呂文杰

(中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東 淄博 255411)

中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司氯堿廠隔膜燒堿裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.2 Mt/a，1988年6月投產(chǎn)。該裝置的濕氯氣干燥處理單元地坪全部采用耐酸花崗巖板砌襯防腐蝕，總面積約200 m2。裝置地坪和地溝采用C20混凝土作為基層，隔離層采用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼二底二布二面，結(jié)合層采用鈉水玻璃膠泥鋪砌花崗巖板，鈉水玻璃膠泥勾縫。

1 氯氣處理系統(tǒng)腐蝕情況

在氯氣處理工藝過(guò)程中，由于采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸作為干燥介質(zhì)來(lái)吸收氯氣中的水分，因而經(jīng)常出現(xiàn)濃硫酸非正常排放或泄漏，泄漏的濃硫酸溫度為40～50℃。一般處理方法是用水將泄漏的濃硫酸快速稀釋，將稀釋的濃硫酸通過(guò)地溝排放至廢水池。1992年氯氣處理單元硫酸泵基礎(chǔ)、排污溝兩側(cè)的地坪開(kāi)始鼓起，鋪襯的耐酸花崗巖板出現(xiàn)局部脫落現(xiàn)象，嚴(yán)重的部位脫落近40%。地坪腐蝕的結(jié)果導(dǎo)致硫酸泵基礎(chǔ)上升變形、地坪上的鋼結(jié)構(gòu)立柱彎曲、管線與泵連接口錯(cuò)位，現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏現(xiàn)象增加。隨后幾年按原設(shè)計(jì)多次對(duì)該地坪進(jìn)行局部防腐蝕處理，但使用2～3 a又出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

2 地坪腐蝕原因分析

2.1 腐蝕原因

原氯氣處理系統(tǒng)地坪的構(gòu)建材料主要是耐酸花崗巖板和鈉水玻璃膠泥?；◢弾r本身是耐濃硫酸的優(yōu)良材料，水玻璃膠泥本身也具有優(yōu)良的耐強(qiáng)氧化性酸性能，然而在裝置運(yùn)行過(guò)程中因出現(xiàn)非正常排放或泄漏的濃硫酸經(jīng)水稀釋變成稀硫酸后，耐酸花崗巖板之間的鈉水玻璃膠泥勾縫就會(huì)受到稀硫酸強(qiáng)烈的侵蝕。由于鈉水玻璃膠泥的抗?jié)B性和耐水性較差，稀硫酸便會(huì)通過(guò)膠泥縫滲入到混凝土基層，引起基層混凝土腐蝕。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，稀硫酸與基層混凝土作用產(chǎn)生的硫酸鹽，會(huì)使混凝土基層膨脹變形，造成花崗巖板脫落。從現(xiàn)場(chǎng)腐蝕情況看，花崗巖板脫落和地面起鼓的位置主要是在地溝兩側(cè)和經(jīng)常出現(xiàn)非正常排放或泄漏硫酸的位置。

2.2 腐蝕機(jī)理

在硫酸腐蝕混凝土的過(guò)程中，硫酸與混凝土中的氫氧化鈣及水化硅酸鈣反應(yīng)生成以石膏(CaSO4·2H2O)為主的非膠凝性軟物質(zhì)，并以溶液形式存在，使混凝土體積膨脹一倍多。

石膏再和混凝土中的水化鋁酸鈣起反應(yīng)，生成更為復(fù)雜的復(fù)合鹽水合硫鋁酸鈣—俗稱鈣礬石。

大量的石膏和水合硫鋁酸鈣在孔隙中聚合并結(jié)晶，這些新生成的晶體膨脹發(fā)展會(huì)對(duì)周圍的混凝土產(chǎn)生破壞力。由于結(jié)晶的膨脹造成孔隙內(nèi)壁受壓，使已硬化的混凝土開(kāi)裂破壞[1-2]。

3 防腐蝕措施

解決氯氣處理單元地坪腐蝕問(wèn)題要從3個(gè)方面入手:首先，要嚴(yán)格控制工藝操作，確保設(shè)備不超溫、不超壓，盡量減少硫酸的跑冒滴漏;其次，要加強(qiáng)設(shè)備管理和維護(hù)，注重檢修質(zhì)量;第三，在地坪的防腐蝕措施上應(yīng)選用密度大、抗?jié)B性好、與花崗巖黏結(jié)力強(qiáng)的耐腐蝕膠泥，同時(shí)還要防止地坪上硫酸的積聚。

2004年9月裝置停車檢修期間對(duì)燒堿裝置氯氣處理系統(tǒng)地坪重新進(jìn)行了防腐處理。經(jīng)過(guò)分析論證，仍然選用花崗巖作為該氯氣處理地坪防腐的主要耐酸材料，而耐腐蝕膠泥則選用密度大、抗?jié)B性好，與花崗巖粘接力強(qiáng)的YJ呋喃膠泥，用其作鋪砌花崗巖的結(jié)合層和膠泥勾縫。

具體做法是:

(1)將花崗巖板及結(jié)合層拆除，清理出已被腐蝕破壞的混凝土，露出新的土層后用三七灰土夯實(shí)，然后重新澆注C20混凝土。根據(jù)排水溝的走向制定出合理的排水坡度，并養(yǎng)護(hù)。

(2)在養(yǎng)護(hù)好的混凝土表面刷兩道環(huán)氧樹(shù)脂底漆，然后做呋喃樹(shù)脂玻璃鋼二底三布二面。

(3)用YJ呋喃膠泥座漿法鋪砌花崗巖塊材(厚60 mm)，結(jié)合層膠泥厚度為20 mm?；◢弾r鋪砌順序?yàn)橛傻偷礁?，塊材間錯(cuò)縫，縫隙為8～10 mm。立面鋪砌時(shí)陰角采用立面塊材壓平面塊材，陽(yáng)角則相反。鋪砌時(shí)用膠錘敲擊，以保證粘結(jié)密實(shí)、平整。鋪砌后，自然干燥固化。

(4)花崗巖板之間勾縫選用YJ呋喃膠泥，分兩次完成，施工時(shí)呋喃膠泥要充實(shí)、飽滿，不能留有空隙。

4 使用效果與結(jié)論

處理后的地坪從2004年10月開(kāi)始投用，至今已連續(xù)使用近9 a。現(xiàn)場(chǎng)花崗巖地面、設(shè)備基礎(chǔ)完好如初，未發(fā)現(xiàn)地坪有起鼓和花崗巖脫落現(xiàn)象，膠泥縫也沒(méi)有明顯的腐蝕，各處管線也沒(méi)有因?yàn)榛A(chǔ)變形而導(dǎo)致泄漏。從使用情況來(lái)看，使用效果令人滿意。

[1]杜洪彥，邱富榮，林昌健.混凝土的腐蝕機(jī)理與新型防護(hù)方法[J]. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2001，13(3):156-161.

[2]于忠，胡蔚儒.化工大氣環(huán)境中混凝土的腐蝕機(jī)理及性能研究[J]. 混凝土，2000，130(8):10-15.