玻璃鳞片防腐技术在空气透平压缩机中的应用
摘 要：通过玻璃鳞片防腐技术在空气透平压缩机中的应用，确保空透压力容器、压力管道的本质安全，避免出现因长期氧化锈蚀层脱落而使壁厚尺寸减小，防止爆炸等突发事故的发生。同时，因避免了冷却器及管道内壁继续产生锈蚀，使吸入叶轮的空气洁净程度提高，减少了叶轮积灰程度，延长空透连续安全运行周期，使轴承振动值长期稳定在一定的范围内，降低故障停机率。
关键词：锈蚀；玻璃鳞片防腐；空气透平机
中图分类号：TH452 文献标识码：A
空气透平压缩机是制氧机系统的关键性设备，当空气被压缩冷却后会产生大量的冷凝水，空透各级冷却器及管道在高温、高湿环境下被严重腐蚀，每次检修时都要将冷却器筒体内壁和级间管道内壁厚厚的锈蚀层清除刷漆，但是漆层很快就被强大的高温高湿气流冲刷干净，然后继续在高氧分子的环境下氧化锈蚀。腐蚀层在设备运转过程中因振动而局部脱落，被强大的气流带入叶轮并对叶轮产生冲击从而容易导致联锁停机，严重影响了设备的安全稳定运行。同时，气体冷却器在使用过程中因特殊的工作环境造成内壁严重锈蚀脱落而使冷却器壁厚尺寸逐渐减小，使压力容器的安全使用无法得到保障，给安全生产造成巨大威胁。因此，考虑利用新型防腐材料替代原有传环氧云铁防锈漆统防腐模式，势在必行。
玻璃鳞片涂料是以耐蚀树脂为主要成膜物，以鳞片为填料，再加上引发剂、促进剂等助剂而组成防腐蚀涂料。玻璃鳞片很薄，鳞片涂料经正确施工，使得它在涂层中可与基体平等叠压排列，像片片鱼鳞，如层层盔甲，形成致密的防渗层（有人形象地称它为迷宫式结构），据测可达数十上百层，使得腐蚀介质扩散渗透到被保护基体的途径变得曲曲折折，大大延长了介质渗透的途径和时间，相应提高了涂层的抗渗透性能及耐蚀寿命。涂层中大量的玻璃鳞片形成许多小区域，使涂层中的微裂纹、微气泡相互分割，大大减慢了介质的渗透速度，使介质渗透率明显缩小。玻璃鳞片涂层比其他材料抗介质渗透性可提高几倍到十几倍。玻璃鳞片的存在不仅减少了涂层与底材之间的热膨胀系数之差，而且也明显降低了涂层本身的硬化收缩率。玻璃鳞片涂层的硬化收缩率，只有其他材料的几分之一到数十分之一，这不但有助于抑制涂层龟裂、剥落等的出现，而且可提高涂层的附着力与抗冲击性能。
2014年1月在2#空透项修时对各级冷却器及级间管道内壁进行喷砂除锈及粗化处理后实施乙稀基玻璃鳞片胶泥防腐，即：首先要把管道内厚氧化皮除掉后，再采用喷砂除锈， 被喷表面呈均一金属本色并有一定粗糙度，标准达Sa2，1/2级。然后在容器内壁刷2道乙稀基树脂底漆， 底漆应刷涂均匀、严实、无漏刷。底漆干燥后刮涂1-2道乙稀基玻璃鳞片胶泥， 刮涂鳞片胶泥时用滚桶沾稀料反复滚压，以达密实、平整、均厚。待乙稀基玻璃鳞片胶泥固化后再刷2道乙稀基面漆，刷涂面漆时调好配比及粘稠度，确保表层无流挂、无漏刷、颜色均一，涂膜总厚度1～2mm。涂膜坚硬密实。能耐水浸渍，耐气流冲刷，耐氧腐蚀。
施工过程中由专业技术人员进行现场监督确认，确保可靠的施工质量。同时在空透三级排气管道接入低压氮气，并有阀门控制，停机后通入氮气防止叶轮、转子、扩压器等金属表面产生氧化，使空透关键部件使用寿命大大延长。同时避免压力容器及压力管道壁厚持续腐蚀损失的不安全现状。
2014年1月～12月对空透运行情况及各项指标进行跟踪验证，详细记录相关数据，并与以往空透运行数据进行对比验证，主要通过设备运行过程中加强点检、维护以及合理的管理与控制，实时掌握空透运行状态，根据历史运行趋势图以及精密点检PMS数据采集分析等方法，每周对采集的数据进行比对分析，确保设备数据统计的真实性与可靠性。设备运行过程中结合设备操检合一，加强各层级对设备的点检，尤其是气体压力、温度的变化，以及气体冷却器排污口冷凝水颜色及杂质含量变化情况等指标，对冷却器及级间管道内壁的完好性做出准确及时的判断。当设备连续运行达一个周期后，借停机检修时机对空透玻璃鳞片防腐层进行检查确认，确保防腐层可靠的附着力，同时对叶轮表面进行检查，效果明显好转。确保了空透压力容器、压力管道的本质安全，避免出现因长期氧化锈蚀层脱落而使壁厚尺寸减小，防止爆炸等突发事故的发生。同时，因避免了冷却器及管道内壁继续产生锈蚀，使吸入叶轮的空气洁净程度提高，减少了叶轮积灰程度，延长空透连续安全运行周期，使轴承振动值长期稳定在一定的范围内，降低故障停机率。
本次技术应用产生的经济效益分析：
（1）延长了空透气体冷却器的使用寿命，单台冷却器价值约为70万元，级间管道价值约为3万元，如果按照冷却器及级间管道使用寿命延长一倍计算，可创效益：（70万元×3台+3万元）÷2=106.5万元。
（2）改造后因空透冷却器及级间管道内壁不再腐蚀，避免了氧化铁锈被叶轮吸入而沾附在叶轮表面造成叶轮动平衡失效产生振动值升高，使空透转子振动值长时间保持在一个恒定的范围内，延长了空透的连续运行周期。按照正常检修周期空透主机检修约需6～7万元。
（3）空透的稳定运行为制氧机安全稳定运行提供了有效的保障，如果因空透出现故障造成制氧机停产，而再次开机至少需要1个小时的时间，开机后至正常出氧还需要1.5小时以上，而调整氩塔至正常则需要大约1周的时间，每次停机会造成制氧机2～3小时无产量，因此每减少一次停机可减少损失：氧气15000m3/h×2.5小时×0.5元/m3=15000元；开机电耗损失：15000制氧机装机负荷18000kW，正常运行负荷17000kW，功率因数按照0.85计算，耗电：17000 kW×0.85×2.5小时×0.55元/kW・h=19868.75元。
综上所述，经过理论与实践的结合验证，玻璃鳞片涂料防腐具有以下优点：（1）受介质、气体、水蒸汽的渗入远小于普通的玻璃钢。不容易产生介质扩散，可有效地避免底蚀、分散、鼓泡、剥离等物理破坏。（2）硬化时收缩率小。由于玻璃鳞片分散了应力，各接触面的。残余应力小，热膨胀系数也小，故粘结强度不会因热胀而衰减，热稳定性好。（3）耐磨性和对擦伤抵抗性较强，遇机械损伤只限于局部，扩散趋势小。（4）修复性好。使用几年后，破坏处只需要简单处理，即可修复。（5）对防护面适应性强，尤其适合于复杂表面的防腐。（6）施工性好。鳞片防腐可用喷涂、滚涂、刮涂等多种方法施工。整体性好，且现场配料方便，可室温固化及热固化，其应用技术的研究可以进一步推广与研究。
参考文献
[1]鞍钢氧气厂生产组.技术革新简讯废板式换热器在空气透平压缩机中的应用[J].深冷技术，1972（01）.