- English
- Español
- Português
- русский
- Français
- 日本語
- Deutsch
- tiếng Việt
- Italiano
- Nederlands
- ภาษาไทย
- Polski
- 한국어
- Svenska
- magyar
- Malay
- বাংলা ভাষার
- Dansk
- Suomi
- हिन्दी
- Pilipino
- Türkçe
- Gaeilge
- العربية
- Indonesia
- Norsk
- تمل
- český
- ελληνικά
- український
- Javanese
- فارسی
- தமிழ்
- తెలుగు
- नेपाली
- Burmese
- български
- ລາວ
- Latine
- Қазақша
- Euskal
- Azərbaycan
- Slovenský jazyk
- Македонски
- Lietuvos
- Eesti Keel
- Română
- Slovenski
- मराठी
- Srpski језик
تحليل مخطط منع التآكل للهيكل الصلب في محطة توليد الكهرباء الساحلية
2022-10-13
تحتوي محطات الطاقة الحرارية الكبيرة على عدد كبير من الهياكل الفولاذية (مثل الإطار الفولاذي للغلاية، والهيكل الفولاذي للمصنع، وما إلى ذلك) والمعدات والأنابيب الموجودة في الهواء الطلق. يتمتع الهيكل الفولاذي بمزايا الهيكل الخفيف والأداء الميكانيكي الشامل الجيد، لكن الفولاذ المعرض للبيئة سيتعرض لأشكال مختلفة من التآكل، إذا لم يكن محميًا أو معزولًا لظروف التآكل، فسوف يتأكسد الهيكل الفولاذي تدريجيًا، ويفقد أخيرًا القدرة على العمل. بالنسبة لمحطة الطاقة الواقعة في المنطقة الساحلية من شاطئ البحر، لأنها تتميز بخصائص الرطوبة العالية، ودرجة الحرارة العالية، ومحتوى الملح العالي في الغلاف الجوي، ومحطة الطاقة نفسها الرماد المتطاير، وثاني أكسيد الكبريت، وتكثيف البخار وغيرها من بيئة التآكل المحلية، يجب أن تأخذ في الاعتبار بشكل كامل جميع أنواع عوامل التآكل، وتصميم نظام طلاء أكثر ملاءمة مضاد للتآكل، لتحقيق تآكل طويل الأمد، وتقليل عدد إعادة الطلاء، وإطالة عمر الخدمة للغرض.
في هذا البحث، محطة توليد كهرباء قيد الإنشاء في المنطقة الساحلية الجنوبية الشرقية تبلغ مليوني إطار فولاذي للفرن من النوع فوق الحرج للغاية ككائن، يوضح العرض الحالي الطلاءات الغنية بالزنك الناضجة نسبيًا، والزنك بالغمس الساخن، ومبدأ حماية الزنك بالرش البارد لثلاثة أنواع من مخططات مقاومة التآكل، والبيئة المناسبة، وبناء الخطة، والأداء المضاد للتآكل، وأجهزة الاستشعار والمحركات، وصيانة المتابعة وتكلفة دورة الحياة، مما يجعل مقارنة شاملة بين ثلاثة أنواع من مخططات مقاومة التآكل، تم طرحها أخيرًا مخطط اقتراح التحسين.
مبادئ تصميم الطلاء المضاد للتآكل لمحطات الطاقة
فكرة تصميم الطلاء المضاد للتآكل بشكل عام وفقًا لبيئة التآكل المختلفة أو ظروف المعالجة السطحية المتوسطة، واستخدام مكونات مختلفة لطلاء الطلاء، ووفقًا لمتطلبات الحياة الوقائية ونتائج المقارنة الفنية والاقتصادية، لتحديد سمك الطلاء. "الطلاءات والورنيشات - الحماية من التآكل لنظام الطلاء الوقائي على الهياكل الفولاذية")، ينتمي تصنيف البيئة الجوية لهذا الموقع الهندسي إلى الفئة C4؛ وفقًا لمتانة الطلاء، فإن عمر التصميم للطلاء له 3 معايير قصيرة المدى ومتوسطة وطويلة الأجل، ومعظم عمر تصميم طلاء محطة الطاقة الحرارية الحالية هو 10 إلى 15 عامًا.
2. تحليل موجز لمخطط المشروع المضاد للتآكل
2.1 تصنيف مخططات مكافحة التآكل
الطلاء أو الطلاء هو الطريقة الأكثر استخدامًا لمكافحة التآكل، عن طريق طلاء الفولاذ بسماكة معينة من المواد الكثيفة والصلب والوسائط المسببة للتآكل أو البيئة المسببة للتآكل، وذلك لتحقيق غرض مقاومة التآكل. يستخدم الطلاء قبل استخدام الزيت الجاف أو الزيت نصف الجاف والراتنج الطبيعي كمادة خام رئيسية، لأن هذا يطلق عليه عادة "الطلاء". في الوقت الحاضر، يتضمن نظام الطلاء المضاد للتآكل الشائع الاستخدام بشكل أساسي الطلاء الغني بالزنك، والمجلفن بالغمس الساخن، وثلاثة أنواع من الزنك بالرش البارد.
2.2 محلول الجلفنة بالغمس الساخن
يمكن لنظام الجلفنة بالغمس الساخن الحصول على طبقة واقية كثيفة وسميكة من الزنك، وأداء حماية أفضل. ومع ذلك، فإن عملية بناء المجلفن بالغمس الساخن صارمة. في عملية التشغيل الفعلية، فإن التحكم في المعلمات التقنية لعملية الجلفنة بالغمس الساخن ليس جيدًا، مما سيؤثر بشكل خطير على عمر الحماية المضادة للتآكل للمكونات المجلفنة بالغمس الساخن. نظرًا للحجم المحدود ودرجة الحرارة التي تتراوح بين 400 إلى 500 درجة مئوية، فإن الهيكل الفولاذي سوف ينتج عنه تغيرات في الضغط الحراري وحتى تشوه حراري، خاصة بالنسبة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة، وهيكل الصندوق، وما إلى ذلك؛ في الوقت نفسه، فإن الجلفنة بالغمس الساخن محدودة بحجم خزان الطلاء والنقل، مما يجعل بناء العديد من المكونات الكبيرة غير مريح للغاية؛ وبالإضافة إلى ذلك، فإن العملية أكثر تلويثًا وتكلفة معالجة غاز النفايات أعلى أيضًا. عندما يتم استهلاك طبقة الزنك لمدة 15 عامًا تقريبًا، لا يمكن إعادة جلفنتها، ولا يمكن السماح لها إلا بالأكسدة، ولا توجد وسيلة أخرى لضمان عمر خدمة الهيكل الفولاذي.
نظرًا للقيود المذكورة أعلاه، فقد تم استخدام عملية الجلفنة بالغمس الساخن على نطاق واسع في محطات الطاقة فقط في الشبكة الفولاذية للسلالم المتحركة للمنصة.
2.3 مخطط الطلاء الغني بالزنك
نظرًا لأن الدهانات الأولية الغنية بالزنك تتمتع بوظيفة حماية جيدة، فإن العديد من المشاريع تستخدم الطلاء الغني بالإيبوكسي الزنك كطبقة أولية للهياكل الفولاذية الخارجية والمحركات والأنابيب المساعدة. عملية الطلاء الغنية بالزنك بشكل عام وفقًا لطبقة تمهيدية غنية بالزنك الإيبوكسي 50 ~ 75 ميكرومتر، واثنين من الطلاء الوسيط للحديد السحابي الإيبوكسي 100 ~ 200 ميكرومتر، واثنين من الطلاء العلوي من مادة البولي يوريثين 50 ~ 75 ميكرومتر، ويبلغ سمك الفيلم الجاف الإجمالي 200 ~ 350 ميكرومتر. في ظل الظروف البيئية العالية التآكل لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية، تكون فترة حماية الطلاءات العادية قصيرة. على سبيل المثال، المرحلة الأولى من مشروع محطة Guohua Ninghai للطاقة والمرحلة الأولى من مشروع محطة Guangdong Haimen للطاقة، بعد عامين إلى ثلاثة أعوام من الانتهاء، حدثت مساحة كبيرة من الصدأ. يجب إجراء صيانة مقاومة التآكل عدة مرات خلال دورة حياة محطة الطاقة.
2.4 محلول الزنك بالرش البارد
يكون رش الزنك البارد بنقاء أعلى من 99.995٪ عن طريق الانحلال الذي يستخرج مسحوق الزنك، وهو عامل خاص لدمج المنتجات ذات المكون الواحد، ويحتوي طلاء الفيلم الجاف على أكثر من 96٪ من الزنك النقي، وهو مزيج من المجلفن بالغمس الساخن ورش الزنك (الألومنيوم) والطلاءات الغنية بالزنك، ومزايا مبدأ الحماية المشابه للمجلفن بالغمس الساخن، وحماية مزدوجة مع الحماية الكاثودية وحماية الحاجز، مقارنة مع الزنك الساخن التقليدي بالزنك بالرش الساخن. مقاومة أفضل للتآكل.
نظرًا لانخفاض درجة حرارة المعالجة، فإن معدل أكسدة الزنك بالحقن البارد ينخفض بشكل كبير. إن بناء الحقن البارد يجعل معدل ثقب التمدد الحراري والانكماش البارد منخفضًا جدًا أيضًا، وبالتالي فإن أداء الحماية للزنك بالحقن البارد أفضل. متطلبات المعالجة السطحية للزنك بالرش البارد منخفضة نسبيًا. لا يمكن طلاء الزنك بالرش البارد في ورشة العمل فحسب، بل أيضًا في مجال بناء الطلاء، دون قيود على حجم وشكل قطعة العمل. لا تحتوي منتجات الزنك بالرش البارد على أي مكونات معدنية ثقيلة مثل الرصاص والكروم، ولا تحتوي المذيبات على البنزين والتولوين وميثيل إيثيل كيتون والمذيبات العضوية الأخرى، لذا فإن الاستخدام آمن وصحي. بناءً على المزايا المذكورة أعلاه، يتم استخدام عملية الزنك بالحقن البارد على نطاق واسع في عملية مقاومة التآكل للهيكل الفولاذي الخارجي لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية.
2.5 مقارنة بين مخططات مكافحة التآكل
يوضح الجدول 1 المقارنة بين أنظمة مقاومة التآكل الثلاثة المذكورة أعلاه شائعة الاستخدام في محطات الطاقة الحرارية. إذا أخذنا إطارين فولاذيين لملايين الأفران من النوع قيد الإنشاء في محطة توليد الكهرباء في هذه المنطقة الساحلية كمثال، بعد استشارة الشركات المصنعة للطلاء المضاد للتآكل، فإن النتائج هي كما يلي: إذا تم اعتماد نظام الطلاء الغني بالزنك (باستخدام طلاء العلامة التجارية "Haihong Old Man")، مع طلاء تمهيدي 65 ميكرومتر، وطبقة نهائية 80 ميكرومتر وطلاء متوسط 180 ميكرومتر، فإن إجمالي تكلفة المواد يبلغ حوالي 7 مليون يوان؛ إذا تم اعتماد نظام رش الزنك البارد، فإن سمك رش الزنك البارد يكون 180μm (بما في ذلك طلاء الختم والمعطف الخفيف)، وتكلفة استخدام مواد الطلاء المحلية حوالي 8 مليون يوان، وتكلفة استخدام الطلاء المستورد حوالي 40 مليون يوان. وبالنظر إلى أنه يمكن الحفاظ على نظام الطلاء بالزنك البارد مجانًا لمدة 15 عامًا، فإن نظام الطلاء الغني بالزنك يحتاج إلى إعادة طلاء وإصلاحه كل 5 إلى 7 سنوات وتكون الصيانة أكثر صعوبة، والدخل الاقتصادي لمدة 15 عامًا لنظام الزنك المرش بالبرد لا يزال أكبر من نظام الطلاء الغني بالزنك.
من التحليل والمقارنة أعلاه، يمكن ملاحظة أن نظام الزنك بالرش البارد يتمتع بمزايا الوقاية من التآكل على المدى الطويل، وتجنب الصيانة المتعددة، والقدرة على التكيف الجيد مع التآكل، والبناء والصيانة المريحة، وانخفاض تكلفة العمر الافتراضي. بالنسبة للهياكل الفولاذية الكبيرة مثل إطار الغلاية الفولاذي، توصي هذه الورقة بنظام منع تآكل الزنك بالرش البارد.
3 الاستنتاج
في هذا البحث، محطة توليد كهرباء قيد الإنشاء في المنطقة الساحلية الجنوبية الشرقية تبلغ مليوني إطار فولاذي للفرن من النوع فوق الحرج للغاية ككائن، يوضح العرض الحالي الطلاءات الغنية بالزنك الناضجة نسبيًا، والزنك بالغمس الساخن، ومبدأ حماية الزنك بالرش البارد لثلاثة أنواع من مخططات مقاومة التآكل، والبيئة المناسبة، وبناء الخطة، والأداء المضاد للتآكل، وأجهزة الاستشعار والمحركات، وصيانة المتابعة وتكلفة دورة الحياة، مما يجعل مقارنة شاملة بين ثلاثة أنواع من مخططات مقاومة التآكل، تم طرحها أخيرًا مخطط اقتراح التحسين.
مبادئ تصميم الطلاء المضاد للتآكل لمحطات الطاقة
فكرة تصميم الطلاء المضاد للتآكل بشكل عام وفقًا لبيئة التآكل المختلفة أو ظروف المعالجة السطحية المتوسطة، واستخدام مكونات مختلفة لطلاء الطلاء، ووفقًا لمتطلبات الحياة الوقائية ونتائج المقارنة الفنية والاقتصادية، لتحديد سمك الطلاء. "الطلاءات والورنيشات - الحماية من التآكل لنظام الطلاء الوقائي على الهياكل الفولاذية")، ينتمي تصنيف البيئة الجوية لهذا الموقع الهندسي إلى الفئة C4؛ وفقًا لمتانة الطلاء، فإن عمر التصميم للطلاء له 3 معايير قصيرة المدى ومتوسطة وطويلة الأجل، ومعظم عمر تصميم طلاء محطة الطاقة الحرارية الحالية هو 10 إلى 15 عامًا.
2. تحليل موجز لمخطط المشروع المضاد للتآكل
2.1 تصنيف مخططات مكافحة التآكل
الطلاء أو الطلاء هو الطريقة الأكثر استخدامًا لمكافحة التآكل، عن طريق طلاء الفولاذ بسماكة معينة من المواد الكثيفة والصلب والوسائط المسببة للتآكل أو البيئة المسببة للتآكل، وذلك لتحقيق غرض مقاومة التآكل. يستخدم الطلاء قبل استخدام الزيت الجاف أو الزيت نصف الجاف والراتنج الطبيعي كمادة خام رئيسية، لأن هذا يطلق عليه عادة "الطلاء". في الوقت الحاضر، يتضمن نظام الطلاء المضاد للتآكل الشائع الاستخدام بشكل أساسي الطلاء الغني بالزنك، والمجلفن بالغمس الساخن، وثلاثة أنواع من الزنك بالرش البارد.
2.2 محلول الجلفنة بالغمس الساخن
يمكن لنظام الجلفنة بالغمس الساخن الحصول على طبقة واقية كثيفة وسميكة من الزنك، وأداء حماية أفضل. ومع ذلك، فإن عملية بناء المجلفن بالغمس الساخن صارمة. في عملية التشغيل الفعلية، فإن التحكم في المعلمات التقنية لعملية الجلفنة بالغمس الساخن ليس جيدًا، مما سيؤثر بشكل خطير على عمر الحماية المضادة للتآكل للمكونات المجلفنة بالغمس الساخن. نظرًا للحجم المحدود ودرجة الحرارة التي تتراوح بين 400 إلى 500 درجة مئوية، فإن الهيكل الفولاذي سوف ينتج عنه تغيرات في الضغط الحراري وحتى تشوه حراري، خاصة بالنسبة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة، وهيكل الصندوق، وما إلى ذلك؛ في الوقت نفسه، فإن الجلفنة بالغمس الساخن محدودة بحجم خزان الطلاء والنقل، مما يجعل بناء العديد من المكونات الكبيرة غير مريح للغاية؛ وبالإضافة إلى ذلك، فإن العملية أكثر تلويثًا وتكلفة معالجة غاز النفايات أعلى أيضًا. عندما يتم استهلاك طبقة الزنك لمدة 15 عامًا تقريبًا، لا يمكن إعادة جلفنتها، ولا يمكن السماح لها إلا بالأكسدة، ولا توجد وسيلة أخرى لضمان عمر خدمة الهيكل الفولاذي.
نظرًا للقيود المذكورة أعلاه، فقد تم استخدام عملية الجلفنة بالغمس الساخن على نطاق واسع في محطات الطاقة فقط في الشبكة الفولاذية للسلالم المتحركة للمنصة.
2.3 مخطط الطلاء الغني بالزنك
نظرًا لأن الدهانات الأولية الغنية بالزنك تتمتع بوظيفة حماية جيدة، فإن العديد من المشاريع تستخدم الطلاء الغني بالإيبوكسي الزنك كطبقة أولية للهياكل الفولاذية الخارجية والمحركات والأنابيب المساعدة. عملية الطلاء الغنية بالزنك بشكل عام وفقًا لطبقة تمهيدية غنية بالزنك الإيبوكسي 50 ~ 75 ميكرومتر، واثنين من الطلاء الوسيط للحديد السحابي الإيبوكسي 100 ~ 200 ميكرومتر، واثنين من الطلاء العلوي من مادة البولي يوريثين 50 ~ 75 ميكرومتر، ويبلغ سمك الفيلم الجاف الإجمالي 200 ~ 350 ميكرومتر. في ظل الظروف البيئية العالية التآكل لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية، تكون فترة حماية الطلاءات العادية قصيرة. على سبيل المثال، المرحلة الأولى من مشروع محطة Guohua Ninghai للطاقة والمرحلة الأولى من مشروع محطة Guangdong Haimen للطاقة، بعد عامين إلى ثلاثة أعوام من الانتهاء، حدثت مساحة كبيرة من الصدأ. يجب إجراء صيانة مقاومة التآكل عدة مرات خلال دورة حياة محطة الطاقة.
2.4 محلول الزنك بالرش البارد
يكون رش الزنك البارد بنقاء أعلى من 99.995٪ عن طريق الانحلال الذي يستخرج مسحوق الزنك، وهو عامل خاص لدمج المنتجات ذات المكون الواحد، ويحتوي طلاء الفيلم الجاف على أكثر من 96٪ من الزنك النقي، وهو مزيج من المجلفن بالغمس الساخن ورش الزنك (الألومنيوم) والطلاءات الغنية بالزنك، ومزايا مبدأ الحماية المشابه للمجلفن بالغمس الساخن، وحماية مزدوجة مع الحماية الكاثودية وحماية الحاجز، مقارنة مع الزنك الساخن التقليدي بالزنك بالرش الساخن. مقاومة أفضل للتآكل.
نظرًا لانخفاض درجة حرارة المعالجة، فإن معدل أكسدة الزنك بالحقن البارد ينخفض بشكل كبير. إن بناء الحقن البارد يجعل معدل ثقب التمدد الحراري والانكماش البارد منخفضًا جدًا أيضًا، وبالتالي فإن أداء الحماية للزنك بالحقن البارد أفضل. متطلبات المعالجة السطحية للزنك بالرش البارد منخفضة نسبيًا. لا يمكن طلاء الزنك بالرش البارد في ورشة العمل فحسب، بل أيضًا في مجال بناء الطلاء، دون قيود على حجم وشكل قطعة العمل. لا تحتوي منتجات الزنك بالرش البارد على أي مكونات معدنية ثقيلة مثل الرصاص والكروم، ولا تحتوي المذيبات على البنزين والتولوين وميثيل إيثيل كيتون والمذيبات العضوية الأخرى، لذا فإن الاستخدام آمن وصحي. بناءً على المزايا المذكورة أعلاه، يتم استخدام عملية الزنك بالحقن البارد على نطاق واسع في عملية مقاومة التآكل للهيكل الفولاذي الخارجي لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية.
2.5 مقارنة بين مخططات مكافحة التآكل
يوضح الجدول 1 المقارنة بين أنظمة مقاومة التآكل الثلاثة المذكورة أعلاه شائعة الاستخدام في محطات الطاقة الحرارية. إذا أخذنا إطارين فولاذيين لملايين الأفران من النوع قيد الإنشاء في محطة توليد الكهرباء في هذه المنطقة الساحلية كمثال، بعد استشارة الشركات المصنعة للطلاء المضاد للتآكل، فإن النتائج هي كما يلي: إذا تم اعتماد نظام الطلاء الغني بالزنك (باستخدام طلاء العلامة التجارية "Haihong Old Man")، مع طلاء تمهيدي 65 ميكرومتر، وطبقة نهائية 80 ميكرومتر وطلاء متوسط 180 ميكرومتر، فإن إجمالي تكلفة المواد يبلغ حوالي 7 مليون يوان؛ إذا تم اعتماد نظام رش الزنك البارد، فإن سمك رش الزنك البارد يكون 180μm (بما في ذلك طلاء الختم والمعطف الخفيف)، وتكلفة استخدام مواد الطلاء المحلية حوالي 8 مليون يوان، وتكلفة استخدام الطلاء المستورد حوالي 40 مليون يوان. وبالنظر إلى أنه يمكن الحفاظ على نظام الطلاء بالزنك البارد مجانًا لمدة 15 عامًا، فإن نظام الطلاء الغني بالزنك يحتاج إلى إعادة طلاء وإصلاحه كل 5 إلى 7 سنوات وتكون الصيانة أكثر صعوبة، والدخل الاقتصادي لمدة 15 عامًا لنظام الزنك المرش بالبرد لا يزال أكبر من نظام الطلاء الغني بالزنك.
من التحليل والمقارنة أعلاه، يمكن ملاحظة أن نظام الزنك بالرش البارد يتمتع بمزايا الوقاية من التآكل على المدى الطويل، وتجنب الصيانة المتعددة، والقدرة على التكيف الجيد مع التآكل، والبناء والصيانة المريحة، وانخفاض تكلفة العمر الافتراضي. بالنسبة للهياكل الفولاذية الكبيرة مثل إطار الغلاية الفولاذي، توصي هذه الورقة بنظام منع تآكل الزنك بالرش البارد.
3 الاستنتاج
في ضوء الظروف البيئية والمناخية الخاصة لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية، يوصى بإعطاء الأولوية لنظام منع تآكل الزنك بالرش البارد للإطار الفولاذي للغلاية الخارجية والهيكل الفولاذي للمحطة، ونظام الزنك بالغمس الساخن للوحة الشبكة لمنصة محطة الطاقة. يُقترح أن يولي المالكون اهتمامًا وثيقًا لاتجاه أسعار طلاء الزنك بالرش البارد، وفي حالة التكلفة المعقولة، يجب إعطاء الأولوية لاستخدام مخطط الزنك بالرش البارد، فقط عندما يتجاوز السعر تقدير الاستثمار الأولي كثيرًا، فكر في مخطط الطلاء الغني بالزنك.
