烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置。牛腿伸缩部位的上方耐酸砖衬里层表面涂覆带弧形的一耐酸胶泥，耐酸胶泥下端与柔性塑料金属层一端连接，柔性塑料金属层一端通过不锈钢压条和膨胀螺丝与耐酸砖衬里层连接，金属层绕耐酸砖衬里层表面悬空连接于另一耐酸砖衬里层一端，另一耐酸砖衬里层表面涂覆带弧形的一层耐酸胶泥，柔性玻璃钢塑料金属层左下角制成悬空弧形，柔性玻璃钢塑料金属层两端与柔性耐酸芳纶塑料金属层弧线两端悬空连接，具有优异的附着力、耐冲击性能和耐磨性，延长寿命，消除安全隐患，解决了渗漏问题，省时、省力、无毒、环保，广泛用于各种烟囱的改造和新建烟囱或高层建筑沉降缝的连接。
【专利说明】烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工类纳米复合材料，具体涉及烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置。
【背景技术】
[0002]作为治理大气环境污染最主要的是发电厂和热电厂的脱硫和脱硝改造，这种改造现已经成为一项法规，在全国范围内强制推行。我国成千上万家发电企业都遭遇到了同一个问题，那就是要将干式烟囱改造成为脱硫烟囱；这一看似简单的改造实际蕴含着巨大的困难和风险，其主要原因可以扼要归结为:当烟气温度由过去180-220°C降至湿法脱硫脱硝后的50-80°C时，高温干燥的含硫烟气转换成为了低温水蒸气，同时将烟囱内部的负压区由大约160-170米降低到50-80米。当含有以SO3为主的酸性液体沿着烟囱内壁向下流动时，将对烟囱内壁产生巨大的腐蚀作用，甚至可以在很短的时间内造成烟囱倾倒，造成超乎想象的安全事故。
[0003]脱硫和脱硝后的烟囱内部正常运行温度介于50?100°C之间，随着的温度降低，烟气湿度大大增加；同时由于烟气的酸露点温度降低，烟囱内壁极易结露，烟气中残余的SO3溶解后形成腐蚀性、渗透性很强的稀硫酸液，对烟?结构造成很强的腐蚀性。烟?在使用过程中发现烟?外侧层壁存在多处不同程度的渗漏现象，渗液在层身表面形成结晶，冬季形成大块冰柱。原烟囱内部涂层已经失去防腐效果。
[0004]牛腿部位属于烟囱防腐的特殊部位，在冷热交替状态之下，此部位的伸缩性较大，应力集中，伸缩长度最大为1.8cm，最容易引起防腐层应力开裂，在积液状态时，此部位酸液渗透较容易，腐蚀较严重。烟?防腐改造一旦完成并投运，除非酸液渗漏穿过混凝土烟囱外壁被我们肉眼所捕捉，检测防腐层是否出现异常几乎是不可能的，换句话说，当我们发现防腐层出现问题时，表明烟囱已经到了可能倾覆的危险状态。
[0005]常用脱硫烟囱防腐手段及面临的问题
[0006]从当前现状来看，能够有效防止脱硫后烟囱内壁腐蚀的技术手段非常有限，常用方法包括:钛合金内衬、不锈钢内衬、钢层内衬加防腐涂料、采用耐酸胶泥粘合的玻璃砖以及玻璃鳞片等；在这些方法中，除造价高昂的钛合金内衬具有较好的防腐功能外，客观上讲，其它较为经济的防腐手段所能够起到的防腐时间非常有限，几乎无法超过一年。
[0007]目前防腐手段无法取得满意效果的原因主要包括以下三个方面:
[0008](I)、采用分段支承的耐酸砖防腐墙之间存在伸缩间隙，目前的防腐手段无法解决间隙处存在的腐蚀问题，导致SO3溶解后形成的稀硫酸液穿过间隙，对烟囱内壁形成腐蚀，并很快穿透烟囱层壁，造成严重的安全隐患；
[0009](2)、由于耐酸砖与作为粘合剂的耐酸胶泥两者的膨胀系数不同，经过一段时间的温度交替变化后，二者之间将不可避免地出现缝隙，SO3稀硫酸液将通过这些细微的缝隙腐蚀烟囱内壁。
[0010](3)、为了解决上述问题，传统防腐方法不得不在耐酸砖表面粘贴玻璃鳞片，以防止酸性液体进入缝隙；但作为刚性材料的玻璃鳞片本身的膨胀系数与耐酸砖不同，加之两者之间的附着力有限(大约仅为0.4?1.0MPa)，随着温度的交替变化和时间的推移，造成玻璃鳞片层渗漏及大量脱落，从而失去防腐功能，最容易引起防腐层应力开裂形成渗漏。
[0011]西安华捷奥海新材料有限公司于2013年07月26日申请了“纳米纤维重防腐复合材料及在湿法脱硫混凝土烟囱中的应用”，该专利的应用是针对整个烟囱内衬的封诸，未考滤烟囱牛腿部位的伸缩！
[0012]烟囱牛腿部位属于烟囱防腐的特殊部位，在冷热交替状态之下，此部位的伸缩性较大,应力集中,伸缩长度最大为1.8cm，最容易引起防腐层应力开裂，牛腿部位必须是可以伸缩的；在积液状态时，此部位由于伸缩造成缝隙，酸液大量渗透，腐蚀非常严重，长期以来存在无法解决的缺陷。
【发明内容】
[0013]本实用新型的目的是提供一种结构简单，制作方便，采用柔性可伸缩弧结构，使其具有超长的耐酸、耐碱、耐盐、水蒸汽及有害物的腐蚀能力，提高材料的抗老化性，高性能重防腐和功能稳定性。无毒、无害、无味、环保，保护施工人员身体健康的烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置。
[0014]为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的:烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置，该连接装置由柔性塑料金属层、不锈钢压条、膨胀螺丝、耐酸砖、耐酸胶泥组成，本实用新型的特殊之处在于所述在牛腿伸缩部位的上方的一耐酸砖衬里层表面涂覆带弧形的一层一耐酸胶泥，所述一耐酸胶泥下端与柔性塑料金属层一端连接，所述柔性塑料金属层两端通过不锈钢压条和膨胀螺丝与耐酸砖衬里层和连接，所述柔性塑料金属层沿耐酸砖衬里层伸缩缝外表面悬空连接于另一耐酸胶泥一端，另一耐酸砖衬里层表面涂覆带弧形的另一耐酸胶泥，所述柔性塑料金属层左下角制成悬空弧形，所述柔性塑料金属层两端与柔性耐酸芳纶塑料金属层弧线两端悬空连接成整体。
[0015]所述柔性耐酸芳纶塑料金属层为平板或波纹管。
[0016]本实用新型与现技术相比，在伸缩缝搭接处采用柔性伸缩弧结构防腐处理，解决了伸缩缝搭接处长期无法解决的渗漏问题。具有抗伸缩、耐高温、耐酸、防水和防腐蚀等特性。对传统的湿法脱硫混凝土烟囱重防腐技术水平大幅提高，有效解决目前国际、国内湿法脱硫混凝土烟囱重防腐面临的根本问题，节约资源、防腐性能高，绿色环保，对于提高我国脱硫装备技术水平，延长装备的使用寿命，消除安全隐患，本实用新型的发明点是解决了伸缩缝搭接处长期无法解决的渗漏问题。
[0017]湿法脱硫混凝土烟囱专用纳米纤维高性能重防腐塑料金属复合材料，仿造钛合金内衬的原理，在混凝土脱硫烟囱牛腿伸缩部位内壁建造一个由纳米重防腐材料构成的柔性可伸缩“塑料金属层”，伸缩弧的伸缩长度> 2cm,从而有效阻止酸性液体对烟囱内壁的腐蚀；其防腐功能完全可以与钛合金相媲美，甚至更加优越，在效防腐年限达到20年的前提下，成本仅为钛合金的1/3-1/4。
[0018]能与大多数防锈界面配套使用，纳米纤维高分子焊接时不会产生有害气体，有效解决了涂有环氧富锌漆的基材，在焊接时会产生大量氧化锌雾气，对人体有害的缺陷。具有优异的附着力、耐冲击性能和耐磨性。省时、省力、无毒、环保，广泛用于各种烟囱的改造和新建烟園，或高层建筑沉降缝的连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为牛腿伸缩部位示意图；
[0020]图2为由氧浓差引起的腐蚀；
[0021]图3为纳米纤维高分子涂料防绣原理图；
[0022]图4为不锈钢扁条的结构示意图；
[0023]图5为纳米复合材料工艺流程图；
[0024]图6为牛腿伸缩部位柔性可伸缩防腐金属层与烟囱连接成品图；
[0025]图7为柔性塑料金属层结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]附图为本实用新型的实施例。
[0027]下面结合附图对实用新型内容作进一步详细说明:
[0028]参照图1-图7所示，烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置，该连接装置由柔性塑料金属层、不锈钢压条、膨胀螺丝、耐酸砖、耐酸胶泥组成，所述在牛腿伸缩部位的上方的一耐酸砖衬里层8表面涂覆带弧形的一层一耐酸胶泥1，所述一耐酸胶泥I下端与柔性塑料金属层2 —端连接，所述柔性塑料金属层2两端通过不锈钢压条和膨胀螺丝7与耐酸砖衬里层4和8连接，所述柔性塑料金属层2沿耐酸砖衬里层8伸缩缝外表面悬空连接于另一耐酸胶泥5 —端，另一耐酸砖衬里层4表面涂覆带弧形的另一耐酸胶泥5，所述柔性塑料金属层2左下角制成悬空弧形3，所述柔性塑料金属层2两端与柔性耐酸芳纶塑料金属层2弧线两端悬空连接成整体，所述柔性塑料金属层2和柔性耐酸芳纶塑料金属层6由胶粘成型材料与无碱玻璃丝布和胶粘成型材料与芳伦布多次复合组成，该连接装置由于是柔性可伸缩和悬空，适应牛腿伸缩部位的伸缩。
[0029]所述柔性耐酸芳纶塑料金属层为平板或波纹管。
[0030]综上所述，本实用新型还对以下内容作了深入的研究:
[0031]①、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，研制柔性可伸缩专用纳米纤维高性能重防腐复合材料的选材、配方、性能、结构形状、工艺和处理方法，在冷热交替状态之下，复合材料能随温度变化在牛腿部位伸缩时自动伸缩而不破裂，伸缩长度> 2cm,且有超长的耐酸、耐碱、耐盐、水蒸汽及有害物的腐蚀能力，提高涂料的抗老化性，达到绿色环保。
[0032]②、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩复合材料的结构形状与耐酸、耐碱、耐盐雾、水蒸汽及有害物能力的关系；
[0033]③、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，专用纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩复合材料与烟囱内表面耐酸砖的结合牢度，复合材料的抗拉强力研究。
[0034]④、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，专用纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩复合材料的形状复合工艺研究。
[0035]⑤、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，基材表面处理工艺与防腐性能的关系;
[0036]⑥、湿法脱硫混凝土烟囱牛腿部位伸缩缝搭接处，纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩复合材料联结方法与耐酸抗渗漏性能研究。
[0037]执行标准
[0038]1.DL/T 901-2004《火力发电厂烟囱(烟道)内衬防腐材料》
[0039]2.GB50051-2002《烟囱设计规范》
[0040]技术创新及研究方法和技术路线
[0041]基础原理
[0042]金属材料表面由于受到周围介质(大气、高温、熔盐、非水或含水介质)的化学或电化学作用而发生状态的变化并转化为新相，从而使金属材料遭受到破坏，这一现象称之为金属腐蚀。金属腐蚀是一个自发过程，并且十分严重。
[0043]金属腐蚀可分为以下几种类型:
[0044]①、电化学腐蚀。金属在水溶液中形成电池而引起的腐蚀，是在防腐蚀领域中最主要的研究对象。
[0045]②、化学腐蚀。例如钢铁炉门的高温氧化，并无水溶液形成电池。
[0046]③、生物腐蚀。例如地下埋管的细菌腐蚀。
[0047]按其腐蚀产物类型，金属腐蚀又可分为以下两种:
[0048]①、成膜型。如铝氧化时，生成氧化铝薄膜，阻缓了金属的进一步氧化。金属在稍高温度时与空气中的氧反应生成氧化物膜，当膜层很薄时，氧能容易透过，氧化使膜增厚的速度与膜厚度无关而为恒值。
[0049]②、不成膜型。例如钢板在盐水中，阳极产生的Fe2+不能就地成膜，须在离开阳极处遇上阴极产生的0H。离子沉淀成Fe (OH)2,再在外层氧化成铁锈FeOOH，或Fe2O3.ηΗ20,不能在钢面上生成紧密的膜阻挡金属的进一步的腐蚀。
[0050]电化学腐蚀可归纳为以下三点
[0051]1、只能导致金属材料破坏而不能对外界作有用功的短路原电池。
[0052]2、腐蚀电池作用的动力来自腐蚀反应的化学亲和势。
[0053]3、在腐蚀电池中，必须至少有一种物质的阴极还原反应的平衡电位高于腐蚀破坏的金属的阳极溶解反应的平衡电位。
[0054]在水溶液中，由于不同金属的电位差，可产生电池。即使在同一金属板，由于其局部内应力的差异、焊缝成分的不同、电解质溶液浓度差、温度差、溶液中氧浓度差等等，都会产生电位差而引起腐蚀。
[0055]以钢板为例，腐蚀电池反应为:
[0056]阳极:Fe— Fe2++2e
[0057]Fe2+ — Fe3++e
[0058]3Fe2++4H20 — Fe304+8H++2e
[0059]阴极:2H++2e — 2H — H2 (酸性溶液的析氢反应)
[0060]02+4H++2e — 2H20 (酸性溶液的氧还原反应)
[0061]02+2H20+4e — 40H (中性或碱性介质中的氧还原反应)
[0062]Fe3++30H — Fe (OH) 3 (腐蚀产物)
[0063]在酸性、中性、碱性介质中的氧还原反应对于防腐蚀涂料来说是最重要的反应，在一般大气及海洋环境的腐蚀均属此类。由于在阴极部位产生碱性的0H。离子，会使油脂型、醇酸型漆膜皂化剥落。此外，因为该反应必须有氧参加，而在海水深处氧浓度很低，故金属腐蚀反应非常缓慢。日常见到的有些腐蚀是由于氧浓差引起，如铆钉下、锈层下等均因氧供应少而成为阳极。钢板上的露滴，外层供氧多而形成阴极，中心供氧少而成为阳极，腐蚀凹坑如图1所示。
[0064]图2所示由氧浓差引起的腐蚀图，腐蚀电池的驱动力是两个电极间的电位差Λ E0所以该电池的腐蚀电流为
Γ?IsE
[0065]I= Ra +Re+Re+Rw
[0066]式中Ra——阳极电阻；
[0067]R。一阴极电阻
[0068]Re——电解质溶液电阻；
[0069]Rw——外接线路电阻。
[0070]腐蚀电流越大，腐蚀速率越快。
[0071]金属腐蚀的防护:
[0072]为了减少腐蚀，须降低腐蚀电流，在原始Ee-Ee不变的情况下，可采用电阻控制Srj (优良的厚层漆膜)、阳极控制(阳极钝化)、阴极控制(阻滞阴极反应)。也可采取兼有阳极控制、电阻控制及阴极控制的混合控制，来控制腐蚀。
[0073]人们采取了许多措施来减少腐蚀的损失，但迄今仍以有机涂层为最有效、最经济、应用最普遍。涂料是一种化工材料，涂覆于物面上能保护其不受环境的侵蚀，同时并能赋予美观(如轿车漆)、号志(如港湾机械危险部件之橘红色)、伪装(如战车等武器)等等，而且涂装施工方便，不必像搪瓷需大型烘炉，电镀需电镀槽等设备，也不必像阴极保护只限用于水下、地下浸没部位。涂装对象可大至跨海大桥、钻井平台，小至自行车、罐头盒等，所以应用范围广阔；而且维修补涂方便，远非搪瓷、电镀可比拟。薄薄的仅几分之一毫米厚的涂层，的确有效地起着防腐蚀的作用。
[0074]通常，富锌和金属铬、铜的涂料是传统的金属防腐材料，但这些金属防腐材料在环境保护、资源及成本等方面都有一定的局限性。因此，探索绿色、成本低的新型防腐材料具有可观的经济和社会效益。
[0075]纳米材料是指材料组分的特征尺寸在1-1OOnm范围的材料。当一个微粒的尺寸小到纳米量级时，它的微观结构和性能既不同于原子、分子的微观体系，也不同于显示本特征性质的大颗粒材料宏观体系，而是介于二者之间的一个过渡体系。纳米微粒尺寸小，比表面积大，具有很高的表面能，从而对其化学性质有很大影响。实验证明，粒子分散度提高到一定程度后，随着粒子直径的减小，位于粒子表面的原子数与总原子数的比值急剧增大，当粒径降为5nm时，表面原子所占比例可达50%。由于表面原子数增加，微粒内原子数减少，使能带中的电子能级发生分裂，分裂后的能级间隔(lX12_2-lX10_5eV)。纳米材料由于其自身结构上的特征而具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应，因而与同组分的常规材料相比，在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能，在重防腐方面显示出很好的发展前景。
[0076]该实用新型采用西安华捷奥海新材料有限公司生产的HJF-Ol纳米纤维重防腐涂料，作为湿法脱硫混凝土烟?伸缩部位专用纳米纤维高性能重防腐复合材料交粘成形材料，预留> 2cm的柔性可伸缩弧长度，与无碱玻璃丝布复合，芳纶布形成湿法脱硫混凝土烟囱伸缩部位专用纳米纤维高性能重防腐柔性、可伸缩塑料金属复合材料，交粘成形材料含有核/壳结构的纳米多功能系列高分子纤维材料，形状呈纤维状，粒径40?80nm，长度2?3 μ m,电导率 13s/m。
[0077]在重防锈方面。纳米微粒尺寸小，比表面积大，具有很高的表面能，该材料能够与金属表面形成一层看不见的二元界面保护膜，该二元界面在水或盐溶液作用下，使金属阳极处于纯化电位，能使金属表面形成致密的氧化物钝化层，具有阳极保护作用，阳极保护后，纳米高分子材料，充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。先从金属吸取电子，然后将之传到氧气中。这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。
[0078]纳米纤维高分子材料，能够形成致密的互通互穿导电网络结构，使金属的腐蚀电位升高(升高223mv)，腐蚀电流密下降173.2 μ A/cm2,腐蚀电流密度大大降低，使腐蚀发生的条件和难度提高，腐蚀不易发生。
[0079]由于形成致密的互通互穿导电网络结构，电子向涂料表面移动，氧化还原反应发生在漆的外表面，而不是发生在金属表面，使反应与金属形成空间分离，保护金属不被腐蚀。纳米多功能高分子材料，在防腐过程中，有可逆氧化一一还原特性、不损耗的优势，防腐功能可达50年为久；
[0080]同时二元界面又大降低金属材料的表面张力，使材料的表面能降低到10?15mJ/m3，达到材料表面改性，酸、碱、盐、水蒸汽及有害物不易与表面粘接，使材料表面具有防酸、碱、盐、水蒸汽及有害物对金属表面的侵蚀，达到高性能防锈防腐的功能；
[0081]纳米高分子纤维材料对酸、碱、盐、水蒸汽及有害物非常稳定，由于其大的比表面积和特殊的几何形状，可形成致密的隔离层，能够有效阻隔酸、碱、盐、水蒸汽及有害物对金属表面的侵蚀。纳米纤维高分子材料与树脂可形成金属塑料，超长的耐酸、耐碱、耐盐等特性，是新一代闻性能防镑材料。并提闻涂料的抗老化性，使涂料的耐日晒色牢度大提闻，可使涂料颜色保持长久鲜艳不变，具有前所未有的功能稳定性。
[0082]“科技创新，材料为先”，湿法脱硫混凝土烟@伸缩部位的防腐问题，由于纳米纤维重防腐新材料的问世，使得这一问题有望得到彻底解决；其设计核心原理是:利用纳米防腐材料超强的耐酸、耐碱、耐盐等功能，形成湿法脱硫混凝土烟?伸缩部位专用纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩塑料金属复合材料，仿造钛合金内衬的原理，在混凝土脱硫烟囱伸缩部位，建造一个由纳米重防腐材料构成的柔性可伸缩的“塑料金属层”，从而有效阻止酸性液体对烟?内壁的腐蚀；其防腐功能完全可以与钛合金相媲美，甚至更加优越，在效防腐年限达到20年的前提下，成本仅为钛合金的1/3-1/4。
[0083]大量实验数据表明，这种新型纳米纤维防腐玻璃钢复合材料的出现，完全有可能改变目前脱硫烟?防腐手段的格局，成为解决这一难题的最有效方法。
[0084]材料本身不含Zn、Cr、Pb等重金属，具有优异的环保功能；
[0085]该材料是新型高科技环保材料，无毒、无害、无味、环保，保护施工人员身体健康。表面处理后主要技术指标达到并远远超过:
[0086]3.GB50051-2002《烟囱设计规范》
[0087]4.DL/T 901-2004《火力发电厂烟囱(烟道)内衬防腐材料》
[0088]5.GB50078-2008《烟囱工程施工验收规范》
[0089]湿法脱硫混凝土烟囱牛腿伸缩部位，纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩塑料金属复合材料配方及复合材料工艺组成:
[0090]1.湿法脱硫混凝土烟囱牛腿伸缩部位专用纳米纤维高性能重防腐柔性、可伸缩塑料金属复合材料由胶粘成型材料与无碱玻璃丝布、芳伦布组成复合而成，连接处采用不锈钢压条彭胀螺丝固定加强。胶粘成型材料由HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐底漆(TS-1I型)、HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐界面剂、HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐电位调节漆、固化剂、有机溶剂组成(以上材料由西安华捷奥海新材料公司生产)。
[0091]2.材料配制
[0092]①、界面剂配制:按西安华捷奥海新材料公司HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐界面剂说明书配制。
[0093]②、复合材料交粘成形材料配制:按西安华捷奥海新材料公司HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐底漆(TS-1I型)说明书配制。
[0094]③、HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐电位调节漆说明书配制。
[0095]④、无喊玻璃丝布规格:0.4mm厚，I X I X 100mm
[0096]⑤、高强、耐酸芳纶布:芳纶长丝300dX300d ;规格:72X60X1200 ;强度2090Mn.tex-1，初始模量77N.tex-Ι，耐顶破强度1200N，耐温度550°C等。
[0097]⑥、不锈钢压条:材料304，规格(mm):长x宽x厚=1500x40x0.8
[0098]牛腿伸缩部位内壁第一层柔性可伸缩高性能防腐纳米复合层工艺流程表I所示
[0099]牛腿伸缩部位内壁第一层高性能重防腐柔性、可伸缩纳米复合材料制做方法表I
[0100]
腐蚀等级ISO 12944-2 C5-丄设计使用寿命20年
1.烟囱牛腿内壁铲除原防腐层，修补破损耐酸砖衬里。采用KP1-耐酸胶泥涂抹整个烟囱亇腿内壁以达到更好地施丄表面平整度，施丄表面要求干净、
前处理要求
十燥。(所有肉眼可见的油脂、油、灰土、润滑剂和其它污染物须全部除去，无酸碱盐皂类的化学物)
喷涂干膜厚度
制做工序使用材料名称制做工艺要求
(Um)
[0101]喷涂11邛-01]脱硫专达到施工前处理要求，表_清洁，溶界面剂预处埋1(Γ20
用界面削剂清洗一.遍，KTC以上固化16小时。
涂装不能有漏涂缺陷产生，特别对于
喷涂HJF-OiD脱硫设第一道胶粘成型 ?搭接平台间隙处进行重复涂装施工，
备专用纳米重防腐75
材料以达到可靠的防腐效果，10°C以上固底漆
化16小时。
严格按照丄艺要求进行施丄，不能漏
喷涂HJF-OID脱硫设第二道胶粘成型涂》特别对于搭接平台间隙处再次进
备专用纳米重防腐125
材料行涂装施工，以达到可靠的防腐效果，
底漆Crs-1I型)
10°C以上固化16小时。
喷涂HJF-01D脱硫设严格按照工艺要求进行施工，不能漏第二道胶粘成型备专用纳米電防腐150 涂。特别对于搭接平台间隙处再次进
材料底漆(TS-1I型)行涂装施工，以达到可靠的防腐效果。
粘贴无碱玻璃丝布第三道喷涂H.1F-OlD脱硫设备专用纳
(觇格:0.4mm厚，I米重防腐底漆后，5分钟内粘贴玻璃丝第一道玻璃丝复
— XlXlOOOmm ),在400 布，并同时用实心滚层沿粘贴方向来合材料层牛腿卜'角处制成弧回碾挤玻璃丝布表面，使涂料渗出玻
形结构，弧长多2cm。璃丝布表面，排除内部残留空气。
喷涂HJF-OlD脱硫设第四道胶粘成型严格按照丄艺要求进行施丄，不能漏
备专用纳米重防腐150
M料涂。
底漆(TS-1I型)
[0102]
第四道喷涂IIJF-OlD脱硫设备专用纳
在保持原弧形不变，
米重防腐底漆后，5分钟内拈贴玻璃丝第二道玻璃丝复粘贴无碱玻璃丝布
400布，并同时用实心滚层沿粘贴方向来
合U料层 C规格:0.4mm厚，I
回碾挤玻璃丝布表面，使涂料渗出玻
X I X100mm )
璃丝布表面，排除内部残留空气。
喷涂HJF-OlD脱硫设第五道胶粘成型严格按照工艺要求进行施工，不能漏
备专用纳米重防腐150
材料涂。
底漆(TS-Π型)
第五道喷徐HJF-OID脱硫设备专用纳
在保持原弧形不变，
米重防腐底漆后，5分钟内粘贴玻璃丝第三道玻璃丝复粘贴无碱玻璃丝布
4UU布，并同时用实心滚层沿拈贴方向来
π材料层 (规格:O, 4mm厚，I
IHl碾挤玻璃丝布表血，使涂料渗出玻
XlXlOGOmm )
璃丝布表面，排除内部残留空气。
喷涂HJF-OID脱硫设笫六道胶粘成型、严格按照工艺要求进行施工，不能漏
备专用纳米重防腐1>j0
材料涂，1(TC以上固化16 J时
底漆(TS-1I型)
喷涂1IJF-01D脱硫设第七道胶粘成型严格按照丁艺要求进行施丁，不能漏
备专用纳米重防腐100
材申I涂，IiTC以上固化16小时。
底漆(TS-1I
喷涂HJF-OlM脱硫设第八道电位调节备专用纳米重防腐严格按照工艺要求进行施工，不能漏
80
材料电位调节漆(TSM-1I涂，10°C以上自然固化疒10天。
型)
成品湿法脱硫混凝土烟囱专用纳來纤涂层总序度2000±% 维高性能重防腐金属塑料玻璃钢复合
材料
[0103]牛腿伸缩部位内壁第二层柔性可伸缩高性能防腐纳米复合材料制做方法表2
[0104] 腐蚀等级ISO 12944-L ( b丄设计使用寿命20年
HJF-OlI)脱硫设备专用纳米纤维重防腐漆溶剂清洗表面，施丄表面要求干前处理要求净、干燥。(所有肉眼可见的油脂、油、灰土、润滑剂和其它污染物须全部除去，无酸碱盐皂类的化宁物)
喷涂干膜厚度
制做工序使用材料名称制做工艺要求
(μ m)
在牛腿外边沿烟囱内壁上下喷涂
m一道胶粘成型
IIJF-OID脱硫设备专150涂装小能有漏涂缺陷产生?
材料
用纳米重防腐底漆，
宽度50cm.在牛腿外边沿烟囱
第一道喷涂11JF- OID脱硫设备专用纳
内壁上下喷涂处粘
米重防腐底漆G,5分钟内粘贴芳纶
贴芳纶布(规格:
粘贴芳伦布层400布，并同时用实心滚层沿粘贴方向来
?.4n皿厚，72 X 60 X
、M碾挤芳纶布表使涂料渗出芳伦
1200 mm )，制做成
布表面，排除内部残m宁气。
弧形，弧1.θ2αη<,
在芳纶布喷涂第二道胶粘成型HJF-OlD脱硫设备专严格按照Ti艺要求进行施丁，不能漏
150
材料用纳米重防腐底漆涂，KTC以上固化Ib小时。
(TS-1I 型)
在亇腿外边沿304不锈钢压条，烟囱内壁上下30cm
彭胀螺丝加固处，用304不锈钢压Wu304不锈钢压条压实，彭胀螺丝牢固。
条，彭胀螺丝加固。
规格(mm):长X宽X
[0105]
I1 =1500x40x0.8
在芳纶布涂层面、
304不锈钢压条表面第三道胶粘成型严格按照工艺要求进行施工，可沪顧
喷涂HJF-OlD脱硫设150
材料涂，1(TC以上固化16小时。
备专用纳米重防腐
底漆(TS-1I型)
在芳纶布涂层面、
304不锈钢压条表面第四道胶粘成型严格按照工艺要求进行施工，不能漏
喷涂HJF-Ol則兑硫设150
材料涂，10?以上固化16小时。
备专用纳米葷防腐
底漆(TS-Π型)
在芳纶布涂层面、
304小锈钢ik条表面第五道电位调节喷涂HJF-OlM脱硫设严格按照T.艺要求进行施T,不能漏
80
材料备专用纳米重防腐涂，HTC以上g然固化Γ10天。
电位调节漆(TSM-1I
型)
成品湿法脱硫混凝上烟豳牛腿伸缩部复合材料总厚度1330±20 位专用纳米纤维高性能重防腐柔性可
伸缩纳米复合材.
[0106]材料要求
[0107]交粘成形材料采用HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐底漆(TS-1I型)
[0108]主要性能指标如下表3:
[0109]
项目技术指标外观及颜色黑色
[0110] 粘度(25±ΓΟ 彡3000cps (NDJ-79)
细度(um)80
干燥时间表千(h) (2
(25士1°C)实干(h)<20
固含量(％)65
比重(kg/1)1.02
氯离子渗透率3.6xl0_5 (低于国家标准5.0x10—3达两个数量级)
拉伸强度，MPa2.7
断裂伸长率，％62.9
耐磨性 500g/1000r4.8mg
涂层完好无损(220?2小时+1小时为一个循环)共5
耐高温
个循环与碳钢附着力MPd22
与不锈钢附着力MP^112
与耐酸砖附着力MPa8 (高于国家标准0.4MPa 二十倍)
柔籾性(mm) <I
抗冲击强度(cm) ^50
耐热性能250°C/48h漆膜完好耐盐雾性1000h涂层无变化
耐10%NaCl900天，(室温)涂层无变化
化10%H2S04900天，(室温)涂层无变化
学
10%NaOH900天，(室温)涂层无变化
性
[0111]HJF-OlD脱硫设备专用纳米纤维重防腐界面剂附着力技术指标要求表4:
[0112]
与碳钢附着力MPn |22
与不锈钢附着力MPn 12
与耐酸砖附着力MPn.|8
[0113]表面处理要求:
[0114]1、前期处理:为了保证涂层系统发挥到最佳性能，单层式钢筋混凝土烟囱内表面在施工前，须先对烟?牛腿内壁进行高压水清洗处理，去除烟灰及附着不牢的旧涂层。待基材面完全干燥后采用动力工具对破损区域断层面进行打磨，断层面打磨< 15度的斜坡面要求。若有松动的结构，须重新进行局部加固。打磨前须对通风、除尘设备进行合理布局，以便后续施工。
[0115]2、混凝土烟囱牛腿内壁表面要求仅清除附着表面的旧防腐涂层，裸露出耐酸砖表面即可，切勿长时间对局部进行喷射处理，以免造成耐酸砖衬里层的破坏。喷射清理后准备涂漆的耐酸砖衬里表面要保持清洁、干燥，无油脂，直到第一道漆的喷涂。
[0116]3、表面处理后准备进行喷涂施工的基材表面灰尘量小于GB/T 18570.3 (ISO8502-3)中规定的3级，并保持粗糙度和清洁程度直到第一道漆的喷涂。
[0117]本项目关键技术
[0118]①、纳米高性能防腐交粘成形材料、填充材料的选择。材料对酸、碱、盐、水蒸汽及有害物是否非常稳定，能够形成纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩塑料金属复合材料，形成伸缩弧结构，伸缩长度> 2cm,保护其不受环境的侵蚀，能够随温度变化自动伸缩，起到阻隔作用，防止酸液渗漏；
[0119]②、重防腐柔性可伸缩塑料金属复合层，能够形成致密的互通互穿导电网络结构，使金属的腐蚀电位升高(升高223mv)，腐蚀电流密下降173.2 μ A/cm2，腐蚀电流密度大大降低，使腐蚀发生的条件和难度提高，腐蚀不易发生。具有阳极保护作用，阳极保护后，由于形成致密的互通互穿导电网络结构，电子向涂料表面移动，氧化还原反应发生在漆的外表面，而不是发生在金属表面，使反应与金属形成空间分离，保护金属不被腐蚀。
[0120]③、纳米纤维重防腐柔性可伸缩塑料金属复合层结构设计，是配方的关键之一。柔性塑料金属复合层
[0121]④、纳米纤维界面剂的使用，对提高材料在界面的附着力是关键。
[0122]⑤、纳米纤维重防腐柔性金属塑料复合材料断裂伸长率，大于耐酸砖和耐酸胶胶泥砌筑层极限温度状况下的最大位移值，纳米纤维重防腐柔性金属塑料复合材料的断裂伸长率为62.9%，远远超过了耐酸砖和耐酸胶胶泥砌筑层极限温度状况下的最大位移值，本设计的新型防腐系统可以满足烟囱运行中的所产生的线性伸缩变化。
[0123]项目产品的技术创新点
[0124]材料创新:采用纳米高性能防腐交粘成形材料，复合成功新型纳米纤维重防腐柔性玻璃钢塑料金属层材料，具有传统材料无法比拟的耐酸防腐性能，是防腐复合材料的重大创新，也是防腐理念和技术的革命。
[0125]原理创新:具有阳极保护作用原理，与传统的牺牲阳极保护阴极防腐原理比较有明显的优势，能承受烟?内强酸的腐蚀。纳米纤维高性能重防腐柔性可伸缩塑料金属复合材料，仿造钛合金内衬的原理，在混凝土脱硫烟囱牛腿内壁建造一个由纳米重防腐材料构成的柔性“塑料金属层”，伸缩长度> 2cm，保护其不受环境的侵蚀，能够随温度变化自动伸缩，起到阻隔作用，防止酸液渗漏，从而有效阻止酸性液体对烟囱内壁的腐蚀；其防腐功能完全可以与钛合金相媲美，甚至更加优越，在效防腐年限达到20年的前提下，成本仅为钛合金的1/3-1/4。
[0126]技术创新:纳米复合重防腐胶粘材料形成的柔性可伸缩塑料金属保护层，形成伸缩弧结构，伸缩长度> 2cm, 304不锈钢加固，氯离子渗透率为3.6xl(T5，比国家标准5xl(T3低两个数量级，具有很强的阻隔酸液渗漏的能力，在一定的膜厚下不渗漏。
[0127]工艺创新:采用纳米界面剂、纳米复合重防腐胶粘材料、无碱玻璃丝布，高强耐酸芳纶布，纳米电位调节漆制成新型纳米复合重防腐柔性塑料金属层，304不锈钢加固，工艺简单，比重仅为1.02kg/l，施工安全简便，能缩短大量工期。同时具备超强的附着力和耐磨性，能承受液体的长期冲刷，不含重金属，是食品级的安全环保材料；
[0128]纳米纤维高性能重防腐柔性玻璃钢塑料金属层技术指标表5
[0129]
项目技术指标~H
外观及_色__Mfe_43
固含量(％)65^
比重(kg/l)1.02<f'l!^
氯离子渗透率__3.Gxlir (低于国家标准5.0xltT达两个数里鈒)‘
拉伸强度，HFa2.743
断裂伸长率62.943
耐磨性 1OOLV4.8mg^
涂层芫好无损(220C2小时+1小时力一个循环)共5
耐高温^
__个獅_
与碳钢附著力__￡2_43
与不锈钢附著力HF,1243
与耐酸砖附著力畎;._8(高于国家标准0.4ML 二十倍)_‘
柔韧性(mm ) <__I_43
抗冲击強度C Cm〕>50^
耐热性能印膜完好43
耐盐雾性》1000h无变化
耐ICl^liaCl30年，(室温)涂层无变化化10Μ.Ξ0￡0年，(室温)涂层无变化43
^ Ijα?
t 1MaDHI900天，(室温)涂层无变化?
性__
[0130]实施例1
[0131]所述柔性玻璃钢塑料金属层制备方法，按下述步骤进行:
[0132]I)、烟囱牛腿内壁应铲除原防腐层，修补破损耐酸砖衬里，采用KP1-耐酸胶泥涂抹整个烟?牛腿内壁，以达到更好地施工表面平整度，施工表面要求干净和干燥，所有肉眼可见的油脂、油、灰土、润滑剂和其它污染物须全部除去，无酸碱盐皂类的化学物；
[0133]2)、界面剂预处理:喷涂HJF-OlJ界面剂，喷涂干膜厚度为10?20 μ m，制做工艺要求:达到施工前处理要求，表面清洁，溶剂清洗二遍，10°c以上固化16小时；
[0134]3)、第一道胶粘成型材料:喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆，喷涂干膜厚度为75 μ m,制做工艺要求:涂装不能有漏涂缺陷产生，特别对于搭接平台间隙处进行重复涂装施工，以达到可靠的防腐效果，10C以上固化16小时；
[0135]4)、第二道胶粘成型材料:喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为125 μ m，制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂，特别对于搭接平台间隙处再次进行涂装施工，以达到可靠的防腐效果，10C以上固化16小时；
[0136]5)、第三道胶粘成型材料:喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为150μπι，制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂，特别对于搭接平台间隙处再次进行涂装施工，以达到可靠的防腐效果；
[0137]6)、第一道玻璃丝复合材料层:粘贴无碱玻璃丝布规格为0.4mm厚，IXlX 1000mm,在牛腿下角处制成弧形结构，弧长彡2cm,粘贴无碱玻璃丝布厚度为400 μ m，耐酸芳伦布，制做工艺要求:第三道喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆后，5分钟内粘贴玻璃丝布，并同时用实心滚筒沿粘贴方向来回碾挤玻璃丝布和耐酸芳伦布表面，使涂料渗出玻璃丝布表面，排除内部残留空气；
[0138]7)、第四道胶粘成型材料:喷涂HJF-OID纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为150 μ m，制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂；
[0139]8)、第二道玻璃丝复合层:在保持原弧形不变，粘贴无碱玻璃丝布规格为0.4mm厚，I X I X 1000mm,粘贴无碱玻璃丝布厚度为400 μ m,耐酸芳伦布,制做工艺要求:第四道喷涂HJF-OID纳米重防腐底漆后，5分钟内粘贴玻璃丝布，并同时用实心滚筒沿粘贴方向来回碾挤玻璃丝布和耐酸芳伦布表面，使涂料渗出玻璃丝布表面，排除内部残留空气；
[0140]9)、第五道胶粘成型材料:喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为150 μ m，制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂；
[0141]10)、第三道玻璃丝复合层:在保持原弧形不变，粘贴无碱玻璃丝布规格为0.4mm厚，I X I X 1000mm,粘贴无碱玻璃丝布厚度为400 μ m,耐酸芳伦布,制做工艺要求:第五道喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆后，5分钟内粘贴玻璃丝布，并同时用实心滚筒沿粘贴方向来回碾挤玻璃丝布和耐酸芳伦布表面，使涂料渗出玻璃丝布表面，排除内部残留空气；
[0142]11)、第六道胶粘成型材料:喷涂HJF-OID纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为150 μ m,制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂，10C以上固化16小时；
[0143]12)、第七道胶粘成型材料:喷涂HJF-OlD纳米重防腐底漆TS-1I型，喷涂干膜厚度为100 μ m,制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂，10C以上固化16小时；
[0144]13)、第八道电位调节材料:喷涂HJF-OlM纳米重防腐电位调节漆TSM-1I型，喷涂干膜厚度为80 μ m,制做工艺要求:严格按照工艺要求进行施工，不能漏涂，10C以上自然固化7?10天；
[0145]14)、涂层总厚度为2000±90，制做工艺要求:成品为湿法脱硫混凝土烟囱的纳米纤维高性能重防腐柔性玻璃钢塑料金属层。
【权利要求】
1.一种烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置，该连接装置由柔性塑料金属层、不锈钢压条、膨胀螺丝、耐酸砖、耐酸胶泥组成，其特征在于在牛腿伸缩部位的上方的一耐酸砖衬里层(8)表面涂覆带弧形的一层一耐酸胶泥(I )，所述一耐酸胶泥(I)下端与柔性塑料金属层(2) —端连接，所述柔性塑料金属层(2)两端通过不锈钢压条和膨胀螺丝(7)与耐酸砖衬里层(4)和(8)连接，所述柔性塑料金属层(2)沿耐酸砖衬里层(8)伸缩缝外表面悬空连接于另一耐酸胶泥(5) —端，另一耐酸砖衬里层(4)表面涂覆带弧形的另一耐酸胶泥(5)，所述柔性塑料金属层(2)左下角制成悬空弧形(3)，所述柔性塑料金属层(2)两端与柔性耐酸芳纶塑料金属层(6)弧线两端悬空连接成整体。
2.根据权利要求1所述的一种烟囱牛腿伸缩部位的柔性可伸缩防渗防腐的悬空连接装置，其特征在于所述柔性耐酸芳纶塑料金属层为平板或波纹管。
【文档编号】F23J13/04GK203940449SQ201420247791
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】高建中 申请人:西安华捷奥海新材料有限公司