تحليل موجز للمخطط المضاد للتآكل للهيكل الفولاذي لمحطة توليد الكهرباء في المنطقة الساحلية

تحتوي محطات الطاقة الحرارية الكبيرة على عدد كبير من الهياكل الفولاذية (مثل الإطار الفولاذي للغلاية، والهيكل الفولاذي للمصنع، وما إلى ذلك) والمعدات وخطوط الأنابيب الموجودة في الهواء الطلق. يتمتع الهيكل الفولاذي بمزايا الهيكل الخفيف والخواص الميكانيكية الشاملة الجيدة، لكن الفولاذ المعرض للبيئة سيتعرض لأشكال مختلفة من التآكل، إذا لم يكن محميًا أو معزولًا عن ظروف التآكل، فسوف يتأكسد الهيكل الفولاذي تدريجيًا، ويفقد في النهاية القدرة على العمل. بالنسبة لمحطات الطاقة الموجودة في المناطق الساحلية، نظرًا لخصائص الرطوبة العالية ودرجة الحرارة المرتفعة على مدار العام، وارتفاع نسبة الأملاح في الغلاف الجوي، وبيئة التآكل المحلية لمحطة الطاقة مثل الرماد المتطاير وثاني أكسيد الكبريت وتكثيف البخار، يجب مراعاة عوامل التآكل المختلفة بشكل كامل لتصميم واعتماد مخطط طلاء أكثر ملاءمة لمنع التآكل. لتحقيق مقاومة التآكل على المدى الطويل، قم بتقليل عدد مرات إعادة الطلاء، وإطالة عمر الخدمة.

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 التصميم لاستخدام طلاء مضاد للتآكل بشكل عام وفقًا لبيئة التآكل أو الوسط، تختلف ظروف المعالجة السطحية، باستخدام مكونات مختلفة لطلاء الطلاء، ووفقًا لمتطلبات عمر الحماية ونتائج المقارنة الفنية والاقتصادية، يتم تحديد سمك طلاء الطلاء. "الطلاءات والورنيشات - الحماية من التآكل للهيكل الفولاذي عن طريق نظام الطلاء الوقائي")، تم تصنيف البيئة الجوية لموقع المشروع على أنها فئة C4؛ وفقًا لمتانة الطلاء، فإن العمر التصميمي للطلاء له ثلاثة معايير: المدى القصير والمتوسط ​​والطويل. في الوقت الحاضر، عمر تصميم الطلاء لمعظم محطات الطاقة الحرارية هو 10 إلى 15 سنة.

2. تحليل موجز لمخطط مقاومة التآكل للمشروع

2.1 تصنيف مخططات مكافحة التآكل

الطلاء أو الطلاء هو أكثر طرق مقاومة التآكل شيوعًا. من خلال طلاء الفولاذ بسماكة معينة من المواد الكثيفة، يتم فصل الفولاذ عن الوسط المسبب للتآكل أو البيئة المسببة للتآكل، وذلك لتحقيق غرض مقاومة التآكل. في الماضي، كان الطلاء يستخدم الزيت الجاف أو الزيت شبه الجاف والراتنج الطبيعي كمواد خام رئيسية، لذلك يطلق عليه عادة "الطلاء". تشتمل مخططات مقاومة تآكل الطلاء شائعة الاستخدام حاليًا بشكل أساسي على الطلاء الغني بالزنك والغلفنة بالغمس الساخن والزنك بالرش البارد.

2.2 محلول الجلفنة بالغمس الساخن

يمكن للجلفنة بالغمس الساخن الحصول على طبقة واقية كثيفة وسميكة من الزنك، والتي تتمتع بأداء حماية جيد. ومع ذلك، فإن عملية بناء الجلفنة بالغمس الساخن صارمة. في التشغيل الفعلي، إذا لم يتم التحكم بشكل جيد في المعلمات التقنية للجلفنة بالغمس الساخن، فإن عمر الحماية ضد التآكل لمكونات الجلفنة بالغمس الساخن سوف يتأثر بشكل خطير. نظرًا لأن الحجم محدود ودرجة حرارة الطلاء بالزنك 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، وأجزاء هيكل الصندوق، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، تكون الجلفنة بالغمس الساخن محدودة بحجم أخدود الطلاء والنقل، مما يجعل بناء العديد من المكونات الكبيرة غير مريح للغاية؛ وبالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التلوث كبيرة، كما أن تكاليف معالجة مياه الصرف الصحي وغاز النفايات مرتفعة أيضًا. عندما يتم استهلاك طبقة الزنك لمدة 15 عامًا تقريبًا، لا يمكن إعادة جلفنتها، ويمكن أكسدتها فقط. لا توجد وسيلة أخرى لضمان عمر الخدمة للهيكل الفولاذي.

بناءً على القيود المذكورة أعلاه، يتم استخدام الجلفنة بالغمس الساخن على نطاق واسع فقط في الشبكات الفولاذية لسلالم المنصات المتحركة في محطات الطاقة.

2.3 مخطط الطلاء الغني بالزنك

نظرًا لأن البادئات الغنية بالزنك تتمتع بوظيفة حماية جيدة، فإن العديد من المشاريع تستخدم الطلاء الغني بالزنك الإيبوكسي كهيكل فولاذي خارجي وآلات مساعدة وتمهيد لخطوط الأنابيب. تعتبر عملية الطلاء الغني بالزنك بشكل عام بمثابة طلاء إيبوكسي غني بالزنك 50 ~ 75 ميكرومتر، وطلاءين متوسطين من حديد الإيبوكسي 100 ~ 200 ميكرومتر، وطلاءين علويين من البولي يوريثين 50 ~ 75 ميكرومتر، مع سمك إجمالي للفيلم الجاف 200 ~ 350 ميكرومتر. في بيئة التآكل العالية لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية، تكون فترة حماية الطلاءات الشائعة قصيرة. على سبيل المثال، المرحلة الأولى من مشروع محطة كهرباء Guohua Ninghai والمرحلة الأولى من مشروع محطة كهرباء Guangdong Haimen، بعد الانتهاء من 2 إلى 3 سنوات سوف تظهر صدأًا واسع النطاق. يجب إجراء الصيانة المضادة للتآكل عدة مرات خلال عمر المصنع.

2.4 مخطط رش الزنك البارد

يكون رش الزنك البارد بنقاء أعلى من 99.995٪ عن طريق الانحلال الذي يستخرج مسحوق الزنك، وهو عامل خاص لدمج المنتجات أحادية المكون، 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، والحماية المزدوجة مع الحماية الكاثودية وحماية الحاجز، بالمقارنة مع الرش الساخن بالزنك الساخن التقليدي، فإن الرش الساخن للزنك الساخن أفضل مقاومة التآكل.

يتم تقليل معدل أكسدة رذاذ الزنك البارد بشكل كبير بسبب انخفاض درجة حرارة المعالجة. إن بناء الرش البارد يجعل التمدد الحراري ومعدل ثقب الانكماش البارد منخفضًا جدًا أيضًا، لذلك يكون أداء حماية الزنك بالرش البارد أفضل. متطلبات المعالجة السطحية للزنك بالرش البارد منخفضة نسبيًا. لا يمكن تطبيق رش الزنك البارد في ورشة العمل فحسب، بل أيضًا في الموقع، دون تحديد حجم وشكل قطعة العمل. لا تحتوي منتجات الزنك بالرش البارد على أي مكونات معدنية ثقيلة مثل الرصاص والكروم، ولا يحتوي المذيب على البنزين والتولوين وميثيل إيثيل كيتون والمذيبات العضوية الأخرى، لذلك فهو آمن وصحي للاستخدام. على أساس المزايا المذكورة أعلاه، يتم استخدام عملية رش الزنك البارد على نطاق واسع في عملية الحماية من التآكل للهيكل الفولاذي الخارجي لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية.

2.5 مقارنة بين مخططات مكافحة التآكل

يوضح الجدول 1 مقارنة أنظمة مقاومة التآكل الشائعة الاستخدام في محطات الطاقة الحرارية الثلاث المذكورة أعلاه. مع الأخذ في الاعتبار حالتي عمل، ثم العمل معنا، على سبيل المثال، الإطار الفولاذي للفرن في محطة توليد الطاقة في المنطقة الساحلية، كانت النتائج التي تم الحصول عليها من استشارة الشركة المصنعة للطلاء المضاد للتآكل كما يلي: إذا تم اعتماد نظام الطلاء الغني بالزنك (باستخدام طلاء "Haihong Elder")، فإن الطلاء التمهيدي 65 ميكرومتر، والطبقة العلوية 80 ميكرومتر والطبقة الوسطى تم تطبيق 180μm، وكانت تكلفة المواد حوالي 7 مليون يوان صيني. إذا تم استخدام رش الزنك البارد، فإن سمك رش الزنك البارد يبلغ 180 ميكرومتر (بما في ذلك طلاء الختم والطلاء العلوي)، وتكلفة مواد الطلاء المحلية حوالي 8 ملايين يوان، وتكلفة الطلاء المستورد حوالي 40 مليون يوان. وبالنظر إلى أنه يمكن الحفاظ على نظام رش الزنك البارد مجانًا لمدة 15 عامًا، فإن نظام الطلاء الغني بالزنك يحتاج إلى إعادة طلاء وإصلاحه كل 5 إلى 7 سنوات، وتكون الصيانة أكثر صعوبة. لا تزال الفائدة الاقتصادية لمدة 15 عامًا لنظام رش الزنك البارد أكبر من نظام الطلاء الغني بالزنك.

من التحليل والمقارنة أعلاه، يمكن ملاحظة أن نظام رش الزنك البارد يتميز بمزايا مقاومة التآكل على المدى الطويل، وتجنب الصيانة المتعددة، والقدرة على التكيف الجيد مع التآكل، والبناء والصيانة المريحة، وتكلفة الحياة المنخفضة. بالنسبة للهياكل الفولاذية الكبيرة مثل إطار الغلاية الفولاذي، توصي هذه الورقة بنظام مقاومة التآكل بالرش بالزنك البارد.

3 الاستنتاج

في ضوء الظروف البيئية والمناخية الخاصة لمحطات الطاقة في المناطق الساحلية، يُقترح إعطاء الأولوية لنظام مكافحة التآكل لحقن الزنك البارد للإطار الفولاذي للغلاية الخارجية والهيكل الفولاذي في منطقة المصنع، ويجب اعتماد مخطط غمر الزنك الساخن للوحة الشبكة لمنصة محطة الطاقة. من المستحسن أن يولي المالك اهتمامًا وثيقًا لاتجاه سعر طلاء الزنك بالرش البارد، ويعطي الأولوية لنظام طلاء الزنك بالرش البارد إذا كانت التكلفة ميسورة التكلفة، ولا يفكر إلا في مخطط الطلاء الغني بالزنك إذا كان السعر يتجاوز تقدير الاستثمار الأولي كثيرًا.