垃圾焚烧发电厂钢结构腐蚀与防护

1、腐蚀因素

钢铁的腐蚀有很多种定义，但一般认为其主要是指铁与周围环境之间发生的化学或电化学作用而引起的破坏或变质。影响垃圾电厂钢结构在大气环境下的腐蚀主要因素有湿度、温度及大气中所含介质如粉尘、烟气等。

2、大气湿度

钢铁的临界湿度一般为60-70%。大气中湿度低于临界湿度时，钢铁表面腐蚀类型为化学腐蚀，钢结构在局部为弱酸弱碱液态环境中的化学腐蚀速率很小；但大气中湿度高于临界湿度时，其腐蚀类型由化学腐蚀转变为电化学腐蚀，这是由于单质铁本身在热力学上处于不稳定状态所导致的。

当其暴露较高湿度及有氧的条件下，单质铁趋于变成三价铁元素这种稳定价态，再加上日常维护时需要使用冲洗水，使得作业面上的钢结构表面一直处于超临界湿度状态，因此该种类型腐蚀速率较快。垃圾电厂内钢结构腐蚀的电化学本质就是构筑中的铁在大气环境中，受氧和水分的作用，通过电化学反应被氧化成化学价为正价的状态。

阳极：Fe→Fe2++2e-

阴极：O2+2H2O+4e-→4OH-；

总反应：2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2

上述反应生成的Fe(OH)2再经一系列复杂的氧化反应生成Fe(OH)3，最终脱水生成Fe2O3,这也是铁锈的主要成分。其特征是疏松、多孔，表现为漆皮鼓包、脱落、有密集蚀坑等。

3、大气温度

大气温度并不直接对钢结构的腐蚀起作用，而是通过对水分在钢材上的凝聚、钢材上水膜中各种盐类的溶解度、水膜的导电性以及电化学反应的速度影响钢结构腐蚀速率。大气温度和湿度都会影响钢材表面水膜的形成，二者关系较为紧密。

日常巡查时发现在锅炉间、烟气间的上部较高温度位置腐蚀很轻微，多为直径1mm左右的漆皮鼓包，无明显锈坑，将表面漆皮打磨至见钢铁本色则可见钢结构本身有直径0.5mm、深约0.5mm的蚀坑；而在厂房靠近地面的低温位置则腐蚀较为严重，存在大面积锈蚀情况，部分位置甚至锈穿。

4、腐蚀介质

垃圾电厂厂房内大气中有着浓度较普通大气环境高的SOx、HCl、NOx、NH3等。以SOx的腐蚀为例。SOx通过溶解于钢材表面水膜形成H2SO4并电离出H+与铁单质发生化学腐蚀，反应生成FeSO4，部分FeSO4被氧化成Fe2(SO4)3，再经过一系列反应转化为Fe2O3。另一部分FeSO4在水中会重新水解并生成H2SO4继续与铁反应，加速腐蚀。同时硫酸具有吸湿性，会增加大气中湿气的凝结面并延长湿润时间，同样增加了腐蚀时间，对腐蚀有着累积效应。

发生腐蚀反应后，FeSO4聚集在很小但不连续的腐蚀浅坑中，同时在大气中温湿度及氧气作用下，部分转化为铁锈，共同积聚在蚀坑中。其在蚀坑中聚集形成细小蜂窝状，因此这种产物提供了继续化学、电化学腐蚀的通道，因此腐蚀速率越来越快，表现为漆面鼓包、脱落、钢表面点蚀等。其它气体与SOx的腐蚀类似，都是通过溶解于液膜中形成或酸或碱的状态，增加液膜的吸湿性以及延长润湿时间，并在化学或电化学腐蚀下形成蓬松铁盐，创造更为有利的腐蚀条件。

5、粉尘含量

垃圾电厂的粉尘有着弱腐蚀性、高含盐量、弱酸性、吸水性强的特质，因而有着区别于其它行业的腐蚀特征。在大气湿度和温度的共同作用下，钢材表面形成一层很薄的水膜，含腐蚀性的粉尘掉落在钢材表面，由于垃圾电厂中灰尘的吸水性以及尘埃本身具有毛细管的凝聚作用，钢材表面特别容易结露，使得钢材表面水膜厚度增大。

粉尘溶解于钢铁表面的液膜时便形成弱酸性、高盐量溶液。酸性液膜使得钢材表面可以进行化学腐蚀；而含盐量高则使得液膜导电性增加，液膜厚度增加，湿润时间增长，加速电化学腐蚀。

6、防护措施

由于垃圾电厂的特殊性，钢结构防腐一般采用涂料防腐法，即在打磨除锈后的钢结构表面刷漆，从而隔绝氧气及水分，达到防腐的目的。但涂料防腐法并非一劳永逸，十年左右需要重新刷涂。即在垃圾电厂的使用寿命内，钢结构需要重新刷涂防腐油漆。

zs-711无机防腐涂料采用硅氧烷为主链嫁接改性杂化树脂为成膜物质，添加活化锌粉、纳米石墨、氮化硼等粉体填料。成膜涂层致密、硬度高、防腐防渗性好，盐雾测试老化时间超过3000小时。底面合一、施工方便，防腐年限长。广泛应用于石油化工、沿海钢构、海上平台、污水处理、埋地钢管、桥梁隧道、混凝土等防腐。