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好消息!本月起，硅寶科技【技術專欄】將給大家?guī)砉I(yè)領域的研發(fā)成果及應用技術系列文章，今天跟大家見面的是系列一——耐酸耐溫粘接劑在濕法脫硫煙囪防腐中的應用.
我國的能源結構目前仍以火力發(fā)電為主，而火電廠主要燃料又以燃煤為主，燃燒過程中不可避免地排放出各類大氣污染物，如粉塵、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、氮氧化物(NOX)等。2011年至今，國家不斷提高管控要求，相繼頒布了一系列法規(guī)標準，進一步加嚴了大氣污染物排放濃度限制，如重點區(qū)域要求SO2排放量均須低于50mg/m3等。
圖1 GB 13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》與美國、歐盟對比
脫硫后煙氣特點
目前，國內較常采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，經過濕法脫硫后的煙氣主要殘存是SO2、SO3、HF等酸性氣體，這些氣體是一種腐蝕強度高、滲透性（詞條“滲透性”由行業(yè)大百科提供）強、且較難防范的低溫高濕稀型酸，屬于強腐蝕性煙氣等級，煙氣溫度約在40℃~50℃，且含水量高，這些酸性氣體易在煙囪內結露形成酸性冷凝液。普通的煙囪內防腐層在強腐蝕和較大的溫變環(huán)境下易受到破壞，因此煙囪應按照強腐蝕性煙氣來進行結構安全性設計，必須對煙囪內壁進行防腐處理。
經過上述分析，煙囪內襯防腐材料需要具備以下性能特征，才能夠保證整個電廠安全運行及煙囪自身結構安全：(1)與基體材料有非常好的粘接力;(2)優(yōu)良的耐化學腐蝕能力，特別是耐酸液腐蝕的能力;(3)良好的柔韌性，能抵抗煙囪不可避免的運行振動;(4)優(yōu)異的耐高溫和耐溫度交變性能，可滿足工作溫度長期在45～160℃之間波動，短期運行溫度180℃。
耐酸耐溫粘接劑研發(fā)應用歷程
早在2004年，國內火力發(fā)電煙囪廠大多數(shù)還處在直接排放高溫原煙氣、防腐意識薄弱的狀態(tài)，硅寶學習國外先進理念，著眼于電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，率先研發(fā)適用于高溫煙囪煙氣的防腐材料，經過專家研發(fā)團隊的不懈努力，成為國內最早推出耐酸耐溫粘接劑和煙囪防腐方案的企業(yè)。
硅寶877耐酸耐溫粘接劑是有機硅彈性防腐粘接劑，具有優(yōu)異的耐酸耐溫變性能，產品達到國際領先水平，于2005年開始應用于燃煤電廠煙囪防腐工程。
硅寶1077彈性體防腐材料是專門針對燃煤煙囪、污水處理池、化學處理槽等內襯防腐而研發(fā)的一款耐酸堿、耐高溫彈性體防腐材料，可作為內襯基底保護膜，廣泛應用于燃煤煙囪、污水處理廠、化工廠、發(fā)電廠等內襯防腐工程。
硅寶耐酸耐溫粘接劑的性能優(yōu)勢
1、與基材的粘接力
煙囪基材有混凝土基材，鋼基材，耐酸磚等，為了達到防腐的效果，首先要求防腐材料與煙囪基材實現(xiàn)良好的粘接。參考GB/T 7124-2008《膠粘劑 拉伸剪切強度的測定(剛性材料對剛性材料)》進行了粘接劑與碳鋼（詞條“碳鋼”由行業(yè)大百科提供）基材的粘接性測試(表1)。1
表1 硅寶耐酸耐溫粘接劑與碳鋼基材的粘接性能
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測試項目 |
無底漆 |
有底漆 |
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剪切強度 |
常溫 |
1.5MPa |
2.5MPa |
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150℃老化7天 |
1.2MPa |
1.8MPa |
由表1可以看出，在常溫狀態(tài)、不涂刷底漆的條件下，其粘接強度（詞條“粘接強度”由行業(yè)大百科提供）也能達到1.5MPa。在涂刷底漆的效果下，粘接效果更佳。
現(xiàn)場粘接性檢查
為了證明硅寶耐酸耐溫粘接劑對基材有非常良好的粘結性能，我們采用工具在現(xiàn)場進行了破壞性試驗。結果表明，硅寶耐酸耐溫粘接劑對基材的粘接性非常優(yōu)異。
2、耐腐蝕性能
耐腐蝕性能是防腐材料的根本，為了更好地模擬防腐材料在實際工況下的性能。將已經制備好的啞鈴樣片分兩批放入配置好的混合酸中，然后分別置于50℃和70℃條件下，隔一時間段將樣品取出測試其力學性能，驗證其耐腐蝕性能，測試結果見圖2。
圖2 硅寶耐酸耐溫粘接劑在不同溫度下的浸酸變化
由圖2可以看出，樣品浸泡45天以后，粘接劑的拉伸強度和斷裂伸長率變化小，趨于穩(wěn)定，防腐材料與環(huán)境實現(xiàn)了平衡。在浸酸60天之后，50℃和70℃條件下的性能保持率均在80%以上，可見該產品具有良好的耐酸性能，從而為實際煙囪的運行提供防腐保護。
3、抗冷熱沖擊性能
電廠的開機、停機、脫硫系統(tǒng)的開停、旁路運行、混熱器的故障導致冷熱交替的考驗，磚加膠系統(tǒng)中磚起隔熱作用，耐酸耐溫粘接劑良好的彈性釋放冷熱交變產生的應力（詞條“應力”由行業(yè)大百科提供）。為了驗證硅寶耐溫耐酸粘接劑的耐溫度沖擊性能，進行了高低溫循環(huán)模擬測試：(32±2)℃18h，( -10±2)℃3h，( 50±2)℃3h。
表2 硅寶耐溫耐酸粘接劑的耐冷熱沖擊測試
從上表可以看出，硅寶耐溫耐酸粘接劑在經過溫度沖擊30個循環(huán)之后的產品性能依然保持良好，其拉伸強度保持率在98.6%，斷裂伸長率保持率在97%。
4、 耐溫性能
目前，國內的大部分電廠都已經或者開始上脫硫裝置進行煙氣脫硫，一般情況下經脫硫塔出來的煙氣溫度大概在50℃，即便是加裝了煙氣加熱（詞條“加熱”由行業(yè)大百科提供）系統(tǒng)的煙氣溫度也只有80℃。但是，在某些電廠尚未進行脫硫或者已經進行脫硫的電廠在某些不可抗力的影響下需要開啟旁路，這時的煙氣溫度可達130℃以上，甚至180℃左右。因此進行了硅寶耐酸耐溫粘接劑在高溫條件下的老化情況(圖3)。
圖3. 硅寶耐酸耐溫粘接劑的力學性能隨溫度的變化
60天高溫試驗后，100℃和150℃條件下粘接劑的強度和伸長率基本未發(fā)生變化;在200℃條件下，拉伸強度有略微的變化。這說明耐酸耐溫粘接劑在高溫沖擊后仍能保持非常好的彈性和力學性能，可以適應熱膨脹的煙囪和煙氣沖擊產生的應力。
事實見證品質
華能威海發(fā)電有限責任公司(2009年10月)
山東華能萊蕪熱電有限公司(2011年12月)
華能臨沂發(fā)電有限公司(2012年9月)
法國威立雅三瓦窯熱電(成都)有限公司(2016年6月)
專注締造精品
成都硅寶防腐科技股份有限公司(以下簡稱硅寶防腐公司)是一家集防腐材料的研發(fā)與生產、防腐技術咨詢與服務、防腐系統(tǒng)解決方案設計與施工于一體化的工業(yè)防腐公司。硅寶防腐公司秉承著“對客戶負責、對員工負責、對社會負責、對投資者負責”的管理理念，堅持“技術不斷創(chuàng)新、品質精益求精、服務及時有效”的經營方針，持續(xù)為客戶提供優(yōu)質的產品和完善的服務。
硅寶防腐公司擁有防腐保溫專業(yè)施工一級資質，承接包括工業(yè)煙囪、電力設備（詞條“設備”由行業(yè)大百科提供）、污水處理池、輸油輸氣管道、石油化工管線等工程的防腐施工、防腐維修和總包，開展防腐技術專業(yè)咨詢與服務。
硅寶防腐公司堅持“科技防腐、綠色防腐”，用品質贏市場，鑄精品工程，為工業(yè)防腐領域打造一流工程、一流品牌、一流服務，樹立中國工業(yè)防腐行業(yè)第一品牌。
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