有关石灰石－石膏湿法脱硫系统中腐蚀的分析摘要　湿法烟气脱硫装置因其处理的烟气量大、脱硫效率高、运行周期长、成本适中，已成为国内外火电厂烟气脱硫的主导装置。
但该装置腐蚀环境苛刻、防腐蚀工程量大、装置腐蚀维修困难。这篇文章关键词　石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置；腐蚀；玻璃鳞片树脂；磨损；橡胶衬里一、烟气脱硫中常用的防腐材料在脱硫系统的防腐中，选用合适的材料是一个重要的问题。
工程造价和材料的耐磨性常成为一对矛盾。发达国家在烟气脱硫系统中常采用价格高昂的镍基合金。寻找经济耐用的材料是一个国际性问题。烟气脱硫系统的防腐重点是烟道和脱硫塔，已采用过的耐腐蚀材料有：镍基合金：镍基合金是以镍为主与Co、Mo、Fe、W、Cr等形成的连续固溶体合金，其中以蒙耐而合金和哈氏合金为代表。比较典型的有Nicrofer5923hMo—59合金（2.4605），Microfer3127hMo—31合金（1.4562），Cronifer1925hMo—926合金（1.4529）等，通常不低于1.4529。能和良好的机械强度，具有良好的加工和焊接性能，无焊缝开裂问题，并具有良好的热稳定性，使用效果较为理想，国际上有使用十多年未出现腐蚀的例子。但镍基合金造价昂贵，增加了脱硫的投资。
玻璃磷片树脂衬里：鳞片树脂是20世纪50年代由美国一家公司发明的一种重防腐材料。所谓玻璃鳞片树脂，是将一定片径（0.2～2.4mm）和一定厚度的（6～40μm）的玻璃鳞片与树脂混合制成的胶泥或涂料，将其用涂抹或喷涂的方法敷于金属表面即成为防腐涂层，此法应用于烟气脱硫系统的许多部位。该技术目前已成为烟气脱硫系统首选技术，经验证明，玻璃鳞片树脂使用性能良好，有的已安全使用10万小时以上。因其具有优良的抗渗透性，结合良好的机械强度，高的耐蚀性能，同时耐高温性能也很好的优点，尤其是酚醛类乙烯酯树脂玻璃鳞片涂层，在180℃，短时间220℃仍具有良好的性能，我国现行引进的烟气脱硫装置中均采用此项技术。在鳞片衬里中，由于实体鳞片的阻挡性，使介质只能沿迷宫型的曲折途径渗透，这相当于加厚了衬层的厚度，但又避免了衬层太厚引起的副作用。而鳞片对应力的松驰作用，使应力的传导和加和成为不可能，加之鳞片对应力作用下引起的裂纹发展也起到了限制作用。故鳞片衬里确实较好地满足了烟气脱硫防腐衬里的理论要求地，在实际使用中也确实起到了抑制衬层物理破坏的作用，使衬层寿命大大提高。

（一）鳞片衬里防腐层结构组成从鳞片衬里剖断面看，鳞片衬里层与玻璃钢层的主要区别在于变玻璃钢的连续丝状纤维为鳞片衬里的不连续的片状鳞片。由于鳞片是不透性实体，在衬层中垂直于介质渗透方向，成为多层次有序叠压排列，故一方面为介质渗透设置了一道道屏障；另一方面，改变了树脂固化时的收缩残余应力及使用时由于环境热引起热应力的分布、传导、叠加及松驰条件，从而有效地抑制了以往防腐衬里技术中常见的物理破坏现象，如扩散性底蚀、鼓包、分层、剥离等物理腐蚀破坏。
（二）鳞片衬里耐蚀特性及原理
1、优良的抗腐蚀介质渗透性玻璃鳞片防腐材料的抗介质渗透性，可以通过玻璃钢与鳞片试片的温度梯度扩散和加压渗氨对比试验得到明确的结论。图11-1所示为温度梯度的试验结果，由图中曲线不难得出两种材料的抗渗效果：玻璃钢厚度增加也增加了介质的渗透时间，但其增量与厚度是近似成正比的，曲线平滑近似成直线，且斜率较小。而鳞片渗透时间曲线则为突变型，其厚度的增加使透过时间大大提高。从曲线对比分析看，0.5mm鳞试片其介质渗透时间已略大于2.0mm玻璃钢试片。温度梯度实质上是反映了介质渗透及热应力的综合破坏能力。当试片受到环境温度作用时，产生热胀冷缩，若其胀缩受到制约时就会在试样内产生热应力。在温度梯度试验中试样受到了两方面的制约，一是不同性质的材料的相互制约，二是试样内各单元层间温度不同引起相互制约，从而导致较大的热应力产生。这类应力与渗入介质之间的交互激发作用，致使试样产生较多的微裂纹。因鳞片材料具有较好的抗介质渗透性及对应的掏作用较强，故试验结果远优于玻璃钢。加压渗氨实验也属于动态研究试验之一。介质在压力作用下，渗透能力提高，可较迅速的透过衬里材料，导致基体的腐蚀破坏。为了便于观察判断氨水渗透时间，在试片的非加压侧贴了一张氨水显示试纸。加压渗透试验试样除受到介质作用外，还受到外压力的作用，这一应力促进了介质的渗透速度。表11-5所示的即为加压渗氨试验结果，表中所示与温度梯度试验结果相同。鳞片防腐材料之所以具有比玻璃钢高得多抗渗透能力，是因为在鳞片防腐层中，扁平状鳞片在树脂中平行叠压排列。这不仅对腐蚀介质渗透构成了一道道屏障，使介质在基料中必必须经过类似迷宫般的曲曲折折地途径，这相当于客观上增加了防腐层的厚度。而且基料中必然存在的微气泡、微裂纹、分子级空穴等缺陷被鳞片有效分割，从而有效的抑制了介质的渗透。另外，由于鳞片是不连续片状实体，且在基料中近似排列，使得鳞片与树脂界面间缺陷又为树脂分割，因此，尽管在片衬里中也存在许多缺陷，但其独特的衬层结构使之对缺陷的抑制作用确较玻璃钢好许多。
2、鳞片衬里成型残余应力小　鳞片衬里结构与玻璃钢结构相比，大大改变了树脂的固化收缩及热应力的作用状态，从而减小了残余应力的影响，提高了界面强度。从图11-2和图11-3中可以看出，玻璃钢中树脂是呈连续膜状，树脂在膜层内固化时，因分子的集聚和构象发生变化，导致体积收缩；又由于树脂与纤维的线胀系数不同，故受环境热影响的不同，故在树脂层内及界面间产生缩胀应力，且此类应力可经连续的玻纤及树脂相互传递。而分散状的鳞片的排列是不十分规则的，具有一定的倾角。因此树脂的缩胀被鳞片分割成一个个分散的小区域，使其相互抵消松驰，而不传递叠加。另外，虽然树脂与鳞片之间也产生缩胀应力，但应鳞片是分散体，可随树脂的缩胀移位，故界面收缩应力被用来对鳞片位移做功，将应力松驰掉。这样，使得防腐层内的残余应力大大减小，相应的层内界面强度也大大提高，微裂纹也相应减少。
3、鳞片衬里使用寿命的分析近代许多防腐蚀学者在探讨有机高分子防腐层的腐蚀机理和使用寿命时，大都是从抗介质渗透和固化应力及热应力影响两个方面入手的。众所周知，金属的腐蚀反应是一种由局部电池生成的化学反应。而就有机非金属衬里抑制金属腐蚀而言，实质上就是利用非金属的电绝缘性达到增加电池电阻的作用。在腐蚀环境中，我们可以将离子或电解质的渗透性视为控制层电阻的因素。换句话说，衬层对可电离成离子的介质的渗入阻力越大，其电阻越大，防腐效果越好。因此，衬层寿命的研究就转为抗渗性及残余应力。有机高分子衬里的破坏，主要表现为两种形式：一种是化学腐蚀破坏；二是物理破坏。这两种形式常常互为影响。在实践中衬里破坏的表现形式常以物理破坏为主体，如中常见的鼓泡、脱粘、开裂、分层、剥离等衬里破坏现象均属此类。产生物理破坏的原因较复杂，但主要可分为三个方面。
（1）介质的渗透。这是引起物理破坏极为重要的因素，应力的来源一般也分三个方面：①介质经树脂基体中分子级空穴逐步迁移；②介质经树脂中存在的微裂纹，微气泡在毛细作用下渗入；③介质经填料和树脂间界面孔隙渗入。这三种渗透途径在衬里中并存，相互促进，导致防腐层内介质逐层渗透。
（2）残余应力及热应力。这是引起衬里破坏的重要因素，应力的来源一般也分为三个方面：①基体固化时的收缩应力；②不同介质材料界面收缩应力；③环境温度引起的热应力。材料成型中的残余应力及使用中热应力的存在，可使衬里的界面强度降低，增加微裂纹及界面孔隙，为材料内缺陷的发展及介质渗入提供潜在的条件。残余应力与介质渗透是相互促进的两个方面。残余应力导致微裂纹的产生，微裂纹给介质渗透提供了途径，渗入的介质又进一步激发残余应力并产生毛细效应，致使微裂纹发展、新生，形成腐蚀破坏的恶性循环。
（3）施工质量。施工质量包括衬里成型的每一个环节，从防腐蚀设计，表面处理，操作技能，材料配置到各工序的质量的基础上，主要应从加厚防腐层，抑制腐蚀介质渗透，减少衬层内残余应力并改变应力作用效果，强化施工质量控制等方面入手。而鳞片防腐衬里在结构设计及材料组成上较好的满足了上述理论，它较之传统的防腐技术的突出不同点在于它是抗介质渗透、减少残余应力为出发点而设计的。
（三）鳞片衬里施工技术要点：鳞片衬里施工为手工作业，许多技术要求如：表面质量，鳞片形状及排列方向，界面气泡消除，防腐层厚度等在很大程度上取决于施工人员的技术水平、熟练程度及现场管理。这就需要充分认识影响施工质量的诸因素，认真实践总结施工技巧，从中找出掏或解决影响衬层质量问题的办法。
1、鳞片衬里对被防护设备的结构及表面状态的要求内衬鳞片衬里的金属基体应具有足够的强度及刚性，以防止在施工、安装及运输过程中因变形而导致的衬层破坏。金属基体结构必须满足材料施工作业的条件，必须具备能进行手工涂抹的条件。衬里施工前，基体的加工、焊接、试压等应全部完成，设备应按设计要求完成检验。原则上，贴衬以后不准在钢壳上动火焊接。如确需施工后补焊，应制定相应的措施。装有内件并在运行使用中需经常检修的设备，应具有安装、检修的条件，保证在安装和检修中不损坏内衬层。金属基体原则上应采用焊接结构，如需特殊原因需采用铆接时，应采用沉头铆钉。金属基体表面及端面应光洁、平整、无焊渣及毛刺等，表面焊缝应光滑平整，凸起高度不超过1mm。如超过时，应用砂轮机打磨至满足要求止。型架、型材、狭长状板材、多孔、多齿形板不适合鳞片衬里时，应改用其它防腐材料。如玻璃钢、鳞片涂料加玻璃钢复合结构等。钢壳设计应尽量采用法兰结构的开孔结构，连接管法兰焊接不宜超过内壁，如为不可拆式的封闭结构，则必须设置2个以上的人孔。设备如需内插管，其插管应经法兰连接插入，不得直接焊在壳体上。
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2、施工料固化时间的控制所谓固化时间，从施工角度讲就是施工料配置后的有效使用时间，这一段时间的有效控制是方便施工和保证施工质量的前提。控制固化时间应兼顾：固化剂用量范畴（最佳用量）；一次配料量；施工人员单位施工能力；施工现场条件（包括温度、湿度、配料场所与施工现场的距离）；被防护设备及零部件施工难度等几个方面的问题。通过固化时间的控制可避免材料浪费，人员窝工，防腐层固化不足或过早固化等质量事故。有利于降低成本，提高工效，保证质量。一般情况，固化剂用量需在施工现场先行调试后确定。
3、界面生成气泡的消除尽管在混合料配置中已采用真空搅拌技术来解决气泡大量包裹的问题，但这仅是消泡技术的一个方面。由于鳞片衬里材料填料最大、十分粘稠，在大气中任何条件下的翻动及搅拌、堆摊都会产生来自料体与空气界面间裹入的大量空气，形成气泡。此外，在鳞片衬里涂抹过程中，被防护表面与涂层间也不可避免的要包裹进许多空气，形成气泡。鉴于以上两类气泡均是由界面包裹进空气生成的，故称之为界面生成气泡。对于界面生成气泡的消除，主要可从抑制生成及滚压消除两方面入手。抑制生成是从控制操作入手，对施工人员提出三方面的要求：施工用料在施工作业中严禁随意搅动。托料、上抹刀、涂抹依次循序进行。应尽可能减少无意翻动，堆积等习惯性行为。涂抹时，抹刀应与被抹面保持一适当角度，施工操作应沿夹角方向按适当速度推抹，使胶料沿被防护表面逐渐涂敷，达到使界面间空气在涂抹中不断自界面间推挤出。严禁将料堆积于被防护表面，然后四周滩开式的滩涂。所谓滚压除泡，是用专门的羊毛滚往复滚动施压。其主要作用是除去表面气泡，并将衬层内大气泡压小、压碎，从而达到降低气泡危害之目的。

4、表面流淌性的抑制鳞片衬里涂膜后的流淌性是由有机高分子材料及鳞片树脂本身因悬挂产生重力引起的。尽管在材料配方中已考虑此问题，但由于树脂黏度是随温度变化的，故还需视现场环境条件加以调整。众所周知，大分子在由单一分子的线性结构向多分子网状结构的转变过程需有一定的时间。在此期间，分子的活性及其自身的重力使其具有较强的流淌性，而任何轻微的流淌都足以破坏表面质量，这不仅给下一道施工带来麻烦，更为严重的是流淌性破坏了鳞片的定向有序排列及在胶料中的分散状态，也使防腐层厚度分布不均，从而降低衬层的防腐效果。因此，在施工中往往须依环境条件来调整料的黏度以控制流淌。此外，压光磙的往复亦具有减小流淌性的作用，特别是衬层接近凝胶时，利用胶料活性降低时机，可采用压光磙定向滚压，即可达到重新定型复位之目的，又可达到有效控制流淌的结果。
5、涂抹界面及端面处理防腐施工界面粘接强度，历来为防腐界所重视。施工界面处理得好坏，直接影响施工质量及衬层寿命。因此，在施工过程中，要求界面必须保持清洁，无杂物。滴料及明显的流淌痕应打磨去。又由于鳞片衬里每次施工只能是区域性的，因此就有一个端界面如何处理的问题。在施工中，端界面必须采用搭接，不能采用对接。因为端界面形状自由性较大，对接难以保证两端面相互间有效密合，鳞片排列亦处于不良状态，使其成为防腐薄弱点。此外，每层施工的端界面应尽可能相互错开，使其处于封闭状态。
6、厚度控制控制厚度的目的在于使整个防护表面具有近似等同的抗腐蚀能力，避免局部首先破坏。此外，控制厚度还可以有效地降低材料投资成本。为了便于有效控制，施工中规定每次施工用料采用不同的颜色，这样，操作者可通过对颜色的遮盖程度来间接的控制及反映施工厚度，从而达到控制厚度之效果。实践证明，对有一定施工经验的施工人员，基本可依此控制施工厚度。
7、鳞片的定向排列鳞片在衬层中的定向有序排列是鳞片衬里结构的前提。所谓定向有序，就是使鳞片成垂直于介质渗透方向，并且呈有序的叠压排列状。在施工中，这主要靠有序的涂抹及滚压来实现。定向涂抹及滚压使具有失稳性的竖直鳞片受到一个侧推力，近其成为稳定性极好的倒状态，使之成为定向有序排列。
8、鳞片衬里修补在鳞片衬里施工中，不可避免地会出现这样那样的缺陷，因此必须考虑修补问题。一般在下列情况下需进行修补处理：①针孔；②表面损伤；③层内显见杂物；④脚手架支撑点补涂。其修补过程是：首先用砂轮机将检查出来的缺陷处打磨成平滑的波形凹坑（针孔打磨至金属基体表面），且务必将缺陷完全消除。而后用溶剂擦洗干净打磨区，按鳞片衬里施工方法逐次补涂。如为厚度不足，其修补区只需将待补区用砂纸打毛，擦净后补到规定厚度即可。

9、玻璃布增强由于鳞片为分散不连续填料，其配制而成的鳞片衬里材料的强度较之钢低得多。因此，针对涂层易受应力破坏的弱点，必须采取玻璃布补强措施。一般需增强的区域如下：容器及设备的拐角及端头等处，这些区域在使用时受环境作用，对变形较敏感，易产生应力集中。此外，此处也是衬层成型时，残余应力的敏感区。这些因素都会引发微裂纹，导致衬层局部破坏。内件及外管连接的承力区，内件的重力作用及螺栓紧固力作用，使防腐层承受很大的外力，导致衬层内产生较大的应力。在使用中，应力受环境、介质的影响激发，使衬层产生裂纹，此外，鳞片衬里本身强度差，外力亦足可使其产生脆性破坏。设备在使用中，因工艺需要随动态作用区域，如物料进出管，物料跌打区等。采用玻璃布增强时，应先用腻子将待增墙面找平。然后像玻璃钢施工那样，逐层铺贴。需要强调的是，玻璃布增强后端部的玻纤毛刺由于胶液浸渍固化而成坚硬的毛刺或翅边，妨碍面漆的刷涂及对玻璃布端部的封闭，因此必须打平。鳞片衬里施工质检标准鳞片衬里施工质检标准如下表所示：检测项目检测仪器检测方式检测区域质量要求针孔检测电火花针孔检测仪电压控制一层：3000V二层：5000V整个表面应无击穿小孔厚度检测测厚仪与标准试块相比较整个表面每1～2m测一点平均厚度符合施工厚度d(mm)误差d 0.4-0.2外观肉眼外观目测手触检查整个表面外表面光滑平整外表面杂物无明显可见杂物固化程度无不固化区域颜色无颜色不均匀现象锤击检测木锤轻击内衬层表面任意取点检查无不正常音响我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，大气污染属煤烟型污染，粉尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）是我国大气的主要污染物。在20世纪50年代的工业化初始发展阶段，全国煤炭消耗量为2000-10000万吨，二氧化硫的排放量为50-200万吨；在60-70年代的工业化第二阶段，煤炭消耗量为1000-45000万吨，二氧化硫的排放量为300-700万吨；自1980年代始在工业化第三阶段，煤炭年消耗量达80000万吨，二氧化硫的排放量为900-1500万吨；同时在燃煤过程中产生相当量的氮氧化物，如2000年我国燃煤电厂的NOx的排放量达到290万吨。因此我国的能源结构特点导致了较多的重腐蚀情况，形成了酸雨等污染情况，尤其是燃煤电厂中，对于二氧化硫或氮氧化物的防治是势在必行，目前国内外较为有效的手段是烟气脱硫（FlueGasDesulfurization简称“FGD”）。
烟气脱硫是当今燃煤电厂等控制二氧化硫排放的主要措施。而湿法石灰石洗涤法是当今世界各国应用最多和最成熟的工艺。国家电力公司已将湿式石灰石脱硫工艺确定为火电厂烟气脱硫的主导工艺。
根据有关资料介绍，自1980年代以来，仅向日本就进口或合作开始了近10套FGD装置，占中国进口FGD装置的70。但预计到2003年湿法脱硫设备国产化率达96以上，到2010年，国产化率达100。
2、湿法烟气脱硫工艺的腐蚀情况湿法脱硫工艺的基本原理是：烟气中的SO2、SO3、HF或其它有害化学成份在高温状态下与某些化学介质相遇，并发生化学反应，产生稀硫酸、硫酸盐或其它化合物，烟气温度也同时降低到露点以下，这就给脱硫装置带来了露点腐蚀问题。火电厂烟气中含有SO2、NOx、HF、HCl等气体。因此，脱硫系统洗涤液中含有H2SO4、HCl、HF等溶液，且含有20左右的固体物。烟气吸收塔入口温度可高达160-180℃，且有一定的干、湿界面；吸收塔出口烟温较低，为45-55℃左右，处于在露点以下。因此，湿法脱硫系统对材质的耐蚀、耐磨、耐温要求极为严格；同时脱硫系统要求与电站主机、主炉同步运行，因而对脱硫系统的可靠性、利用率和使用寿命要求也极高。　研究选择合适的耐腐蚀材质是各国长期努力的目标，1980年初，国内的电力、冶金研究设计部门为了克服湿气脱硫系统中脱硫塔、烟道和烟囱及衬里的腐蚀，一直在寻求一种造价低、耐高温、耐腐蚀的材料。而引起国内用户广泛注意的是耐蚀鳞片胶泥的适用性，根据树脂基体基材的不同，有二种可供选择：一种是环氧树脂鳞片胶泥，国内有兰州化机设计院提供；另一种乙烯基酯树脂鳞片胶泥（vinylesterglassflakemortar），简称为VEGF鳞片胶泥，如上海富晨化工有限公司研发的VEGF高度耐蚀鳞片胶泥。相对而言，后者的综合性能包括耐腐蚀性能和耐温性能均优于前者，目前在日本、美国等国家均采用后者。
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3、VEGF鳞片胶泥的耐蚀机理VEGF鳞片胶泥具有优良的耐腐蚀性能，这主要是与胶泥的组成有关。一般情况下，防腐蚀层的防蚀失效主要是树脂基体受到腐蚀，基体树脂首先产生失重、变色等情况，之后引起材料的鼓泡、分层、剥离或开裂等情况，最后导致防腐蚀层失效，尤其后者，由于渗透等因素，加速了具有腐蚀性的化学介质渗入到防护层的内部。因此在选择具有良好耐腐蚀性能树脂基体的同时，应采取有效的措施来减弱、减缓腐蚀介质或水蒸汽的渗透作用。而VEGF鳞片胶泥比基体树脂能够提供更为有效的耐腐蚀性能，这主要是因为VEGF玻璃鳞片能够有效的防止腐蚀介质或水蒸汽的物理渗透。
3．1VEGF鳞片胶泥具有较强的抗渗透性是与其的物料组成有关，一般情况下，VEGF鳞片胶泥含有10-40片径不等的玻璃鳞片，胶泥在施工完毕后，扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列，从而形成致密的防渗层结构。如图3.1所示，腐蚀介质在固化后的胶泥中的渗透必须经过无数条曲折的途径，因此在一定厚度的耐腐蚀层中，腐蚀渗透的距离大大的延长，客观上相当于有效地增加了防腐蚀层的厚度。同时，在无玻璃鳞片增强情况下，树脂基体连续相中会存在大量的所谓的“缺陷”，如微孔、气泡及其它微缝等，这些缺陷的存在会加速或加快腐蚀介质的渗透过程，因为一旦介质渗透到这些缺陷中，渗透的速度在得到提高的同时，接触具有腐蚀性的介质的基体连续相的面积也随之会加大，从而更加速了物理渗透和化学腐蚀过程，而在VEGF玻璃鳞片胶泥中，由于平行排列的玻璃鳞片能够有效的分割基体树脂连续相中的这些“缺陷”，从而能够有效的抑制腐蚀介质的渗透速度。图3.1VEGF鳞片胶泥示意图另外，除了具有腐蚀性的化学介质渗透之外，还存在着水蒸汽的渗透。通常情况下，高聚物材料的分子间距为10Å，而对于水蒸汽来说，只要高聚物材料的分子间距达到3Å，水蒸汽就能容易地透过高聚物的单分子层。若基础材料是碳钢时，水蒸汽由于渗透而达到碳钢表面后，并在氧气存在情况下，会由于电化学反应而生锈。VEGF鳞片胶泥在固化后，由于乙烯基酯树脂的高交联密度可以有效的减弱水蒸汽和腐蚀性化学介质的渗透，并且如同上文中所述，VEGF的独特结构更能达到防渗透或减渗的效果，经测定VEGF鳞片胶泥的水蒸汽扩散速率为1.5×10-6g/hr.cm2。
3．2固化后的VEGF鳞片胶泥是一种复合材料，其中基体树脂起粘结作用，这个过程主要是：具有高度活性的不饱和双键的基体树脂通过交联，形成三维的体型结构，期间线性的高分子形成网状的结构会导致化学体积的收缩；同时，在这分子中的不饱和双键打开生成饱和单键时伴随着分子体积的变化，有数据表明：液态树脂中C=C基团分子体积在固化后会缩小25，这个树脂固化过程中分子自由体积的变化，也是造成不饱和树脂（包括乙烯基酯树脂）收缩的一个重要原因。而收缩会产生内应力，严重时会导致微裂纹等的出现，并且残余内应力的存在会微裂纹的扩展提供了潜在条件。因此在选择基体树脂时，应充分考虑树脂在具有良好的耐腐蚀性能的同时，又要求树脂具有较低的收缩率。由于加入了玻璃鳞片和其它填料等，VEGF鳞片胶泥的收缩率会大幅度降低。并且由于VEGF鳞片胶泥的中玻璃鳞片的存在可以起到降低固化后的残余内应力的作用。这是因为：在树脂基体中不规则分布的玻璃鳞片是一具有较大比面积的分散体，在胶泥固化后，树脂由于固化收缩而产生的界面收缩内应力可以被玻璃鳞片所稀释或松弛，因此有效的减弱了内应力影响；同时，虽然玻璃鳞片在树脂基体连续相中是近乎平行排列，但还是存在一定的倾角，该倾角的存在可以有效的分割树脂基体连续相为几个小区域，使应力不能相互影响或传递。
4、VEGF鳞片胶泥的特点
4．1耐腐蚀性能好。由于VEGF鳞片胶泥采用的基体树脂是高性能的乙烯基酯树脂，该类型树脂具有较环氧树脂更好的耐腐蚀性能。4．2较低的渗透率。VEGF鳞片胶泥的抗水蒸汽渗透率比普通环氧树脂涂料高6-15倍，比普通环氧FRP高4倍。
4．3VEGF鳞片胶泥具有较强的粘结强度，不仅指树脂基体与其中的玻璃鳞片之间的粘结强度较高，而且VEGF鳞片胶泥与混凝土或碳钢基材之间的粘结强度高，与钢板的粘结强度≥2.0Mpa，与混凝土的粘结强度≥2.5Mpa。因此VEGF鳞片胶泥涂层不易产生龟裂、分层或剥离，附着力和冲击强度较好，从而保证较好的耐蚀性。
4．4耐温差（热冲击）性能较好。涂层中由于含有许多玻璃鳞片，因此消除了涂层与钢铁之间的线膨胀系数的差别，VEGF鳞片胶泥涂层的线膨胀为11.5×10-6/℃,钢铁的线膨胀系数为12×10-6/℃，两者之间比较相近，使VEGF鳞片胶泥适合于温度交变的重腐蚀环境，如电力系统中的FGD。在某些非正常情况下，FGD中的某些阶段温度可以达到200-250℃。我们进行了耐热冲击性能试验，即把涂有VEGF胶泥的钢板交变放置在100℃沸水和0℃的冰水各1小时，经100次交变试验后未能有异常现象出现。

4．5耐磨性好。VEGF鳞片胶泥在固化后的硬度较高，比普通醇酸漆高2-3倍，耐磨性较好，如VEGF鳞片胶泥的耐磨性为130mg（CS-17W-500g情况下），而受外机械损伤时，VEGF鳞片胶泥的破坏是局部的，其扩散趋势小，易于修复。
4．6具有适中的造价。目前国内外的FGD装置中的选材主要有不锈钢、整体镍基合金、整体玻璃钢等方法。有关造价的比较见表4.1。表4.1FGD衬里材料典型造价类别造价备注美元/m2相当RMB/m2碳钢2702235主体设备不推荐碳钢内衬VEGF4303560目前首选材料碳钢内衬橡胶440-7603642-6292耐磨好，造价高，物理失效多，施工难度大，难修补。整体FRP480-7003974-5795使用温度推荐不高于80℃整体316/317540-10804470-8941易出现点蚀、缝隙腐蚀和冲刷腐蚀情况整体镍基合金1350-188011177-15565效果好，但投资高4．7工艺性较好。由于VEGF鳞片胶泥的固体成份较高，可以一次性成较厚的涂层，涂层方法可以是喷涂（spaycoating）、滚涂(trowelcoating)、刷涂（rollercoating）等成型工艺，并具有当场配制和室温下固化的特点。在VEGF鳞片胶泥涂层使用几年后，若出现遭损坏的情况，只需在该处作简单的处理即可进行修复，并可继续使用而不影响使用性能，具有修补性好的特点。
5、VEGF鳞片胶泥的使用
5．1VEGF鳞片胶泥已成功应用于发电厂FGD和冶炼厂硫酸系统烟道内壁的防腐蚀衬里，能够有效地延长了防腐衬里的使用寿命。表5.1中列出了VEGF鳞片胶泥的使用定量。根据内衬里基层材料的不同，有相应不同的施工工艺要求。
5.1.1在碳钢基层上使用的方法：
①先将表面除油去污，之后再进行除锈，除锈等级应满足不低于Sa2.0或St3标准。在锈面清理干洁后，用VEGF树脂打底，待干后施工。
②用手工泥刀刮镘成1-2mm(每道)厚的VEGF胶泥层，数小时后即硬化，再按设计要求施工至规定厚度。一般在每涂1mm厚度时进行检测，以确认涂层是否有针孔及其它瑕疵。
③在弯角或形状突变处适当增加厚度，或同FRP复合使用。
④用VEGF树脂罩面一至二道。
⑤VEGF鳞片胶泥涂层质量控制。VEGF鳞片胶泥涂层的质量好坏直接影响其耐腐蚀性能和使用寿命，因此应对VEGF鳞片胶泥涂层的质量加以严格控制。一般情况下，涂层的最终检测项目主要有：外观缺陷、硬度、针孔测试、厚度测试、锤击检查等。
1、外观缺陷检查：通过目测方法，表观应无明显缺陷。
2、硬度：常用巴柯尔硬度来检测，一般要求表面的硬度值不低于材料性能指标提供值的90。

3、针孔测试：采用放电型小孔检测器，以基材和检测器的探头为正负极，加以2500KV/mm的高压，以测试涂层的缺陷及不连续点。
4、厚度测试：利用电磁厚度计与标准试块厚度比较，每1m至2检测一点，平均厚度要达到设计要求。
5、锤击检查：用木锤轻击涂层表面，任意取点测试，不应有不正常声音。表5.1VEGF鳞片胶泥使用定量品种规格用量(KG/M2)底涂(每道)胶泥层(1mm厚)面涂(每道)金属面VEGF-1-M0.20～0.251.4～1.60.25混凝土面VEGF-1-C0.25～0.301.5～1.70.25金属面VEGF-2-M0.15～0.201.3～1.50.20混凝土面VEGF-2-C0.20～0.251.4～1.60.20*：VEGF-1—高温型胶泥，VEGF-2—中温型胶泥；M—钢铁基层，C—混凝土基层。
5.1.2在混凝土基层上使用的方法：
①基础混凝土要求养护期不少于28天，表面含水率应＜6。首先中和去掉表面的碱性物质，并之后利用喷砂或其它机械方法去除混凝土表面浮灰，清理干净后，然后用VEGF树脂打底一至二道，待干后施工。
②用手工泥刀刮镘成1-2mm(每道)厚的VEGF胶泥层，硬化后，再进行第二刀刮镘，直至达到规定厚度。一般在每涂1mm厚度时进行检测，以确认涂层是否有针孔及其它瑕疵。
③凹凸部位，适当增加厚度，或用FRP复合使用。
④用VEGF树脂罩面一至二道。
6、VEGF鳞片胶泥的应用表6.1VEGF鳞片胶泥在湿态气体FGD中的应用装置名称腐蚀条件防腐蚀处理规范进料管SO2气体等，150℃或低于150℃VEGF衬里，FRP　SO2气体等，150℃-200℃高温涂料冷却塔SO2气体等，≤150℃VEGF衬里快速冷却塔SO2气体等，150-200℃VEGF-耐火砖　SO2气体等，200-300℃VEGF-耐火砖　SO2气体等，500-700℃VEGF-耐火砖循环槽H2SO3，H2SO4雾等，60-90℃VEGF衬里，FRP中间体输送管SO2气体，H2SO4雾等，60-80℃VEGF衬里，FRP吸收塔pH=3-12，60-80℃VEGF衬里，橡胶衬里　pH=3-12，150℃VEGF衬里　pH=3-12，250℃VEGF衬里-耐火砖循环塔pH=4-14，60-80℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP出料管SO2，H2SO4雾，60-70℃VEGF衬里，FRP酸雾分离器SO2，H2SO4雾，60-70℃VEGF衬里，FRP浓缩器pH=3-12，60-70℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP氧化塔pH=3-12，60-80℃VEGF衬里，VEGF-FRP管道　橡胶衬里，FRP输送管≤100℃VEGF衬里，FRP　100-150℃VEGF衬里，FRP化学贮罐室温-60℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP目前，VEGF鳞片胶泥已成为烟气脱硫（FGD）防腐的首选技术，在美国和日本普遍使用，我国现运行的引进装置中均采用此技术，那是正如上文提到的，由于VEGF鳞片胶泥具有抗渗性好、施工难度小、易修补物理失效少和造价适中等的优点。因此，VEGF鳞片胶泥在电力、冶金和化工等行业中广泛使用，尤其是电力系统中的烟气脱硫（FGD）系统中。表6.1中列出了VEGF鳞片胶泥在湿态气体FGD的应用情况。
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二、烟气脱硫系统中各部位的防腐石灰石－石膏湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛的脱硫技术，在该工艺中含SO2烟气经除尘器后进入换热器降温，再进入吸收塔与石灰石浆液接触脱硫后升温排放，从换热器、吸收器（包括强制氧化系统）直到烟囱都存在严重的设备腐蚀问题。珞璜电厂一期FGD采用三菱重工的填料塔吸收工艺，采用的防腐蚀情况如下：
1、吸收塔经过电除尘的高温烟气（150℃左右）由换热器GGH冷却至120℃左右，然后从顶部进入吸收塔，与石灰石浆液在顺流通过格栅层的过程中充分接触并反应，反应后的亚硫酸钙浆液进入吸收塔底部的氧化池，净烟气从吸收塔下部的拐弯烟道进入除雾器。在吸收塔的工况中，腐蚀介质为湿态的SO2、CaSO3、浆液和少量的SO42-、Cl-、F-等，温度为55～80℃。具体如下：吸收塔内壁由碳钢制造，是整个工艺中腐蚀最强烈的区域，采用乙烯脂磷片衬里，鉴于浆液的冲刷腐蚀比较严重，衬里厚度设计为3.0～3.5mm，在设备的阴阳角区域另外加2层玻璃表面毡增强。干湿界面区为溢流管以上1m的区域，采用3.5mm的耐高温磷片衬里加4.0mm树脂砂浆耐磨层，表面用一层0.4mm玻纤布进行增强。内支撑梁是截面为300×500mm的空心钢梁，其作用一是为吸收塔体提供内部支撑，二是作聚丙烯格栅层的承载部件。一但失效，其后果不堪设想，因此采用3.0～3.5mm的乙烯基酯玻璃磷片胶泥，外加2层玻璃毡整体包覆增强。格栅支架安装在内支撑梁上，用来支撑格栅的网状支架，由于其外形尺寸的限制，无法用磷片胶泥涂抹，也不好用玻纤布包覆，因此采用热衬橡胶的方法，用橡胶从外部整体包覆。
2、氧化搅拌池吸收塔中反应过的浆液进入塔底部的氧化池，池中设有空气分配管和搅拌桨，浆液中的CaSO3在外加空气的强烈氧化和搅拌作用下，转化成CaSO4·H2O（石膏），为了有利于CaSO3的转化，氧化池内浆液的PH值保持在5左右。因此，氧化池的腐蚀工况为酸性条件下SO42-、SO32-、Cl-、F-等腐蚀，以及在空气和搅拌桨作用下的浆液磨蚀，温度在50℃左右。采用厚度为2.8～3.0mm的玻璃磷片衬里，在底面放置空气分配管的位置加衬耐酸瓷砖，以防止气体和浆液的强烈冲刷对磷片衬里的机械破坏。3、除雾器区从吸收塔出来的烟气已除去90％左右的SO2，但含有大量的水分和浆液液滴，温度降为45～70℃，会对加热器、引风机、净气烟道和烟囱产生腐蚀和结垢，除雾器的作用就是除去烟气中的水分和液滴。与吸收塔相比，除雾器区域的腐蚀要轻得多，主要是湿SO2腐蚀和气流冲刷，因此采用2mm的玻璃磷片衬里。
4、再加热器区烟气经除雾器后，温度为45～55℃，接近水蒸汽饱和温度，这种情况下如果直接排空，不但烟道和烟囱产生腐蚀，而且会导致烟气下沉而污染环境，因此一般规定烟囱入口处的烟温不得低于72℃，这就要求对烟气进行再加热，使其达到排空温度。再加热器内壁采用厚度为2mm的玻璃磷片衬里。
5、石灰浆池、石膏浆池及沟道该设备为隐蔽埋地式混凝土结构，腐蚀介质Cl为20×10-6，Ca2 与Mg2 均为N/A（其含量对腐蚀无影响），PH为7～9，SS为30％（湿），使用温度为15～40℃。由于介质中含有大量的固体颗粒，且石灰浆池设有搅拌设备，对衬里有磨蚀作用，因此，该内衬采用玻璃片衬里加玻纤布增强的复合结构。如下图所示为珞璜电厂二期石灰浆池石膏浆池内壁的防腐层结构：
环境温度的影响工艺环境的温度对各类烟气脱硫系统的影响各不相同。湿法温度一般在60～100℃之间，当换热器因磨蚀、结垢等因素效率降低时，进口温度可达120℃。半干法环境温度最高，常在100～150℃之间。
（1）温度常常决定了材料的选择，错误的材料选择是致命的，一般90℃以下为一档，90～110℃为一档，110～140℃为一档。
（2）衬里材料与设备基体在温度的作用下产生不同的膨胀，会使二者粘接界面产生热应力，影响衬里寿命，温度越高，设备越大，其负作用越大，烟气脱硫设备正好具备此特点。
（3）高温使材料的物理性能下降，从而降低衬里材料的耐磨性和抗应力破坏能力，同时加速有机材料的老化。
（4）在温度作用下，衬里施工中形成的缺陷如气泡、微裂纹、界面孔隙及爱热应力作用等为介质渗透提供条件，加速腐蚀。吸收塔内衬与特殊合金材料：　　吸收塔塔体由碳钢制作，内表面应进行鳞片或橡胶等防腐　　对鳞片要求如下：吸收塔底部至喷淋区玻璃鳞片厚度不应小于1.8mm。如果塔内采用玻璃鳞片树脂，其平均厚度不应低于1.8mm。如果采用橡胶，衬胶要求如下：吸收塔底部至2.0m高的区域至少衬2层4mm丁基合成橡胶，吸收塔喷淋区至少衬2层4mm丁基合成橡胶；除雾器下方的吸收塔壁至少衬1层4mm丁基合成橡胶；支撑梁至少采用1层4mm的丁基合成橡胶内衬。其它没有进行内衬防腐处理而又与浆液或烟气冷凝液相接触的金属设备应采用耐酸腐蚀不锈钢/合金钢或相当的材料制作。
1、二氧化硫吸收系统　　吸收塔入口烟道应由耐高温耐腐蚀的镍基合金钢材制作。吸收塔入口烟道（原烟气冷凝和浆液溅滴区）将由耐高温耐腐蚀镍基合金钢C276制作，钢板厚度要考虑腐蚀和侵蚀余度，至少5mm，烟道长度根据经验提供。喷淋吸收段和搅拌器处应有防磨的措施，塔底采用橡胶衬里，以防止重物的冲击。
2、浆液喷淋系统　　浆液喷淋系统应采用FRP或耐腐蚀合金钢，喷嘴应能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅。
3、吸收塔浆液搅拌系统
4、除雾器
5、吸收塔浆液循环泵6、氧化风机烟道：原烟道　　　净烟道

参考文献1、杨道武，朱志平，李宇春，周琼花.电化学与电力设备的腐蚀与防护,中国电力出版社，2004年。
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来源：中国脱硫脱硝资讯网