1尿素造粒塔腐蚀机理分析.docVIP

1　尿素造粒塔腐蚀机理分析1.1　尿素的吸湿性和潮解度尿素[co(nh2)2]结晶是一种易溶解的微碱性有机物,80以下不易分解,在干燥状态下一般对混凝土不产生化学腐蚀,但潮解后形成的尿液对混凝土有极强的渗透性,尿素的吸湿性和潮解度如表1、表2所示[1]。1.2　尿素造粒塔内部腐蚀的机理1.2.1　尿液的腐蚀　　尿素颗粒易潮解,呈微碱性,常含有少量nh3、硫酸盐、水蒸气等物质,造粒塔中易出现固体、液体、气体3种形态,温度从喷头处的140到刮料平台,逐步冷却到60~70。混凝土中含有大量气孔,尿素液体易在气孔中结晶膨胀,当尿液水份挥发后,便形成白色条状或棒状结晶残存于混凝土结构中,其结晶后的体积比原体积大1.?67~1.?93倍,产生85mpa以上的结晶胀力[2],远远超过了混凝土极限强度,因而混凝土被破坏,尿素液体再溶解结晶膨胀破坏反复进行,会造成极大破坏,特别是在喷头处尤为严重。1.2.2　冲刷腐蚀刮料平台表面与刮料机板下端有20mm间隙,溶融尿液由造粒塔头喷下到达刮料平台前冷却凝结成1.?8mm左右的小颗粒,在刮料机轴附近由于热胀冷缩原因易出现缺陷,冲刷及渗漏较为严重。1.2.3　碱集料效应和碳化腐蚀尿素造粒塔内,co2浓度往往比自然状态高10~15倍,?co2与水泥中的ca(oh)2作用形成caco3和h2o,h2o的析出引起混凝土收缩,轻则附加内应力,重则使混凝土形成微小裂缝,降低混凝土温度并促使破坏加剧,当ca(oh)2减少到一定浓度时,?ph下降到临界值,?ph9.?8时,钢筋开始从内部腐蚀。1.3　尿素造粒塔外部腐蚀的机理化肥厂中大气成分比一般环境复杂,主要为nh3、co2等。影响大气腐蚀的重要因素有相对湿度、大气污染指数、灰尘及颗粒、气温及其变化、风沙磨蚀等。另外紫外线破坏防腐介质,易引起防腐材料的老化。2　对防腐蚀材料的要求2.1　附着力强尿素造粒塔内防腐材料必须与塔本身的附着力强,与塔形成一体,不开裂,虽然目前使用的防腐蚀材料与混凝土表面有良好的浸润性,但对于新塔来说,水泥凝固过程中生成的碱(主要成分ca(oh)2)降低了涂层附着力。2.2　耐蚀性优良由于造粒塔内温度最高在140左右,并且随着产能的提高,温度有增加的趋势,熔融尿液易浸入,所以防腐蚀材料必须耐高温、抗渗性好、耐介质腐蚀。2.3　抗粘塔能力好尿液易在塔内壁结块,当附着力小于重力时,易脱落,这一过程中易造成内层防腐层脱落和破坏,从而破坏了造粒塔内壁的整体防腐蚀,因此防腐层要有一定的平整性和光洁度,使尿液不粘塔,不形成大块脱落[3]。3　尿素造粒塔的防腐技术3.1　混凝土加入添加剂为有效减少尿液进入多孔性水泥中,向混凝土中加入密实剂(减水剂)增加水泥活性,降低表面张力,大大减少因水份蒸发而出现的裂缝、气孔,使混凝土结构的致密性和硬度大大提高,试验证明加入0.?3%?~0.?7%减水剂,可减少加水量10%?~20%。常用尿素造粒塔防腐用密实剂有:?fm密实剂、mnd密实剂、fdn密实剂、fdn-2减水剂[4],但加入密实剂后不得减少水泥用量。在混凝土中加入2%?~4%“r2-2”钢筋阻锈剂,使钢筋表面钝化,延缓钢筋腐蚀速度,也提高了造粒塔的密实度。3.2　造粒塔内壁的防腐优化造粒塔内部的防腐是整个造粒塔防腐的关键所在,目前国内较常用的做法有防腐蚀涂料、单一玻璃钢防腐、复合树脂玻璃钢防腐、玻璃鳞片防腐、阳离子氯丁胶乳水泥砂浆等等。3.2.1　防腐蚀涂料涂料品种包括:氯磺化聚乙烯、聚氨基甲酸酯、环氧氨基涂料、氨乙烯-偏氯乙烯等。主要目的在于依靠有机涂层,在塔壁表面形成连续、致密的涂膜,防止尿液渗透。但因涂层薄,抗渗效果差,不耐冲刷,而且需要经常重涂,易产生细微裂纹,引起尿液腐蚀,同时有些涂料配套又存在问题,故成功的事例很少。另外,属于有机非金属材料类的各种涂料,基本上为室温成型,同时含有大量的可挥发性溶剂。施工过程中由于溶剂的挥发使混凝土表面产生缺陷,这就为介质的渗透提供了通道,导致抗渗透性较差。所以在现代防腐蚀材料的发展中,很少采用防腐蚀涂料对内壁进行腐蚀防护。3.2.2　玻璃钢衬里玻璃钢衬里是目前使用最普遍的造粒塔防腐蚀衬里之一,但在多年的实际应用过程中,经常出现鼓泡、脱粘,甚至大面积脱落等损坏现象,使用效果并不能令人满意,究其原因,这是由玻璃钢自身的固有性质、基体材料的选择及施工工艺所决定的。由于混凝土基体为多孔结构,在玻璃钢衬里施工中,会将大量的空气封闭在接触界面,形成空泡,当环境温度升高时,空泡中的空气会发生体积膨胀,使衬里与混凝土基体局部脱离,出现鼓泡、起壳等现象,所以一般情况不推荐玻璃钢(frp)衬里的使用温度高于70。而造粒塔内侧高温区的温度一般为80~140,使其在高温区使用受到了