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【摘要】结合承德建龙42MW发电工程冷却塔工程的运行一年后出现人字柱表面腐蚀的情况，从人字柱在运行中受淋水和冻融循环较频繁及现在运行的实际水质分析人字柱出现的腐蚀的原因，对这些存在的问题，设计方及施工方就其腐蚀给出处理方案。
【关键词】人字柱；防腐；循环水水质
Natural draft cooling tower herringbone column surface corrosion analysis and treatment programs
Li Qian1,Zhu Hui-hui2
【Abstract】Case herringbone binding surface corrosion column runs Chengde Jianlong 42MW power engineering projects appear cooling tower a year later, the word from the column by freeze-thaw cycles and more frequent watering and now runs the actual water quality analysis herringbone column in operation corrosion occurs because of the existence of these problems, the design and construction party given for its corrosion treatment program.
【Key words】Circulating water quality;Herringbone column;Corrosion
1. 引言
（1）根据承德建龙特殊钢有限公司总体发展规划和国家的有关政策，承德建龙特殊钢有限公司决定对其能源综合利用42MW发电项目配套建设一座2000m2混凝土双曲线冷却塔，为余热电站提供循环冷却水。
（2）本冷却塔人字柱为圆形、直径400mm，全塔36对计72根。2012年8月下旬，冷却塔人字柱开始施工，分三次用定型钢模浇筑。浇筑成型后，会同业主及监理共同检查，人字柱外表面光滑、短时间浇水养护后，随即包裹塑料布养生，并按照施工规范进行取样、制作试块、按期送检。试压结果和当时外观未出现质量问题。经过冬季运行后，人字柱外表皮结构层有爆皮脱落，32对柱中2对爆皮相对较重深度10mm。(钢筋保护层30mm)，其余均在数毫米范围内。
2. 腐蚀原因分析
2.1人字柱冻融破坏。
根据目前表皮爆裂位置均处于人字柱内侧面和旁侧，上述区域处于淋溅区，受淋水和冻融循环较频繁，虽然采用了抗渗抗冻相应设计级别的砼，但是淋水进入砼毛细纤微管道多次冻结、膨胀造成砼构件外表皮结构层爆皮脱落。
2.2混凝土的碳化。
碳化是指空气中的二氧化碳和混凝土的氧化钙反应之后产生的氢氧化钙，从而改变了混凝土的碱性环境，导致混凝土材料的中性化及粉化。钢筋混凝土中的钢筋只所以能耐腐蚀，是由于混凝土内部的碱性环境使钢筋表面生成钝化膜并阻止锈蚀过程的发生。当钢筋周围的PH值降到9.8时，钝化膜破坏，腐蚀过程开始，冷去塔内部的高温高湿环境条件加速了这一过程的进行。
2.3循环水含硫酸根离子、氯离子超标。
（1）根据13年6、7、9月与12月的水质资料，表明12月硫酸根离子、氯离子含量急剧上升到6、7、9月的3倍多，在14年的水质检测中基本持平了13年12月的水平。上述原因对混凝土的腐蚀破坏加剧。根据其他部分电厂运行的经验，如对上述问题不进行处理，3~5年后仍将会出现部分区域深度腐蚀现象。
（2）水质检测及水质要求应按照《工业循环水处理设计规范》—GB50050-95格式标准执行，将硫酸根离子等数据进行测定，并要求水质达到工业循环水水质标准。
3. 解决方案
根据目前情况，建议采用的补刷防腐处理措施：铲掉腐蚀的混凝土构件表面表皮，磨光后用C30高标号砂浆抹平。所有人字柱用冷却塔专用防潮防腐涂料防腐，防腐方法同塔筒。
3.1前期工作。
（1）基面处理搭设脚手，清除人字柱的爆皮，用C30砂浆，对人字柱有缺陷部位进行修复，经业主安检部门安全检查后方可施工。用电动角磨机和钢扁铲打磨混凝土表面，铲除表面疏松层；凿去胀裂或松动的混凝土层，断裂缝及渗漏处凿成“V”型坡口；用高压水枪喷射冲洗或钢丝刷清理干净，要求露出坚硬的混凝土基体。质量要求为：冲洗后混凝土基面应洁净、牢固密实无松动，方能进入下一工序。
（2）缺陷修补对混凝土局部较大的凹陷、孔洞及裂缝处可以采用丙烯酸乳液聚合物水泥砂浆腻子进行局部修补。
（3）钢筋防腐对冷却塔裸露钢筋进行除锈达到国标St3级，2小时内涂刷LOB-2D环氧防腐底漆二道（涂层间隔2～4h用量0.30Kg/m2）。注：若钢筋直径腐蚀到30%以上，就必须进行植钢筋加固处理。
3.2配料。
（1）LOB-3S混凝土专用耐酸防水涂料LOB-3S涂料为双组份涂料，按工作量计划用量，必须在适用期内用完，以免浪费。用机械搅拌的方法将组份一（漆）搅拌均匀，按包装桶标示的比例加入组份二（固化剂），再搅拌均匀，熟化约20min即可涂装。涂料适用期为4h。
（2）丙烯酸乳液聚合物水泥砂浆：20%的丙烯酸乳液、4.25#普通硅酸盐水泥、水洗细砂按1：1.5：1配的比例配制，搅拌均匀静置5～10min，使乳液与水泥充分反应，再搅拌均匀。
（3）丙烯酸乳液聚合物水泥胶浆：20%的丙烯酸乳液、4.25#普通硅酸盐水泥1：1.5配的比例配制，搅拌均匀静置5～10min，使乳液与水泥充分反应，再搅拌成膏状。
（4）配料工具：25L配料桶两个，50KG台秤一台，电动搅拌器一台。配制要求：设专职配料员严格按说明书进行。基面缺陷处理：首先对塔体内壁较大的凹坑、孔洞、裂缝用特种漏斗喷枪喷扫一遍丙烯乳液聚合物水泥胶浆做界面剂，干燥后(约2h)，用刮刀刮涂聚合物砂浆进行局部找平。对断裂缝及渗漏处必须粘贴网格无碱玻璃纤维布，并要求高出周围壁厚度不小于10mm，搭接尺寸不小于100mm，干燥时间为24h。
3.3防腐防水涂层施工。
（1）人字柱混凝土表面处理好后，保证无浮土、浮砂等附着物的前提下方可进行施工。
（2）封闭底层刷涂L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料做封闭底漆（为增加渗透性需加10%稀料稀释后施工）1道（厚度约40um，用量为0.22Kg/m2）。表干0.5h后方可进入下道工序。
（3）基面找平腻子——用L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料与滑石粉配制。采用刮涂的方式对基面小缺陷用刮板刮平，使基面平滑过渡，表干2h后方可进入下道工序。
（4）防护涂层涂刷L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料（厚度约60um，0.15Kg/m2）。
（5）涂刷间隔及总用量LOB-3S涂料的两道涂层涂装间隔不大于2h；涂料用量约380Kg/m2；对于不同的涂装方式和部位，涂料用量的数值会有不同。涂装完成后要求有可见漆层。
（6）冷却塔内的所有铁件，在检修完毕后，均再进行防腐处理。铁件经表面除锈后，涂环氧煤沥青底漆一道，面漆两道；埋地钢管的一外壁防腐采用环氧煤沥青加强防腐，即底漆——面漆——玻璃布——面漆——面漆，干膜厚度＞0.4mm；所有水池内DN＞400mm的管道内壁及外壁涂环氧煤沥青底漆一道，面漆二道。DN＜400mm的管道按同样要求进行外壁防腐。
3.4质量检查标准及规范该工程可执行如下规范和标准：SDJ68-1987电力建设施工及验收技术规范GB50212-2002建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB50224-95建筑防腐蚀工程质量检验评定标准每道涂层均要做好检验记录，发现漏涂等缺陷及时修补，最后一道涂层检验后由检验员报请业主做检验验收，并填写验收报告。
4. 实施效果比对
4.1人员组织结构项目经理：1人；安全员(兼职):1人；质检员：1人；配料员：1人；施工人员：22人。
4.2项目经理负责工程全面工作，服从甲方管理做好协调工作，确保工程保质保量完成。
4.3施工安全设立安全员1人，负责监督检验施工设施及施工人员的安全措施是否到位，制定安全规范操作书，负责施工人员的安全培训，并与每人签订安全用工协议书。没有通过安全考试的人员不得上岗。进入现场施工人员必须戴安全帽，高空作业必须戴安全带等必要的安全措施。对违反安全规范的施工人员，安全员有权停止其工作。施工现场严禁吸烟，保持现场清洁，做好文明施工。
4.4质量检验严格按自检——互检——专职检验进行每道工序检验。每道涂层应有明确的检验记录，涂层不允许有起泡、龟裂等现象存在，对不合格涂层应及时修补。
4.5材料采购材料采购要严把质量关，供应商要做到三证齐全；服从甲方管理，材料在施工前3～5天运到现场；对材料及手续报请业主审核备案。
4.6施工进度施工周期为15～20天（各工序可交叉进行），完工后3天即可投入使用。
5. 结论
人字柱等同冷却塔筒身一样，是冷却塔本体的一部分，也应当涂刷和筒身内侧相同材质工艺的防腐材料。同时希望在运行中，特别是冬季运行中，投入塔内所设的防冻系统。根据生产需要利用好外设的挡风板，免得塔内冬季凝结冰淋，从而对混凝土结构和淋水填料构成破坏。
参考文献
［1］杨建森，崔自治.氯离子对混凝土中钢筋的催蚀机理与防腐技术.工业建筑，2002.No32:1,4,11.
［2］宋志荣，刘欣.冷却塔的重防腐涂料与涂装.涂料工业，2008.No38:7.
［3］侯纯洋，海水冷却技术.海水冷却技术，2002.No21:33,40.
［4］刘官郡，海水冷却塔、排烟塔混凝土表面的防护.工业水及废水，2006.No37:72,75.
［文章编号］1006-7619（2014）06-12-364
［作者简介］ 李倩（1983.1-），女，职称：中级工程师。
朱慧慧（1983.11-），女，职称：中级工程师。
【关键词】人字柱；防腐；循环水水质
Natural draft cooling tower herringbone column surface corrosion analysis and treatment programs
Li Qian1,Zhu Hui-hui2
【Abstract】Case herringbone binding surface corrosion column runs Chengde Jianlong 42MW power engineering projects appear cooling tower a year later, the word from the column by freeze-thaw cycles and more frequent watering and now runs the actual water quality analysis herringbone column in operation corrosion occurs because of the existence of these problems, the design and construction party given for its corrosion treatment program.
【Key words】Circulating water quality;Herringbone column;Corrosion
1. 引言
（1）根据承德建龙特殊钢有限公司总体发展规划和国家的有关政策，承德建龙特殊钢有限公司决定对其能源综合利用42MW发电项目配套建设一座2000m2混凝土双曲线冷却塔，为余热电站提供循环冷却水。
（2）本冷却塔人字柱为圆形、直径400mm，全塔36对计72根。2012年8月下旬，冷却塔人字柱开始施工，分三次用定型钢模浇筑。浇筑成型后，会同业主及监理共同检查，人字柱外表面光滑、短时间浇水养护后，随即包裹塑料布养生，并按照施工规范进行取样、制作试块、按期送检。试压结果和当时外观未出现质量问题。经过冬季运行后，人字柱外表皮结构层有爆皮脱落，32对柱中2对爆皮相对较重深度10mm。(钢筋保护层30mm)，其余均在数毫米范围内。
2. 腐蚀原因分析
2.1人字柱冻融破坏。
根据目前表皮爆裂位置均处于人字柱内侧面和旁侧，上述区域处于淋溅区，受淋水和冻融循环较频繁，虽然采用了抗渗抗冻相应设计级别的砼，但是淋水进入砼毛细纤微管道多次冻结、膨胀造成砼构件外表皮结构层爆皮脱落。
2.2混凝土的碳化。
碳化是指空气中的二氧化碳和混凝土的氧化钙反应之后产生的氢氧化钙，从而改变了混凝土的碱性环境，导致混凝土材料的中性化及粉化。钢筋混凝土中的钢筋只所以能耐腐蚀，是由于混凝土内部的碱性环境使钢筋表面生成钝化膜并阻止锈蚀过程的发生。当钢筋周围的PH值降到9.8时，钝化膜破坏，腐蚀过程开始，冷去塔内部的高温高湿环境条件加速了这一过程的进行。
2.3循环水含硫酸根离子、氯离子超标。
（1）根据13年6、7、9月与12月的水质资料，表明12月硫酸根离子、氯离子含量急剧上升到6、7、9月的3倍多，在14年的水质检测中基本持平了13年12月的水平。上述原因对混凝土的腐蚀破坏加剧。根据其他部分电厂运行的经验，如对上述问题不进行处理，3~5年后仍将会出现部分区域深度腐蚀现象。
（2）水质检测及水质要求应按照《工业循环水处理设计规范》—GB50050-95格式标准执行，将硫酸根离子等数据进行测定，并要求水质达到工业循环水水质标准。
3. 解决方案
根据目前情况，建议采用的补刷防腐处理措施：铲掉腐蚀的混凝土构件表面表皮，磨光后用C30高标号砂浆抹平。所有人字柱用冷却塔专用防潮防腐涂料防腐，防腐方法同塔筒。
3.1前期工作。
（1）基面处理搭设脚手，清除人字柱的爆皮，用C30砂浆，对人字柱有缺陷部位进行修复，经业主安检部门安全检查后方可施工。用电动角磨机和钢扁铲打磨混凝土表面，铲除表面疏松层；凿去胀裂或松动的混凝土层，断裂缝及渗漏处凿成“V”型坡口；用高压水枪喷射冲洗或钢丝刷清理干净，要求露出坚硬的混凝土基体。质量要求为：冲洗后混凝土基面应洁净、牢固密实无松动，方能进入下一工序。
（2）缺陷修补对混凝土局部较大的凹陷、孔洞及裂缝处可以采用丙烯酸乳液聚合物水泥砂浆腻子进行局部修补。
（3）钢筋防腐对冷却塔裸露钢筋进行除锈达到国标St3级，2小时内涂刷LOB-2D环氧防腐底漆二道（涂层间隔2～4h用量0.30Kg/m2）。注：若钢筋直径腐蚀到30%以上，就必须进行植钢筋加固处理。
3.2配料。
（1）LOB-3S混凝土专用耐酸防水涂料LOB-3S涂料为双组份涂料，按工作量计划用量，必须在适用期内用完，以免浪费。用机械搅拌的方法将组份一（漆）搅拌均匀，按包装桶标示的比例加入组份二（固化剂），再搅拌均匀，熟化约20min即可涂装。涂料适用期为4h。
（2）丙烯酸乳液聚合物水泥砂浆：20%的丙烯酸乳液、4.25#普通硅酸盐水泥、水洗细砂按1：1.5：1配的比例配制，搅拌均匀静置5～10min，使乳液与水泥充分反应，再搅拌均匀。
（3）丙烯酸乳液聚合物水泥胶浆：20%的丙烯酸乳液、4.25#普通硅酸盐水泥1：1.5配的比例配制，搅拌均匀静置5～10min，使乳液与水泥充分反应，再搅拌成膏状。
（4）配料工具：25L配料桶两个，50KG台秤一台，电动搅拌器一台。配制要求：设专职配料员严格按说明书进行。基面缺陷处理：首先对塔体内壁较大的凹坑、孔洞、裂缝用特种漏斗喷枪喷扫一遍丙烯乳液聚合物水泥胶浆做界面剂，干燥后(约2h)，用刮刀刮涂聚合物砂浆进行局部找平。对断裂缝及渗漏处必须粘贴网格无碱玻璃纤维布，并要求高出周围壁厚度不小于10mm，搭接尺寸不小于100mm，干燥时间为24h。
3.3防腐防水涂层施工。
（1）人字柱混凝土表面处理好后，保证无浮土、浮砂等附着物的前提下方可进行施工。
（2）封闭底层刷涂L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料做封闭底漆（为增加渗透性需加10%稀料稀释后施工）1道（厚度约40um，用量为0.22Kg/m2）。表干0.5h后方可进入下道工序。
（3）基面找平腻子——用L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料与滑石粉配制。采用刮涂的方式对基面小缺陷用刮板刮平，使基面平滑过渡，表干2h后方可进入下道工序。
（4）防护涂层涂刷L0B-3S混凝土专用耐酸防水涂料（厚度约60um，0.15Kg/m2）。
（5）涂刷间隔及总用量LOB-3S涂料的两道涂层涂装间隔不大于2h；涂料用量约380Kg/m2；对于不同的涂装方式和部位，涂料用量的数值会有不同。涂装完成后要求有可见漆层。
（6）冷却塔内的所有铁件，在检修完毕后，均再进行防腐处理。铁件经表面除锈后，涂环氧煤沥青底漆一道，面漆两道；埋地钢管的一外壁防腐采用环氧煤沥青加强防腐，即底漆——面漆——玻璃布——面漆——面漆，干膜厚度＞0.4mm；所有水池内DN＞400mm的管道内壁及外壁涂环氧煤沥青底漆一道，面漆二道。DN＜400mm的管道按同样要求进行外壁防腐。
3.4质量检查标准及规范该工程可执行如下规范和标准：SDJ68-1987电力建设施工及验收技术规范GB50212-2002建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB50224-95建筑防腐蚀工程质量检验评定标准每道涂层均要做好检验记录，发现漏涂等缺陷及时修补，最后一道涂层检验后由检验员报请业主做检验验收，并填写验收报告。
4. 实施效果比对
4.1人员组织结构项目经理：1人；安全员(兼职):1人；质检员：1人；配料员：1人；施工人员：22人。
4.2项目经理负责工程全面工作，服从甲方管理做好协调工作，确保工程保质保量完成。
4.3施工安全设立安全员1人，负责监督检验施工设施及施工人员的安全措施是否到位，制定安全规范操作书，负责施工人员的安全培训，并与每人签订安全用工协议书。没有通过安全考试的人员不得上岗。进入现场施工人员必须戴安全帽，高空作业必须戴安全带等必要的安全措施。对违反安全规范的施工人员，安全员有权停止其工作。施工现场严禁吸烟，保持现场清洁，做好文明施工。
4.4质量检验严格按自检——互检——专职检验进行每道工序检验。每道涂层应有明确的检验记录，涂层不允许有起泡、龟裂等现象存在，对不合格涂层应及时修补。
4.5材料采购材料采购要严把质量关，供应商要做到三证齐全；服从甲方管理，材料在施工前3～5天运到现场；对材料及手续报请业主审核备案。
4.6施工进度施工周期为15～20天（各工序可交叉进行），完工后3天即可投入使用。
5. 结论
人字柱等同冷却塔筒身一样，是冷却塔本体的一部分，也应当涂刷和筒身内侧相同材质工艺的防腐材料。同时希望在运行中，特别是冬季运行中，投入塔内所设的防冻系统。根据生产需要利用好外设的挡风板，免得塔内冬季凝结冰淋，从而对混凝土结构和淋水填料构成破坏。
参考文献
［1］杨建森，崔自治.氯离子对混凝土中钢筋的催蚀机理与防腐技术.工业建筑，2002.No32:1,4,11.
［2］宋志荣，刘欣.冷却塔的重防腐涂料与涂装.涂料工业，2008.No38:7.
［3］侯纯洋，海水冷却技术.海水冷却技术，2002.No21:33,40.
［4］刘官郡，海水冷却塔、排烟塔混凝土表面的防护.工业水及废水，2006.No37:72,75.
［文章编号］1006-7619（2014）06-12-364
［作者简介］ 李倩（1983.1-），女，职称：中级工程师。
朱慧慧（1983.11-），女，职称：中级工程师。