刘欣先生，高级防腐工程师，NACE CIP III级检查员，1991年开始从事重防腐涂料产品研发及防腐涂装工作。
曾在国内多家大型涂料公司及佐敦、PPG等跨国涂料公司担任技术员，参与过国内多个大型项目的防腐涂装，在钢结构建筑、电力、石油化工、远洋船舶、海洋工程、大型桥梁等方面有丰富的经验。
刘欣先生为中国涂料工业协会专家委员会专家委员、中国腐蚀与防腐蚀学会涂料涂装与表面处理专家委员会常务委员，在防腐涂料、行业教育、国家及行业标准制定等方面做出了突出贡献和影响力，2015年被评为中国涂料工业百年杰出贡献者。
从业二十余年，发表技术论文40余篇；参与制定10余项国家及行业标准；出版专业著作300余万字；担任《现代涂料与涂料》、《上海涂料》杂志编委；担任《中国涂料》杂志常务编委。
1 简介
我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，其能源结构特点导致腐蚀问题严重，酸雨等污染严重，燃煤火电造成的大气污染相当严重，属于煤烟污染，粉尘、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）是大气中的主要污染物。
火电厂属于复杂的腐蚀环境，除了燃煤产生的严重的大气腐蚀外，还涉及各类储罐内壁、循环水管道内外壁、高温保温部件的腐蚀，以及腐蚀环境最为恶劣的烟气脱硫系统（FGD）的腐蚀。
2.大气腐蚀环境中的钢结构
火电厂使用的燃料有重油、煤等，运行过程中会释放出大量硫化物等腐蚀性气体，这些气体与空气中的水蒸气或雨水结合形成酸性溶液，煤灰在钢结构上沉积会形成电解质，加速钢结构的电化学腐蚀，因此火电厂的防腐问题已成为生产和维护的重要方面之一。
在火电厂中，钢结构处于大气腐蚀环境中主要有：
（1）锅炉钢结构
（2）主厂房钢结构
（3）运煤系统：卸煤机、堆取料机、起重机、运煤栈桥
（4）管道外壁
（5）罐外壁
这些大气环境中的腐蚀等级按照国际标准《钢结构防腐涂层体系的腐蚀防护》ISO12944-2可确定为高等级环境C4级钢结构涂料属于建筑涂料还是重防腐，因为处于火电厂的腐蚀环境中，符合15年以上的长期防腐要求。
水性重防腐涂料体系近年来在技术上得到了很好的发展，相应的涂料体系不仅通过了相当严格的耐腐蚀试验，而且在实践中也取得了令人满意的效果，因此，这里除了介绍溶剂型涂料体系外，也介绍相应的水性重防腐涂料体系。
溶剂型涂装体系的底漆可以是环氧富锌底漆和无机富锌底漆，相比较而言，环氧富锌底漆的施工性能更佳；使用无机富锌底漆时要注意干膜厚度不能超过一定的范围（一般在150微米左右），否则会造成漆膜的开裂；另外无机富锌底漆表面多孔，涂装中涂时需要采用雾状喷涂/体系喷涂的技术，否则容易出现针孔气泡；溶剂型无机富锌底漆的固化对相对湿度要求较高，RH65%以上，在23℃时，涂装中涂的时间为16小时以上；环氧富锌底漆依靠固化剂固化，在23℃时，涂装中涂只需2小时左右。
水性重防腐涂料体系除了有利于环境和施工人员的健康之外，还省去了钢结构加工制造过程中避开周边明火的作业，而且漆膜干燥速度非常快，这意味着可以加速涂装过程。通常三道涂装体系可以在一天之内完成，这为钢结构加工制造单位加快了生产进程，节省了大量的时间和金钱。
3.储罐内壁
火电厂储罐防腐涂层系统涉及外壁和内壁两个方面，电厂储罐相对复杂，主要涉及饮用水箱、消防水箱、消防滤水箱、凝结水、去离子水箱、燃油、去离子水供应系统罐等，其中凝结水箱采用不锈钢材质。
火电厂储罐没有特殊的腐蚀介质，可采用的涂层体系有纯环氧树脂涂料和酚醛环氧涂料。饮用水罐内壁所用的涂层必须符合饮用水水质卫生标准。
去离子水箱的涂层不能含有任何离子，以减少水对锅炉水冷壁和汽轮机的腐蚀。如果设计要求燃料箱内壁采用防静电涂料，则必须根据需要采用相应的防静电涂层体系。由于锌粉是导电颜料，因此也可以采用无机富锌涂料作为燃料箱内壁涂层。
4.循环水管
火电厂循环水管道也是腐蚀严重的部位，防腐要求为20年。除采用高性能防腐涂层外，还结合阴极保护措施。为了节约淡水资源，沿海火电厂多采用海水作为冷却水。
根据ISO 12944-2，循环水管道外壁属于Im3埋地腐蚀环境，内壁属于Im1淡水或Im2海水腐蚀环境。要求循环水管道内的防腐漆膜在海水中具有优异的附着力，管道长期通过海水时漆膜仍能保持优异的性能，不脱落。漆膜具有极强的耐磨性，能够抵抗管道回填过程中产生的摩擦和划伤。漆膜良好的柔韧性可以抵抗施工过程中的冲击和碰撞，保证漆膜的完整性。涂料体系必须与阴极保护体系具有良好的相容性。
传统上管道上多采用环氧煤沥青漆，根据国内外大口径水管防腐经验，环氧煤沥青漆存在诸多缺点，如漆膜呈黑色，有“偷光”作用，不利于施工质量控制和维护，对今后的管道维护作业更是不利。
沥青还具有致癌性，欧美已限制使用。三峡水利一期工程压力水管采用的是环氧煤沥青漆，三期工程经过严格的试验论证，采用不含沥青的改性环氧漆和无溶剂环氧漆。由于无溶剂漆施工对喷漆设备和施工人员的要求非常高，高固体分改性环氧漆是比较合适的油漆产品，按常规施工方法和程序施工即可。
高固体改性环氧涂料在国外许多大型水电站的压力水管道、火电厂的循环水管道上都有成功使用记录。
5.高温隔热部件
火电厂碳钢管道涉及高温部位，需要采用耐高温涂层防护，新建火电厂碳钢管道可能涉及不同的温度范围，因此不同温度范围的管道可能采用相应的耐高温涂层。
化学固化涂料，如环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等，耐温可达120℃。因此，在120℃以下的温度范围内，可采用通常的防腐涂料体系。需要注意的是，丙烯酸聚氨酯面漆在100℃以上时，浅色漆膜会变黄，但这并不影响其防腐性能。醇酸铝粉耐热漆和有机硅改性醇酸树脂漆耐温可达200℃。
保温层中的涂层系统必须考虑到这一点。需要注意的是，一旦绝缘层损坏，水蒸气会在内部积聚。酸性冷凝水是主要的腐蚀因素。采用耐温高达230°C的酚醛环氧树脂涂层。
无机硅酸锌涂料可耐400℃高温，因此只要管线温度在400℃以内，无机硅酸锌底漆均可作为通用防锈底漆，可减少涂料品种的应用，除了简化设计外，亦可减少实际加工及涂装过程中的麻烦。
由于现场大量管道堆放，施工前期区分不同介质、不同温度范围十分复杂，同时施工人员要频繁更换油漆品种及施工工具，实际操作较为麻烦，若只采用一种底漆，可大大简化工序和工作量。
根据NACE的研究，在氯化钠溶液中（70-80℃），锌的极性会发生逆转。在这种情况下，当使用无机富锌底漆时，钢材会变成阳极，保护锌粉。另外，锌粉在酸性或碱性环境中很容易溶解于温水中。当锌粉被消耗后，就失去了保护作用。为了避免这种情况，可以在无机富锌底漆表面涂装一层有机硅铝粉漆。
在500-600℃高温环境下，可采用有机硅铝粉耐热漆，漆膜厚度通常只需20-30微米厚，可涂两遍钢结构涂料属于建筑涂料还是重防腐，但不宜涂得太厚，避免影响导热性能。
6.烟气脱硫系统
火电厂使用的煤炭中含有硫，在生产过程中会产生二氧化硫，严重影响大气环境。在环保压力下，烟气脱硫（FGD）已成为火电厂控制二氧化硫的主要手段。
因此FGD烟气脱硫设备成为了很多电厂不可缺少的配套工程，一些建设时没有的电厂，现在也都在安装烟气脱硫设备。
火电厂烟气脱硫技术主要工艺为湿法石灰石石膏法。该工艺中含有SO2的烟气经除尘后进入换热器冷却，再进入吸收塔与石灰石浆液接触脱硫后加热排放。在整个过程中，由于烟气中含有大量的SO2等腐蚀性介质，烟气脱硫装置不断受到各种化学介质的腐蚀。
但烟气脱硫系统庞大，维护困难，为保证烟气脱硫系统长期正常运行，所采用的防腐材料有不锈钢、高合金复合钢板、橡胶及玻璃鳞片内衬涂层等。
氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶衬里技术是烟气脱硫系统防腐的主要技术之一，其突出优点是与钢材粘结牢固，衬里致密，抗渗透性强，并具有一定的弹性和耐磨性。使用橡胶衬里的缺点是粘结操作对衬里质量影响较大，起泡、脱层是常见问题。采用涂料进行烟气脱硫设备防腐也是一种实用有效的方法。
一般来说，防腐层的腐蚀失效主要是由于树脂基体的侵蚀造成的，基体树脂首先失重、变色，进而引起材料起泡、分层、剥落或开裂，最终导致防腐层的失效。特别是后者，由于渗透等因素，加速了腐蚀化学介质向防护层内部的渗透。
（Kazu Saito/flickr）
因此，在选择耐腐蚀性能好的树脂基体的同时，应采取有效措施减少和减缓腐蚀介质或水蒸气的渗透。一般的涂料通常不能耐高温、强酸性烟气脱硫的恶劣腐蚀环境。最好的涂料是耐化学性和耐温性强的乙烯基酯玻璃鳞片涂料。
乙烯基酯树脂，特别是Novolek乙烯基树脂，具有超强的抗化学性和抗渗透性，可长时间耐180℃，短时间耐220℃。玻璃鳞片具有特别高的抗渗透性和机械稳定性。使用喷涂型乙烯基酯玻璃鳞片涂料可避免橡胶衬里因胶粘剂粘结而产生的起泡和脱层问题。
使用常规或双组份喷涂泵喷涂乙烯基酯玻璃鳞片涂料。涂层致密均匀，固化迅速，特别是在焊缝处，可以达到橡胶衬里无法达到的优异的均匀性、致密性和强附着力。每道涂层完成后，采用高压电火花针孔测试，立即修补，可100%避免针孔泄漏，有效保证涂层系统的完整性。
7. 结论
防腐涂层并不能解决火电厂所有的腐蚀问题，由于腐蚀因素复杂、设施结构要求不同，火电厂的腐蚀防护需要采用阴极保护、气相保护、水处理剂、金属热喷涂等多种措施。
但对于火电厂基础设施而言，重防腐涂料可以方便、有效地解决钢结构的腐蚀问题，为火电厂的成功运行提供坚实可靠的保障。
往期
防腐蚀论坛是目前国内最活跃、最具影响力的腐蚀与防护专业社区技术媒体，为防腐蚀工程师和学术研究人员提供优质的技术交流平台和最前沿的技术行业动态，社区自上线以来在广大业内人士中享有极高的美誉度和影响力。
目前网站月访问量达6万，页面浏览量超过70万，内容的广度和深度吸引了大批业内人士的关注，也欢迎热爱技术的你加入我们一起交流学习。
