01簡述
2022年10月,某氯堿公司投產(chǎn)運(yùn)行,而廢水處理站運(yùn)行僅三個月,就發(fā)現(xiàn)污水提升池和無機(jī)廢水池原設(shè)計(jì)和施工的鱗片膠泥襯里結(jié)構(gòu)全部損壞,水池混凝土基面被含酸廢水腐蝕破壞嚴(yán)重,大量的混凝土石子已裸露在外。業(yè)主和設(shè)計(jì)總包聯(lián)系華昌公司尋求解決方案。我公司根據(jù)業(yè)主提供的水池運(yùn)行參數(shù)和現(xiàn)場的破壞現(xiàn)狀,推薦了一套完善的修復(fù)解決方案,該防腐蝕修復(fù)方案和施工工藝,獲得設(shè)計(jì)方、業(yè)主方的認(rèn)可并實(shí)施,整個修復(fù)工程由華昌公司組織施工,順利完成后已投入運(yùn)行。
氯堿生產(chǎn)過程中的廢水主要來源于蒸發(fā)、固堿、鹽酸、氯氫處理、電解等工序的酸性、堿性和含鹽廢水等,生產(chǎn)過程的大量廢水排入廢水處理站綜合處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)使用或外排。本案針對出現(xiàn)問題的污水提升池和無機(jī)廢水池的修復(fù)方案簡述之。
02推薦結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和選材說明
1、 該水池原設(shè)計(jì)的防腐蝕方案 是混凝土池壁內(nèi)襯2mm厚樹脂鱗片膠泥涂料,運(yùn)行三個月就出現(xiàn)大面積防腐蝕措施失敗,影響因素主要有:①材料的因素,如,所用鱗片膠泥的樹脂基體是否是耐酸堿腐蝕性能好的樹脂,鱗片膠泥產(chǎn)品的質(zhì)量如何?②施工的因素,施工隊(duì)伍是否專業(yè),施工工藝制定和過程質(zhì)量控制是否完善?操作工人是否專業(yè)、施工手法是否熟練?③施工現(xiàn)場環(huán)境因素,如溫度、濕度是否滿足施工條件?④防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是否合理?……等等。
針對腐蝕性等級“強(qiáng)、中”的廢水池內(nèi)壁或其它液態(tài)酸性介質(zhì)的容器內(nèi)壁的防腐蝕措施,筆者不建議選擇鱗片膠泥的防腐蝕結(jié)構(gòu)方案。雖然鱗片膠泥含有10%-40%片徑不等的玻璃鱗片,膠泥固化后,扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu),腐蝕性介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離會大大延長,客觀上有效地增加了防腐蝕層的厚度,若施工過程質(zhì)量控制到位也能夠起到防護(hù)效果的。但就鱗片膠泥施工工藝,目前主要還是靠人手工操作,操作人員的手法、施工過程細(xì)節(jié)把控及如何保證施工的鱗片膠泥中的玻璃鱗片能實(shí)現(xiàn)真正的屏障作用,我看到失敗的案例太多了,所以遇到這類長期液態(tài)介質(zhì)浸泡的水池或容器防腐蝕措施,我更推薦選用相比鱗片膠泥結(jié)構(gòu)成功率更高的玻璃鋼襯里結(jié)構(gòu)或鱗片膠泥復(fù)合玻璃鋼襯里結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
2、推薦的防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
MFE系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂F(xiàn)RP,設(shè)計(jì)總厚度≥5mm
? 乙烯基酯玻璃鱗片涂料涂刷兩道
? 50g/m2玻纖表面氈/樹脂涂料復(fù)合一層
? 300g/m2玻纖氈/樹脂復(fù)合兩層
? 400g/m2玻纖布/樹脂復(fù)合四層
? 樹脂膠泥批刮找平一道
? 基層修補(bǔ)處理
此結(jié)構(gòu)用于鋼鐵廠、電子廠或化工廠的廢水綜合處理站內(nèi)的廢水處理系統(tǒng),如生化廢水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)的建(構(gòu))筑物的調(diào)節(jié)池、分配池、濃縮池、缺氧池、好氧池、事故池、集水井、地坑和排水溝等,華昌公司有近三十年成功使用的經(jīng)驗(yàn)和諸多成功案例。
3、 選材說明
廢水池的防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用FRP襯里結(jié)構(gòu),即用纖維增強(qiáng)材料與耐腐蝕樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)在混凝土基礎(chǔ)面上形成一定厚度的防護(hù)層,F(xiàn)RP襯里具有形狀可設(shè)計(jì)性、固化后整體無縫、抗?jié)B透性好、重量輕、比強(qiáng)度高、電絕緣、能耐瞬時超高溫、防水和造價合理等優(yōu)點(diǎn),是一種兼具功能和結(jié)構(gòu)特性的結(jié)構(gòu)。配用耐防腐蝕性能優(yōu)異的華昌MFE系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂能夠達(dá)到良好的防腐蝕效果。
樹脂材料在耐腐蝕構(gòu)造設(shè)計(jì)中起到主要耐防腐蝕的功能,在材料的選擇上有多種材質(zhì),如,環(huán)氧乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂、呋喃樹脂、雙酚A不飽和樹脂、二甲苯樹脂等。在乙烯基酯樹脂還沒有被大多數(shù)用戶認(rèn)識的時候,環(huán)氧樹脂在早期的玻璃鋼防腐蝕工程中被經(jīng)常采用。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂問世早、生產(chǎn)廠家多、來源廣、耐腐蝕性能優(yōu)良、收縮率低等特點(diǎn),但是環(huán)氧樹脂在做常溫手糊工藝襯里施工有一定的局限性,如,純環(huán)氧樹脂(如E44)粘度很高,不適合現(xiàn)場手糊工藝,為了適應(yīng)施工工藝,勢必要加入稀釋劑調(diào)節(jié)粘度,一般都是添加非反應(yīng)性溶劑,這些稀釋劑不參與襯里層化學(xué)鍵的交聯(lián)固化,而在固化過程中揮發(fā)掉,留下許多微氣孔,影響到襯里層結(jié)構(gòu)的整體密閉性和抗?jié)B性;常溫固化環(huán)氧樹脂的固化體系一般情況下采用胺類固化劑,其固化原理是利用胺基團(tuán)上的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)而最后交聯(lián),形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但此交聯(lián)結(jié)構(gòu)易在酸性的介質(zhì)作用下分解,導(dǎo)致三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的解體而引起防腐蝕的失效,所以胺類固化的環(huán)氧樹脂的耐酸性較差;常溫固化環(huán)氧樹脂的熱變形溫度(HDT)一般情況在80℃以下,也不宜長期使用在工況溫度70度左右的廢水池中;另,胺類固化體系的環(huán)氧樹脂的養(yǎng)護(hù)周期較長,一般要20天以上,加之胺類固化劑的毒性較大,對施工人員的身體健康有危害,對施工環(huán)境也不友好。
環(huán)氧乙烯基酯樹脂是由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環(huán)加成化學(xué)反應(yīng)而制得。分子結(jié)構(gòu)的主鏈為環(huán)氧骨架,這使得乙烯基酯樹脂具有環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn):良好的力學(xué)性能和對玻璃纖維浸潤性和粘接性,又具有不飽和聚酯樹脂的良好工藝性能,即適宜的粘度、室溫凝膠和固化時間的可調(diào)節(jié)性,分子中可水解基團(tuán)(酯基含量)少,且都受到相鄰交聯(lián)雙鍵的空間屏蔽作用,耐水解穩(wěn)定性較高,故這些特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了乙烯基樹脂具有優(yōu)異的耐酸、堿、鹽等化學(xué)品性能和較好的工藝特性和耐候性。
環(huán)氧乙烯基酯樹脂的開發(fā)研究國際上起始于20世紀(jì)60年代,華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司是國內(nèi)乙烯基樹脂的最早研究單位,1975年,乙烯基酯樹脂就成功應(yīng)用于當(dāng)時新建的上海石化總廠維尼綸廠的醛化?。▋?nèi)含30%H2SO4和甲醛)防腐蝕工程;1995年,華昌公司在儀征化纖的大型污水池防腐項(xiàng)目中成功應(yīng)用。由于乙烯基樹脂的優(yōu)異性能,使得該樹脂取代了其他樹脂,成為化工、化纖企業(yè)污水池防腐蝕首選產(chǎn)品。
鑒于上述諸原因,我們推薦選用了華昌公司生產(chǎn)的MFE系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂和乙烯基酯鱗片涂料作為本案修復(fù)的樹脂材料。
本案的增強(qiáng)材料選擇用無捻、無蠟、無堿的優(yōu)質(zhì)玻纖布、短切氈和表面氈。若腐蝕介質(zhì)含有氫氟酸等含氟類介質(zhì)時,應(yīng)考慮用滌綸布(氈),填料用重晶石砂、粉(硫酸鋇砂、粉)替代玻纖布(氈)和石英砂、粉。
03 施工過程控制及注意要點(diǎn)
① 由于混凝土基面已被酸洗廢水腐蝕破壞嚴(yán)重,首先對被破壞的混凝土基面用高壓水清洗、沖刷掉夾雜在縫隙內(nèi)的附著物,待基面水分蒸發(fā)干凈后(含水率低于6%),先用滲透性強(qiáng)的MERICAN 111混凝土專用底漆噴涂兩遍,固化基層;
② 用樹脂砂漿批刮基面、填補(bǔ)凹凸不平,固化后,再對基面打磨處理,用樹脂膠泥批刮找平基面,滿足玻璃鋼施工的基面條件;
③ 對水池的各陰陽角和構(gòu)件連接處分別打磨或用樹脂砂漿或膠泥做成R型圓弧面,避免后續(xù)施工此處產(chǎn)生空鼓或氣泡缺陷;
④ 按設(shè)計(jì)的鋪層結(jié)構(gòu),采用間歇法施工工序分三次完成FRP的鋪設(shè)施工;
⑤ 施工過程中注意在陰陽角、連接處等關(guān)鍵部位增加鋪層;
⑥ 重點(diǎn)關(guān)注施工環(huán)境溫度、濕度數(shù)據(jù)、樹脂、砂漿、膠泥良好固化的配比、操作工人在施工過程中是否嚴(yán)格按照工藝方案規(guī)范操作、施工過程的質(zhì)量檢驗(yàn)、缺陷消除、做好施工日志記錄等。
總之,正確地選擇耐腐蝕樹脂材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場的精心施工和過程管理是保證玻璃鋼制作質(zhì)量的重要因素。華昌公司以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的乙烯基酯樹脂,豐富的工程管理和施工經(jīng)驗(yàn),合理適用的防腐蝕設(shè)計(jì)方案確保優(yōu)質(zhì)的防腐蝕工程實(shí)現(xiàn)。
由于篇幅原因,省略詳細(xì)的結(jié)構(gòu)方案、施工工藝、工法,若有需要了解更多信息資料可關(guān)注華昌聚合物微信公眾號留言索取,也可隨時來電(13701734480)、來函(leihao@hchp.com.cn)與我聯(lián)系。
作者:雨田
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