泡沫玻璃砖防腐内衬腐蚀研究

(武汉理工大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430070)
摘  要：采用国产泡沫玻璃砖防腐内衬的火电厂湿烟囱，运行一段时间后，出现严重的渗透腐蚀现象。本文以湿烟囱排烟筒上脱落的泡沫玻璃砖为实验对象，利用EDS和FT-IR分别研究了国产泡沫玻璃砖和有机硅防腐胶泥的腐蚀状况及原理。结果表明，国产泡沫玻璃砖中含有Fe、 K、Al、 Na、 Mg等碱金属，遇酸反应，导致砖体密闭孔隙结构破坏，酥化开裂，失去防腐作用；聚硅
氧烷基体的侧基脱落，主链中Si-O-Si刚性结构增多，胶泥失去弹性和粘接性，导致防腐内衬整体脱落。
关键词：湿烟囱　腐蚀　泡沫玻璃砖　胶泥
中图分类号：TG174.452 文献标识码：A DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2015.02.050.05
Study on Corrosion of the Foam Glass Anti-corrosion Lining
LI You-xia, JI Yun-dong
(School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)
Abstract: Etching solution leaked from the thermal power plant wet chimney, which adopted domestic
foam glass anti-corrosion lining and worked for a period of time. The performance of the foam glass anticorrosion lining of it was studied in this paper. The properties of the foam glasses and plaster picking
from the chimney lining were characterized by EDS and FT-IR. The results showed that the alkali metals(including Fe, K, Al, Na, Mg and so on) in the domestic foam glasses reacted with the acid corrosive
media of the wet gas, which gave rise to the destruction of the closed pore structure and crisp crackingof the bricks; meanwhile, pendant groups on the polysiloxane matrix shed and Si-O-Si rigid structure
increased in the main chain, which result in the loss of elasticity and adhesion of the plaster, then the foamdlass anti-corrosion lining fell off.
Key words: wet desulfurization chimney; corrosion; foam glass; plaster

0 引言
泡沫玻璃砖搭配防腐胶泥是目前国内湿烟囱内衬的一种常用防腐方案[1-3]。但依据近年来相关调研统计发现，部分使用泡沫玻璃砖防腐内衬的火电厂湿烟囱出现问题，如赤壁电厂湿烟囱出现泡沫玻璃砖脱落、磨损，局部出现腐蚀液渗漏现象；九江电厂烟囱出现防腐砖脱落、磨损现象等，这些问题引起工程施工研究者们的关注，主要从施工工艺、施工质量等方面对该防腐方案进行防腐失效分析和预测[4-6]，材料本身的实际腐蚀状况及机理方面研究较少。

本文以运行四年的赤壁电厂湿烟囱排烟筒防腐内衬上脱落的泡沫玻璃砖为研究对象，实地取样，检测该电厂所用国产泡沫玻璃砖和胶泥腐蚀状况，研究其防腐失效原因，并提出改进建议。

1 取样湿烟囱的防腐措施和运行情况
取样烟囱为2× 600MW发电机组共用的排烟筒，高210米，单筒混凝土结构，不设GGH。设计时采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，国产泡沫玻璃砖防腐内衬，硅基胶泥作粘结剂。脱硫设施与机组同步投运，烟气脱硫设施运行正常稳定，运行温度54～60℃。所用胶泥有机基体为硅氧烷，无机填料包括炭黑、白炭黑等。采用人工粘贴的方式进行施工，泡沫玻璃砖砖缝处未进行特殊处理，仅用胶泥勾缝。运行四年后，烟囱外壁出现腐蚀液渗漏现象，有玻璃砖成片脱落现象，烟道腐蚀漏点较多。经专业公司评定后，该烟囱处于带病运行状态，需要进行修复。为了掌握资料，经过现场取样，取到了相应的泡沫玻璃砖和胶泥。针对这些材料，进行研究。

2 实验及分析
2.1 整体观察
从烟囱脱落的泡沫玻璃砖， 5面(与基体的粘接面A面、泡沫玻璃砖之间沟缝处的4个粘接面B面)包覆黑灰色胶泥，如图1所示；1面(与烟气接触面C面)去除
表面黑灰之后，露出淡黄色包覆物，如图2所示。

观察发现A面黏贴胶泥的厚度不同，一边胶泥较少。用手指按压胶泥， A面中心区域胶泥仍有弹 性，保持高弹态，粘接处，部分胶泥渗透进入泡沫玻璃砖，粘结界面良好，胶泥难以剥除；外围胶泥硬化，失去弹性，粘接处，泡沫玻璃砖腐蚀开裂，出现脱粘现象。B面胶泥硬化，与A面胶泥相比，颜色偏灰，易剥离，呈粉末状体。C面包覆物较硬，整体剥除。 

剥除泡沫玻璃砖上A面硬化胶泥和C面淡黄色包覆物，发现泡沫玻璃砖开裂，裂缝处交界面脱粘严重，胶泥可以成片揭除，腐蚀情况如图3所示，中心区域弹性胶泥连接破裂的泡沫玻璃砖，使其不分散。C面泡沫玻璃砖表面磨损严重，凸凹不平，如图4所示。图中平整部位对应的底部粘结胶泥较薄，凹凸不平区域对应的底部粘接胶泥较厚，即在施工过程中泡沫玻璃砖粘贴不平整，突出部位受到湿烟气冲刷而磨损。表面平整部位残留黄色包覆物，凹凸不平处，
泡沫玻璃砖呈灰色，开孔结构，按压即粉碎。顺着泡沫玻璃砖的裂缝，去除部分区域，观察裂缝处腐蚀情况，如图5所示，泡沫玻璃砖的独立密闭气隙结构破坏，变为开孔结构。从上到下，颜色依次为黑色、褐色、黄色、灰色、白色。黑色部位靠近A面(即与胶泥交接区域)；褐色部位泡沫玻璃砖为褐色，无沉积物；黄色部位泡沫玻璃砖为灰色，黄色物质部分附着其上，部分填充其中；灰色部位即泡沫玻璃砖，砖体酥化、易碎；白色部位泡沫玻璃砖为灰色，泡孔内沉积白色菱形晶体。