不能很好得保證,乙烯基酯樹脂中的極性鍵是羥基,還不足以完全象環(huán)氧鍵那樣起到的粘結(jié)效果好,并且基材處理要求較高,而實(shí)際施工中,工程方的基材處理往往都是應(yīng)付了事。
長(zhǎng)期耐180度的膠泥方案很容易得到,如使用高交聯(lián)密度型的酚醛型乙烯基酯樹脂,輔以玻璃鱗片和其他助劑,就可制備出來(lái)這類型的膠泥。應(yīng)該注意的是,這類型樹脂的粘度一般都較大,制作膠泥時(shí),加入過(guò)多的稀料苯乙烯,又會(huì)導(dǎo)致最終膠泥固化物發(fā)脆,耐溫性能下降,因此在制備膠泥時(shí),不可靠過(guò)多添加苯乙烯來(lái)滿足操作工藝性,也不可一味靠減少玻璃鱗片等無(wú)機(jī)物的含量來(lái)達(dá)到工藝便利性,應(yīng)該是兩者結(jié)合,最終膠泥的樹脂含量較之一般的VER膠泥的樹脂含量要高一些,只要能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工,就盡量不要多添加苯乙烯單體。
高溫底漆,并且具備一定柔韌性,目前在國(guó)內(nèi)能提供這樣底漆的廠家,完美解決這個(gè)問(wèn)題的,幾乎沒有。目前市場(chǎng)絕大多數(shù)的做法是:把高交聯(lián)密度型VER或者類似的樹脂,添加丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等其他極性較高,又能參與交聯(lián)固化的稀料,制成底漆打底的,打底完一道后,再在底漆中添加少許粉料(多為石英粉之類)再上非常稀的膠泥一道,然后再上特高溫膠泥中涂和面涂。也就是說(shuō),現(xiàn)行的做法是并沒有去找專門的底漆,而是拿耐高溫的乙烯基樹脂,極性單體稀釋后直接作為底漆來(lái)用。
當(dāng)然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一種有機(jī)硅復(fù)合耐高溫的乙烯基樹脂的底漆了,目前基本上上還是停留在各公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室中試中,在實(shí)際中并未得到大量應(yīng)用。有機(jī)硅樹脂的引入,會(huì)大大提高底漆的耐溫級(jí)別。聚氨酯改性耐高溫乙烯基樹脂底漆,也已經(jīng)有了新的嘗試,但至今還沒有看到案例中成熟的應(yīng)用。
為了降低耐特高溫的乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥的現(xiàn)行膨脹系數(shù),做到更佳接近基材,同時(shí)又能很好得提高膠泥本身的韌性和耐沖擊性能,有效地防止溫度驟變過(guò)程中的脫落和耐應(yīng)力變化的不足,目前市場(chǎng)上一些人已經(jīng)開始嘗試并使用一些改性劑對(duì)現(xiàn)行的VER膠泥進(jìn)行改性,主要方向有:1、添加熱塑性高分子塑料的粉末,比如PET、PP、PE、ABS這些,這些東西在膠泥中起到低收縮劑的作用,降低收縮的同時(shí),提高了整個(gè)膠泥涂層的韌性,從另一個(gè)側(cè)面來(lái)改善涂層的耐溫驟變耐應(yīng)力變化不足容易脫落的問(wèn)題(一些原來(lái)做涂料的現(xiàn)在也做VER玻璃鱗片膠泥的廠家正在朝這個(gè)方向努力,并且已經(jīng)市場(chǎng)化,歐陽(yáng)已經(jīng)見過(guò)這方面的廠家工程師);2、添加一些有機(jī)硅類特耐高溫的物質(zhì)或助劑,提高整體膠泥涂層的耐溫級(jí)別(歐陽(yáng)也已經(jīng)見過(guò)這方面的廠家工程師);3、添加現(xiàn)行膨脹系數(shù)更小的鱗片或其他物質(zhì)(如金屬鱗片)到膠泥中去,使得最終的涂層的硬度強(qiáng)度提高更多,涂層的現(xiàn)行膨脹系數(shù)更加接近無(wú)機(jī)或金屬基材,也能從另一個(gè)側(cè)面來(lái)改善涂層的耐溫驟變耐應(yīng)力變化不足容易脫落的問(wèn)題。以上三種方法在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少人在實(shí)際案例中使用了。


B VER玻璃鱗片膠泥+FRP玻璃鋼的復(fù)合方案
這也是目前使用較多的一種方案,在國(guó)外,尤其是日本,已經(jīng)比較認(rèn)可的特耐高溫的方案。
該方案相比純的膠泥方案的優(yōu)點(diǎn)在于:膠泥底下做了FRP的隔離層,在有條件下情況,甚至可以做碳纖維的玻璃鋼隔離層(1~2mm),可以很好的起到膠泥和基材層的過(guò)度作用,整體強(qiáng)度和耐沖擊都會(huì)大大提高,保證耐溫、耐酸、抗?jié)B的前提下,較A方案的耐溫驟變和耐應(yīng)力變化會(huì)有所改善,但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)也是治標(biāo)不治本,其缺點(diǎn)也和上文提到的一樣,如果要去做改善,其方法和原理也和上文一樣。

C VER膠泥勾縫磚板內(nèi)襯(賓高德泡沫?;u、耐酸磚、耐酸陶瓷等)
磚板內(nèi)襯的方案可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)做得也較多的方案之一,尤其是在鹽城地區(qū)的高空防腐類工程公司,他們的方案很多都是這一類。

磚板襯里,本應(yīng)是在超重腐蝕環(huán)境下,對(duì)耐溫、承壓、耐磨等都有特殊要求之時(shí),才會(huì)用到,相比較玻璃鋼內(nèi)襯防腐、膠泥內(nèi)襯防腐的成本更高。
磚板襯里的耐溫性(尤其是耐溫驟變性)、耐腐蝕、耐磨、承壓、傳熱慢這些都是它的優(yōu)點(diǎn);韌性不足,抗沖擊差,勾縫材料選擇不當(dāng)容易出現(xiàn)滲漏,隔離層粘結(jié)材料使用不當(dāng)容易磚板脫落。

磚板襯里的主要原材料分兩塊:一是磚和板;二是粘結(jié)劑材料。

磚和板目前較常用的有:耐酸陶瓷材料(含各種尺寸規(guī)格的板和磚)、鑄石板(以綠灰?guī)r、玄武巖、工業(yè)礦渣等為原料的)、各種尺寸規(guī)格的耐酸磚、天然耐酸石材(主要是花崗巖)、熱固性樹脂浸漬石墨材料、水玻璃浸漬石墨材料。

當(dāng)然在高溫?zé)煹朗褂?,一般都是耐酸碳磚、耐酸工業(yè)陶瓷和賓高德泡沫?;u(這個(gè)在高溫?zé)焽璺栏惺褂幂^多)。粘結(jié)材料這其中主要指的是膠泥,主要用于勾縫、擠縫、粘結(jié)的,有時(shí)也直接做隔離層用。主要有:水玻璃膠泥就是硅酸鹽膠泥(KPI就是目前用得較多的,鉀水玻璃性能更好)、酚醛膠泥(實(shí)際使用并不多)、呋喃膠泥(要和環(huán)氧打底配合使用)、環(huán)氧膠泥(高溫?zé)煹烙靡话愣际怯袡C(jī)硅改性的環(huán)氧樹脂)、不飽和樹脂膠泥(用的不少)、特耐高溫的高交聯(lián)密度型酚醛乙烯基酯樹脂膠泥(用的最多)等。這里需要指出的是:粘結(jié)材料的選擇和最終襯里應(yīng)用環(huán)境有很大關(guān)系:耐溫、耐酸、耐堿等,也和基材等其他因素有關(guān):粘結(jié)強(qiáng)度、韌性、收縮余量等。除了考慮常溫下的性能外,更多要考慮磚板襯里在高溫下或者一定溫度下(使用在一定溫度或高溫下那是肯定,否則干嘛用磚板襯里這么高成本的方案),粘結(jié)材料還能否保持的非常好的強(qiáng)度、韌性、耐酸堿腐蝕、抗?jié)B透性能等。無(wú)論哪種膠泥,真空分散制備的膠泥一定會(huì)比現(xiàn)場(chǎng)隨便攪合的膠泥質(zhì)量好得多。

再談一下關(guān)于隔離層的設(shè)置。膠泥在勾縫擠縫之外,往往還會(huì)繼續(xù)做一隔離層。隔離層的選擇是很有講究的,要求傳熱快的話,多數(shù)都是采用金屬材質(zhì)來(lái)做隔離層的,成本很高;橡膠材料做隔離層也是很常見的;玻璃鋼做隔離層那就更多了,粘結(jié)性好,樹脂變化選擇余地大。 磚板襯里表面好似蓋房子砌墻一樣,實(shí)際上深究,還有很多需要注意的細(xì)節(jié)。尤其是拐角等一些非平面特殊情況的的鋪砌,尤為要注意。

耐酸KPI膠泥
  KPI膠泥主要成分是硅酸鉀,輔以其他的無(wú)機(jī)成份配合而成的。優(yōu)點(diǎn)是:耐有機(jī)溶劑,尤其是中低溫的情況下優(yōu)勢(shì)明顯、耐溫性能好(添加鈦白粉等一些粉料時(shí),KPI膠泥的耐溫可達(dá)600度以上,但這樣高的溫度下KPI膠泥和基材粘結(jié)性能也會(huì)很差)、單價(jià)低;缺點(diǎn)是:較FC膠泥、玻璃鋼、磚板內(nèi)襯的機(jī)械強(qiáng)度和粘結(jié)性能要差不少、耐酸性能較VER膠泥差、尤其是抗?jié)B性能較FC玻璃鱗片膠泥差很多,當(dāng)遇到濕的煙氣那就更麻煩了(因此KPI膠泥要是使用的話,其施工厚度必須大于10mm)。

KPI膠泥方案,在低端防腐工程中前些年使用較多,現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越少了。采用KPI膠泥去做煙道防腐的,現(xiàn)在已經(jīng)很少了,因?yàn)镵PI膠泥固化后主要成份是無(wú)機(jī)的,因此該方案一定程度上解決了耐溫性、耐溫驟變性這方面的問(wèn)題,但是它卻不能很好解決防腐和抗?jié)B這兩個(gè)問(wèn)題。

E  KPI膠泥勾縫磚板內(nèi)襯
這個(gè)方案,前些年出現(xiàn)在鹽城和北京一些高空煙道煙囪防腐方案中,這些年已經(jīng)很少用到了。和C方案相比,只是把VER膠泥切換成KPI膠泥了,盡管耐溫解決了,但是同樣是抗?jié)B和防腐解決不了。C方案的其實(shí)就是早年KPI膠泥勾縫衍生而來(lái)的。

F    OM涂料
OM涂料和乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥(FC的一種)的一些區(qū)別:
1 成分差別:OM純有機(jī)的,VER-FC為有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合的;固化后,VER-FC的熱脹冷縮比例系數(shù)(線性膨脹系數(shù))相比純有機(jī)成分的OM涂料更接近基材(耐火磚、磚、金屬基材),這決定了以下很多方面性能;
2 與磚的粘結(jié)能力差別:VER-FC較OM好很多;
與金屬基材粘結(jié)能力:VER-FC較OM好很多;
尤其是在周期性的高溫-低溫變化之后,粘結(jié)能力的差別體現(xiàn)得更加明顯。
3 FC有效防腐厚度較OM厚不少,成本也要高不少。OM在2005前,在國(guó)內(nèi)的煙道和煙囪內(nèi)防腐用得較多,自2005年以來(lái),尤其是西格里武漢、日本靖江王子這些企業(yè)把VER-FC技術(shù)引入中國(guó)電廠濕法脫硫之后,OM的使用就越來(lái)越少了,VER-FC的應(yīng)用案例越來(lái)越多,并不是說(shuō)VER-FC沒有出問(wèn)題的案例,也有,但是相對(duì)來(lái)說(shuō),目前市場(chǎng)上甲方和工程單位更加容易接受的是VER-FC或者VER-FC深加工的方案(磚板內(nèi)襯VER-FC膠泥勾縫就是深加工的一類應(yīng)用方式)。
4 耐溫和耐溫驟變,VER-FC遠(yuǎn)優(yōu)于OM;
5 抗?jié)B性方面,VER-FC遠(yuǎn)超OM;
6 耐磨耐沖刷方面,VER-FC遠(yuǎn)超OM。
煙道防腐需要考慮到:1 耐酸、2 抗?jié)B、3 耐溫、4 與基材的粘結(jié)性、5 耐磨性、6 耐溫驟變和耐應(yīng)力變化。OM幾乎以上哪一個(gè)都不能很好的解決,因此OM幾乎已經(jīng)退出了煙道煙囪重防腐領(lǐng)域了。
      高溫?zé)焽瑁荈GD不運(yùn)行的話,直接跑到煙囪里面去,溫度就會(huì)很高,尤其是入口溫度可能會(huì)高達(dá)200度以上(此時(shí)當(dāng)然也就是干的氣體了)。這種情況下,OM更不能解決以上的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)問(wèn)題了,尤其是金屬內(nèi)筒煙囪。

  高溫?zé)煹篮蜔焽?,目前市?chǎng)廠使用最多的方案還是:玻璃鱗片膠泥、玻璃鱗片膠泥FRP復(fù)合、玻璃鱗片膠泥勾縫磚板內(nèi)襯這三個(gè)方案。這三個(gè)方案的最大的優(yōu)點(diǎn)都在于重防腐、絕對(duì)耐溫性能好、抗?jié)B性能好。如果在高低溫變化頻率不是很大,溫度驟變不厲害應(yīng)力變化不厲害(超高煙囪搖擺會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的應(yīng)力集中)的場(chǎng)合,可以說(shuō)乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥是一個(gè)較為完美的方案。但是在遇到上述特殊苛刻情況下,即使你再在玻璃鱗片膠泥中去添加什么熱塑性改性劑、有機(jī)硅添加物、金屬鱗片或者其他什么的碳纖維補(bǔ)強(qiáng)層等等,也是治標(biāo)不治本,只能少許改善,這種情況下,這兩個(gè)方案也并非完美啊。
    最近國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)比較新的對(duì)應(yīng)以上應(yīng)力、溫度頻繁變化的超高溫濕煙氣的環(huán)境的防腐方案(可能大家已經(jīng)聽說(shuō)了):混元體防腐、雜化聚合物防腐。先談前者。這兩個(gè)方案目前在實(shí)際案例中應(yīng)用時(shí)間都太短,因此只能說(shuō)拿出來(lái)討論而已。


混元體方案
混元體:廣州佛山一廠家開創(chuàng)的叫法,應(yīng)該說(shuō)很貼切。關(guān)于什么是混元體結(jié)構(gòu),到他們的網(wǎng)站上一看就知道?;煸w的原理是:     
砼基:
第一道:滲透到砼基體中去的,興魯自己稱為還原劑,叫什么,無(wú)關(guān)緊要,分析一下他們的主體材料:低分子量環(huán)氧+活性稀釋劑+T31類的環(huán)氧常溫固化劑。 環(huán)氧樹脂可能還有水性的類別,因?yàn)樗麄冑Y料上宣稱能夠濕基材乃至水下施工;
第二道:補(bǔ)強(qiáng)層。環(huán)氧(為主)+有機(jī)硅耐高溫樹脂+石蠟+固化劑;
第三道:修復(fù)層。 環(huán)氧+活性稀釋劑+石英粉+T31類固化;
第四道:增韌層。環(huán)氧樹脂+聚硅氧烷助劑+脂肪族環(huán)氧固化劑+稀釋劑;
第五道:釉面層。經(jīng)過(guò)聚合的植物油(為主)的一類樹脂+固化劑+非活性稀釋劑(如苯、二甲苯、酯類、醇類)。
其中第四道可以使用纖維布增強(qiáng)。對(duì)這個(gè)方案關(guān)鍵點(diǎn)的疑問(wèn)在于:
1) 滲到基材中去的應(yīng)該是活性稀釋劑,而上面的是非活性的,這也是最終他只能做到1.5mm厚度以下的主要原因;上面耐腐蝕涂層采用過(guò)多活性稀釋劑,會(huì)導(dǎo)致最終的環(huán)氧涂層耐熱、耐腐蝕等都會(huì)下降。
2) 保證能滲到基材中去,勢(shì)必滲進(jìn)去的東西分子量非常小,粘度非常小,且能夠在基材中反應(yīng),將基材更加牢固得粘合在一起。不加活性稀釋劑,是不可能做到滲透性那么好的,粘度勢(shì)必會(huì)很大,環(huán)氧樹脂采用E51或類似品的可能性更大,粘結(jié)性更好。當(dāng)然也可以采用含有環(huán)氧鍵的其他有幾類化合物,分子量會(huì)更小,但是粘結(jié)性和固化操作性,并不易控制。
3) 補(bǔ)強(qiáng)層采用樹脂,添加有機(jī)硅樹脂了,耐熱可以提高。
4) 修復(fù)層添加了石英粉之類的無(wú)機(jī)物,好使膠泥中的玻璃鱗片;
5) 增韌層應(yīng)該是主體防腐層(盡管他們的資料稱從滲進(jìn)去的基材能就起到耐腐蝕作用,但實(shí)際上里面加了那么多的稀釋劑,主體樹脂又是環(huán)氧,耐熱和耐腐蝕是不可能做到那么優(yōu)異的);
    混元體方案的可取之處在于
1) 在基材和防腐層間,確實(shí)借鑒目前地面防腐工程的原理,做了滲透這一層,這種做法和目前一些做地坪的工程公司,對(duì)一些水沙比太大,混泥土基材起砂,不奴實(shí)的情況下,用一些所謂的混泥土基材修復(fù)劑去處理基材的原理是一樣的,這樣做確實(shí)基材的質(zhì)量會(huì)更佳;
2) 再去做修復(fù)層和補(bǔ)強(qiáng)層,其實(shí)原理和做地面工程的刮膩?zhàn)宇愃?,目的都是為了在防腐層和基材間建立一個(gè)具有更加過(guò)渡性的一層,增加與基材的粘合力;
3) 滲進(jìn)去的東西和原來(lái)的基材混合在一起,更牢固,同時(shí)和涂層間形成一個(gè)更厚的,行程更長(zhǎng)的過(guò)渡層,這能更加嫁接基材和涂層這兩個(gè)線性膨脹系數(shù)相差很大東西,這種過(guò)渡作用,更夠在溫度驟變和應(yīng)力變化時(shí),降低涂層和基材黏合不良的概率。
4)和目前的膠泥、磚板內(nèi)襯、玻璃鋼、OM、KPI等方案不同之處,混元體的方案,從另一個(gè)方向和側(cè)面去試圖解決最終防腐層和基材的脫落剝離問(wèn)題,那就是他更加從基材處理上做文章(他們的還原層、修復(fù)層只是一種變相的基材處理,是廣義的基材處理概念)。的確在目前的高溫?zé)煹赖姆栏校┕す竞苌龠@樣滲進(jìn)去進(jìn)行基材處理的,一般都是噴砂打成粗糙面罷了,相比混元體方案,確實(shí)廣義上來(lái)說(shuō),基材處理完全是兩樣的效果。
  混元體方案的問(wèn)題點(diǎn)
1) 環(huán)氧樹脂的使用品種,照這個(gè)方案的施工可行性來(lái)說(shuō),下面用的是當(dāng)量小的,上面用的是當(dāng)量大的,乃至是酚醛型環(huán)氧,乃至是高當(dāng)量的多官能度的環(huán)氧。這樣做,地面保證滲透,上面保證最終固化物層的硬度,強(qiáng)度以及抗?jié)B性能。使用T31酚醛胺類固化劑,脂肪族固化劑進(jìn)行固化,又是逐步聚合,交聯(lián)密度如何能夠得到很好的保證,最終固化物得的耐熱、強(qiáng)度、耐腐蝕(尤其是高溫耐強(qiáng)酸)并不能兼顧。加入有機(jī)硅樹脂確實(shí)可以提高耐熱,但是耐腐蝕也是做不到的。因此最終這個(gè)方案的實(shí)際動(dòng)態(tài)耐腐蝕效果和耐熱效果相比較VER的玻璃鱗片膠泥肯定會(huì)有所不足。
2) 使用環(huán)氧,最終的基材粘結(jié)性能,整體耐沖擊無(wú)疑是很好的,并且在和基材中間形成了一個(gè)過(guò)渡層,確實(shí)這個(gè)方案的耐沖擊和應(yīng)力應(yīng)變,是該方案的最大優(yōu)點(diǎn)。但是上面使用纖維布去增強(qiáng),里面卻有稀釋劑,這樣做,不是不可以但是要很薄,稀釋劑不揮發(fā)出來(lái),會(huì)嚴(yán)重影響最終的耐熱耐腐蝕,揮發(fā)出來(lái)吧,也就是類似于二甲苯為溶劑的丙烯酸涂料的成膜機(jī)理一樣,會(huì)存在一個(gè)濕膜厚度和干膜厚度。溶劑是不可能能全部揮發(fā)出來(lái)的,不像自由基固化一樣,苯乙烯溶劑是可以參與交聯(lián)反應(yīng)的,這里的非活性稀釋劑施工時(shí)沒有揮發(fā)出來(lái)的部分,經(jīng)過(guò)上面的釉面層封蓋之后,在日后的高溫情況下,勢(shì)必還會(huì)膨脹或者引起諸如對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行溶脹效果的其他不良影響;
3) 耐磨性能,釉面層,做得很光滑,不附著在上面,當(dāng)然好,但是實(shí)際最終的耐腐的效果,更多是和防腐層的硬度有關(guān)系。為什么人們?cè)谟行┣闆r下加硅微粉,相信不是白加的,硅微粉的存在一定有他的道理。但是這里如采用非活性稀釋劑的話,加這些任何粉料、鱗片,都會(huì)大大影響稀釋劑的溢出,只能采用連續(xù)裝又有一定間隙的纖維布之類的材料了。

鋼基材的混元體
基材處理時(shí)刷的底涂可以與鐵銹去反應(yīng),形成一層隔膜層,這樣以來(lái)噴砂除銹的工作可以省很多了。其他的增韌層和釉面層和上文一樣。分析:
1) 盡管樹脂相比其他方案的韌性和耐沖擊好很多,但是無(wú)機(jī)材料和金屬材料之間的線性膨脹系數(shù),也就是由于熱脹冷縮導(dǎo)致的材料的收縮比率還是相差很多啊,況且方案里面含有稀釋劑,因此僅僅靠有機(jī)物含量那么高的涂料去解決這個(gè)問(wèn)題,很難。
2) 韌性做得很好,里面甚至再加些熱塑性的粉末材料,確實(shí)能夠在溫度、應(yīng)力變化時(shí),回憶性效果更好,但是是否能根本上解決問(wèn)題,理論上也并不能完全說(shuō)得通。
3) 采用熱固性樹脂為環(huán)氧的話,就目前常用的環(huán)氧、不飽和、乙烯基、酚醛、呋喃、雙馬、三聚氰胺、聚氨酯、有機(jī)硅樹脂、聚砜、熱塑性聚合物(大部分的通用塑料、工程塑料含氟塑料)這些材料,按照成膜機(jī)理這樣做,保證常溫的耐腐蝕是可行的,但在高溫下僅僅采用環(huán)氧樹脂還是很難保證重防腐和耐溫性兼顧的。
  混元體思路的提出,非常好,至少可以給重防腐業(yè)界的人士提出一個(gè)新的值得更加考慮的方向:那就是關(guān)于重防腐能力、耐熱能力之外,可以從廣義的基材處理方向去考慮,在重防腐、耐熱、耐溫度驟變、耐沖擊、耐應(yīng)力這幾點(diǎn)中尋找一個(gè)最佳的平衡,那就是重防腐技術(shù)工程師,工程方面的施工人員需要更加合作,互通有無(wú),這樣才能和諧。

環(huán)硅聚合物雜化方案
也叫APC雜化聚合物涂層,它是有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化聚合材料,是一種高交聯(lián)密度的三維空間立體結(jié)構(gòu)防腐蝕材料。
優(yōu)點(diǎn):耐溫高、耐蝕性好、耐磨性好、柔韌性好、阻燃、做得厚的話抗?jié)B性能也很好、耐溫驟變好、耐應(yīng)力變化好、耐老化較有機(jī)方案好(但較鈦合金差);
缺點(diǎn):抗?jié)B性能和工藝成本不能兼顧、與基材粘結(jié)性能有待提高、施工工藝與成本太昂貴。
  目前APC雜化聚合物涂層在電廠煙道、煙囪中應(yīng)用案例:美國(guó)有;國(guó)內(nèi)沒有。
  該方案的關(guān)鍵點(diǎn)
1) 有機(jī)物成分中,和通常的防腐涂層區(qū)別在于,一般的有機(jī)物成分,可以常溫施工成型,大部分都含有羥基或者酯鍵,如環(huán)氧樹脂,乙烯基酯樹脂,酚醛樹脂等。(當(dāng)然不排除一些溶劑型的非轉(zhuǎn)化型成膜型涂料,是不含有羥基和酯健的)。而雜化聚合物結(jié)構(gòu)層中的主體有機(jī)成分幾乎不含羥基和酯健,主要以醚鍵來(lái)連接眾多的可參與交聯(lián)或者聚合的官能團(tuán)。這種環(huán)硅類的聚合物,目前在國(guó)內(nèi)還只是停留在實(shí)驗(yàn)室在做(中科院在做),小批量生產(chǎn),美國(guó)的APC公司的Chemline 784中使用的主體有機(jī)成分就是同種類型的材料;
2)該方案并未像混元體那種思路,而是更多借鑒與金屬基材的廣義基材處理的思路去解決的,把涂層的線性膨脹系數(shù)做得更小,乃至接近金屬基材;
3) 為達(dá)到2)中的效果,除有機(jī)成分外,這個(gè)方案中再添加了不銹鋼鱗片、石英粉、碳化硅陶瓷粉、改性碳纖維(界面粘結(jié)性能較一般碳纖維好)、鈦白粉等無(wú)機(jī)成分;
4) 固化劑采用脂環(huán)胺和芳香族胺相結(jié)合,保證最終涂層結(jié)構(gòu)的耐熱和交聯(lián)密度;
5) 控制無(wú)機(jī)成分、固化劑、稀釋劑等含量,可以做出來(lái)接近混泥土基材、砼基材、金屬基材的不同涂層材料。
    關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)
1) 從線性膨脹系數(shù)角度出發(fā),把防腐層結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮做成更加接近基材的熱脹冷縮,這是思路是復(fù)合材料防腐(有機(jī)+無(wú)機(jī))的根本,但是該方案在此基礎(chǔ)上,做得更瘋狂,膠泥中只是加了玻璃鱗片、粉料這些東西,而這個(gè)方案不僅把鈦白粉、陶瓷粉、碳纖維引進(jìn)來(lái)了,甚至還把金屬鱗片引進(jìn)來(lái),盡管成本非常高,但是可以預(yù)見的是肯定有助于解決線性膨脹系數(shù)問(wèn)題。目前常見的僅僅是加點(diǎn)金剛砂、石英砂等來(lái)降低整個(gè)結(jié)構(gòu)層的線性膨脹系數(shù),加金屬鱗片的確實(shí)不多;
2) 硼纖維、碳纖維的引入,增加成本是必然,但也是從降低整個(gè)涂層的線性膨脹系數(shù)出發(fā)的。
    可行性疑問(wèn)
1) 溶劑型的,里面含有環(huán)己酮、醇類、甚至石油醚和萘類的溶劑,在成膜時(shí)揮發(fā)出來(lái),遇到纖維布是可以的,遇到金屬類鱗片應(yīng)該也不難,但是遇到鈦白粉,尤其是含量更大的陶瓷粉時(shí),溶劑的揮發(fā)會(huì)受到影響,為什么不加玻璃鱗片,就是因?yàn)榧恿瞬A[片,溶劑的揮發(fā)更成問(wèn)題;
2) 金屬鱗片的沉降,積聚,怎么去避免?
3) 做得不厚的話,抗?jié)B性怎么保證?要是每次至少做到5-10mm厚,那么成本得有多驚人?4) 溶劑需要揮發(fā)出來(lái),又要做厚,這樣施工工法和間隔就是一個(gè)問(wèn)題了;
5) 為什么混元體不好做厚,就是因?yàn)槿軇┑膿]發(fā)問(wèn)題(當(dāng)然成本也是原因),那么這個(gè)方案又怎么保證做厚的同時(shí),溶劑油絕大部分揮發(fā)出來(lái)呢;
6) 環(huán)硅類聚合物,如chemline784,價(jià)格非常昂貴,又要做到5-10mm厚,因此這個(gè)方案的成本一定會(huì)高得驚人,要是真拿這么高的代價(jià)去做,又何嘗不直接拿鈦合金或者哈氏合金來(lái)做一次性投資呢?

鈦合金內(nèi)筒、噴涂鈦合金、哈氏合金
這些方案的優(yōu)點(diǎn)都是:同時(shí)解決了耐溫、耐溫驟變、耐應(yīng)力變化、耐腐蝕(部分);
缺點(diǎn)都是:成本昂貴。在歐美確實(shí)存在不少直接采用合金來(lái)制作特高溫?zé)煹篮蜔焽璧?,但是目前在?guó)內(nèi),應(yīng)該說(shuō)還是屈指可數(shù)。
鈦合金在高溫時(shí)的耐濕的酸霧性能不如哈氏合金,這點(diǎn)也是目前有些人已經(jīng)不采用鈦合金的原因。
歐陽(yáng)本人,對(duì)金屬材料了解甚少,不好造次,對(duì)于合金材料那就了解更少,因此不便在此多發(fā)表言論,希望做合金防腐的朋友看到這里能多多表達(dá)觀點(diǎn)。



綜上所述,怎么去同時(shí)解決重防腐、耐熱、耐溫度驟變、耐沖擊、耐應(yīng)力這些棘手的問(wèn)題,之前的OM,KPI,涂料也好,還是現(xiàn)在市場(chǎng)上95%使用的乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥方案也好,還是混元體也好,都是能解決其中的某幾個(gè)點(diǎn),都不能很完美得全部解決。任何方案,都不可一下子完全否定掉,當(dāng)然也不能完全就相信它是萬(wàn)能的,因此,歐陽(yáng)建議甲方業(yè)主、工程技術(shù)方、材料供應(yīng)商三方應(yīng)該更多溝通,坐下來(lái)針對(duì)甲方實(shí)際運(yùn)行的工況,去綜合判斷選材,并且對(duì)以上不同方案相互借鑒,尤其是借鑒廣義基材處理以及把線性膨脹系數(shù)做得更接近基材的類似思路,將這些思路應(yīng)用到現(xiàn)在的VER乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥方案中來(lái),興許能達(dá)到意想不到的效果,具體可以從以下方向嘗試:
第一、  廣義的基材處理,混泥土基材需要在底漆上做文章,在滲透劑上做文章,在廣義基材處理上做文章;
第二、  把現(xiàn)有膠泥涂層固化后的線性膨脹系數(shù)做得更小,更加接近基材,可以在保證工藝可行性的前提下,在現(xiàn)有膠泥中適當(dāng)添加:碳纖維、陶瓷粉、石英粉、金屬鱗片等;
第三、  把現(xiàn)有膠泥做得收縮更小,韌性耐沖擊更好,可以在保證固化工藝可行性前提下,在現(xiàn)有膠泥中適當(dāng)添加:熱塑性塑料粉末等低收縮劑;
第四、  把現(xiàn)有膠泥做得耐溫更高,在保證耐腐蝕性能的前提下,使用高交聯(lián)密度型特耐高溫型乙烯基酯樹脂,同時(shí)還可以考慮添加有機(jī)硅耐高溫樹脂或助劑,尤其是對(duì)于底漆樹脂。