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1、22 煤炭加工與綜合利用 COAL PROCESSINCCOMPREHENSIVE UTILIZAT1ON No2，2010 選煤廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕特點(diǎn)及防治 符福存 (兗礦集團(tuán)有限公司興隆莊煤礦選煤廠，山東兗州272102) 摘 要：結(jié)合興隆莊煤礦選煤廠鋼材腐蝕的問(wèn)題，討論了鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕的原因和特點(diǎn)，影 響銹蝕速度的因素有環(huán)境溫度、濕度、大氣中酸性污染物濃度等，針對(duì)選煤廠鋼材易腐蝕問(wèn) 題，提出了防治對(duì)策及防治經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：選煤廠；鋼結(jié)構(gòu)；腐蝕；防治 中圖分類(lèi)號(hào)：TU76113 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：10058397(2010)020022-03 選煤廠工業(yè)建筑較多，由于我國(guó)早期鋼材產(chǎn) 量低，

2、選煤廠的建筑幾乎全是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 隨著鋼材產(chǎn)量的增加，9O年代后期出現(xiàn)了鋼結(jié) 構(gòu)選煤廠，目前很多選煤廠因?yàn)榻ㄔO(shè)周期短而采 用鋼結(jié)構(gòu)。因此，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕與防治問(wèn)題必須 引起選煤廠的高度重視。 收稿日期：2010-01-20 作者簡(jiǎn)介：符福存(1968一)，男，山東鄆城人，1991年畢 業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)選礦工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，兗礦集團(tuán)公司興隆 莊煤礦選煤廠總工程lJ幣，高級(jí)工程師，電話：05373874372。 33粗精煤泥回收篩的改造 331增加粗精煤泥回收篩 跳汰系統(tǒng)有2臺(tái)末煤回收篩，篩縫寬05 mm，把精煤稀介質(zhì)磁選尾礦旋流器底流分流一 部分去1臺(tái)末煤回收篩，增大粗精煤泥回收篩處 理能力

3、，同時(shí)在篩面上加一道噴水，改善粗煤泥 的脫泥效果。 332加大粗精煤泥回收篩篩縫寬度 為了減少粗精煤泥回收篩篩上的粗煤泥量， 把篩縫寬035 mm的弧形篩和振動(dòng)篩篩板換成篩 縫寬05 mm的篩板，使小于05 mm粒級(jí)的煤 泥顆粒盡可能多的進(jìn)人浮選系統(tǒng)，以改善粗精煤 泥的脫泥效果。篩縫變化后粗精煤泥量明顯下 降，從而降低了對(duì)精煤灰分的影響。 34改善循環(huán)水水質(zhì) 由于入洗原煤量的增大和原煤灰分升高，循 1興隆莊煤礦選煤廠建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 興隆莊煤礦選煤廠是由中美聯(lián)合設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi) 第一座大型鋼結(jié)構(gòu)選煤廠，廠房全部采用鋼結(jié) 構(gòu)，施工難度大，要求精度高，施工單位在施工 中采用先進(jìn)的吊裝、組裝工藝等先進(jìn)施工技術(shù)

4、。 廠房采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，以H型鋼柱、H型鋼 和角鋼梁組成鋼結(jié)構(gòu)，鋼構(gòu)件以高強(qiáng)度螺栓連 接，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為厚06 mm、溝深38 mm的瓦楞 板，外涂硅聚酯面漆，內(nèi)襯厚08 mm、溝深 38 ITI1TI的鍍鋅瓦楞板和38 mm玻璃纖維保溫層。 環(huán)水中細(xì)泥含量也在增多，只在濃縮機(jī)中添加聚 丙烯酰胺1種藥劑來(lái)凈化水質(zhì)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn) 對(duì)水質(zhì)的要求。經(jīng)過(guò)多次對(duì)藥劑和加藥地點(diǎn)進(jìn)行 對(duì)比試驗(yàn)，選擇在浮選機(jī)尾礦槽中添加聚合氯化 鋁對(duì)煤泥進(jìn)行絮凝沉降，收到了較好的效果，能 明顯減少循環(huán)水中細(xì)泥含量，滿足選煤生產(chǎn)對(duì)水 質(zhì)的要求 4結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)對(duì)粗精煤泥工藝和設(shè)備的改造，使粗精 煤泥灰分由17降至12，粗精煤泥

5、量也大幅 減少，對(duì)精煤灰分的影響大大減小，經(jīng)初步估 算，在保證精煤灰分的前提下，精煤產(chǎn)率提高 1以上。2009年八礦選煤廠人洗原煤3775萬(wàn) t，則2009年至少多回收精煤3775萬(wàn)t X 1= 3775萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。 2010年第2期 符福存：選煤廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕特點(diǎn)及防治 23 樓板采用厚1 mm的連續(xù)槽形瓦楞板6 mm元鋼點(diǎn) 焊鋼筋網(wǎng)，上澆110150 mm的鋼筋混凝土形成 樓板。帶式輸送機(jī)走廊個(gè)跨的桁架和構(gòu)件由型鋼 焊接而成，不設(shè)保溫層，每條走廊由14跨組 成，采用地面組裝、整體吊裝的施工方法。目前， 興隆莊煤礦選煤廠年人洗原煤量已達(dá)60O萬(wàn)t。 2興隆莊煤礦選煤廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕原因

6、和特點(diǎn) 21 腐蝕情況 興隆莊煤礦選煤廠是礦井煤流系統(tǒng)的重要組 成部分，原煤系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)行28 a，主選系統(tǒng)鋼 結(jié)構(gòu)運(yùn)行24 a，由于鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于潮濕和振動(dòng) 環(huán)境，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象。其中的5條 輸送機(jī)走廊和2個(gè)廠房等7個(gè)主要結(jié)構(gòu)單元較為 突出，經(jīng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)鑒定，結(jié)論如下。 (1)輸送機(jī)走廊和廠房地基基礎(chǔ)工作正常， 未發(fā)現(xiàn)地基基礎(chǔ)有明顯的不均勻沉降現(xiàn)象；輸送 機(jī)走廊變形(撓度)檢測(cè)結(jié)果均未超出規(guī)范規(guī)定的 撓度限制；中間支架的整體垂直度未超出規(guī)范規(guī) 定要求。 (2)鋼桁架的下弦鋼構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)部位銹蝕嚴(yán) 重(上弦和頂部鋼構(gòu)件銹蝕輕微或未銹蝕)，走廊 立面鋼桁架的下弦節(jié)點(diǎn)根部以上和廠房里樓板

7、約 05 m范圍內(nèi)鋼構(gòu)件普遍銹蝕嚴(yán)重，成片狀剝 離、分層，表面及邊緣凹凸不平，圍護(hù)部分有不 同程度銹蝕，防銹漆有不同程度脫落。 (3)4個(gè)結(jié)構(gòu)單元可靠性等級(jí)評(píng)定為三級(jí)， 即“不符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的可靠性要求，影 響整體安全，應(yīng)采取措施”；3個(gè)結(jié)構(gòu)單元可靠 性等級(jí)評(píng)定為四級(jí)，即“極不符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范的可靠性要求，已嚴(yán)重影響整體安全，必須 立即采取措施”。 22原因及特點(diǎn)分析 選煤廠鋼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重是由生產(chǎn)工藝和設(shè)備 特性決定的，選煤廠為濕法選煤，要用大量的 水，煤炭也含有一定水分，這些水分每時(shí)每刻都 在蒸發(fā)，致使選煤廠車(chē)間內(nèi)濕度很大，有時(shí)達(dá)到 70以上。選煤廠分選、脫水和運(yùn)輸設(shè)備的振動(dòng) 或

8、旋轉(zhuǎn)都會(huì)產(chǎn)生能量傳給鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。生產(chǎn)事 故、設(shè)備磨損等也會(huì)引起跑冒滴漏現(xiàn)象，金屬構(gòu) 件的潮濕現(xiàn)象普遍存在。煤炭中含有的硫、磷等 元素構(gòu)成的化合物具有較強(qiáng)的化學(xué)和電化學(xué)腐蝕 性。從而導(dǎo)致選煤廠生產(chǎn)車(chē)間和運(yùn)輸走廊經(jīng)常處 在潮濕和振動(dòng)的環(huán)境中。 221化學(xué)腐蝕 鋼材與外界介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損壞的現(xiàn)象 稱(chēng)為化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕過(guò)程中不產(chǎn)生電流，只 是一種單純的化學(xué)作用，如鋼鐵表面在常溫干燥 的大氣中所產(chǎn)生的氧化。對(duì)不同的金屬而言，氧化 物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是不同的，有的氧化物能在金屬表 面形成一層細(xì)密而又穩(wěn)固的氧化膜，使內(nèi)層金屬和 外界介質(zhì)隔離，起到保護(hù)作用，如鉻、鋁、鋅等； 而鐵的氧化層則疏松易脫落，使內(nèi)層

9、金屬繼續(xù)受到 腐蝕介質(zhì)的侵蝕，這種金屬腐蝕的速度很快，特別 是在高溫下氧化速度更快。常見(jiàn)的腐蝕介質(zhì)有氧、 一氧化碳、二氧化碳、硫化氫及工業(yè)廢氣等。 222電化學(xué)腐蝕 選煤廠由于比較潮濕，鐵表面吸附的水膜酸 性很弱或接近中性，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，則是電 極電位較低的鐵容易失去電子，氧化成Fe 離子， 形成陽(yáng)極(即金屬被腐蝕)，在陰極主要是溶解于 水膜的氧得到電子，總電化學(xué)反應(yīng)式：2Fe+O，+ H 0=2Fe(OH) 。在氧和水的繼續(xù)作用下，F(xiàn)e (OH)：被氧化成Fe(OH)，并部分脫水為鐵銹。 鐵銹是一種疏松的物質(zhì)，浮在鋼鐵表面，沒(méi)有保 護(hù)作用，金屬的陽(yáng)極化反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)行。所以介 質(zhì)中不僅H

10、離子能引起金屬腐蝕，含有氧時(shí)也能 引起金屬腐蝕，這種腐蝕叫做吸氧腐蝕。實(shí)際上， 鐵等金屬的腐蝕主要是吸氧腐蝕，興隆莊選煤廠 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況就驗(yàn)證了這一點(diǎn)。 大氣環(huán)境下鋼鐵的腐蝕主要表現(xiàn)為銹蝕。影 響銹蝕速度的因素有：環(huán)境的溫度、濕度、大氣 中酸性污染物濃度等。 濕度的影響：濕度是決定大氣腐蝕類(lèi)型和速 度的基本因素，相對(duì)濕度達(dá)60(臨界濕度)以上 時(shí)，鐵的腐蝕急速增加。濕度越大，大氣腐蝕性 越強(qiáng)。選煤廠車(chē)問(wèn)環(huán)境相對(duì)濕度在70以上，在 鋼結(jié)構(gòu)基部、鋼結(jié)構(gòu)連接面、連接件、連接部縫 隙等粉塵易堆積部位易形成復(fù)雜的類(lèi)土壤腐蝕。 溫度的影響：選煤廠鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)部夏季溫 度高達(dá)40 c(=以上，溫度升高，反

11、應(yīng)速度加快， 腐蝕加快。同時(shí)溫度升高，水汽蒸發(fā)量大，濕度 增大，也會(huì)加快腐蝕。溫度和濕度二者相互間產(chǎn) 生協(xié)同效應(yīng)，加速腐蝕。 24 煤炭加工與綜合利用 2010年第2期 223磨損腐蝕(沖蝕) 由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的材料破壞過(guò) 程叫磨損腐蝕。原煤系統(tǒng)2臺(tái)膠帶輸送機(jī)走廊因 為礦井毛煤拉水炭較多，處理撒落到地面的水炭 而對(duì)輸送機(jī)走廊底部的沖刷磨損機(jī)會(huì)明顯增多， 過(guò)分的機(jī)械沖刷作用不易恢復(fù)，腐蝕明顯加劇。 224應(yīng)力腐蝕 選煤廠振動(dòng)設(shè)備和旋轉(zhuǎn)設(shè)備較多，由于減振 裝置性能差、安裝基礎(chǔ)不平、旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)平衡性能 差等原因，會(huì)將巨大的破壞力傳給設(shè)備基礎(chǔ)的鋼 結(jié)構(gòu)支撐，這種振動(dòng)環(huán)境會(huì)使部分連接構(gòu)件承受 更

12、大的應(yīng)力。在應(yīng)力作用下，腐蝕加速，即發(fā)生 所謂的應(yīng)力腐蝕問(wèn)題。 225傳統(tǒng)防腐工藝的限制 涂料類(lèi)防腐材料和工藝對(duì)金屬表面處理要求 嚴(yán)格，而在鋼結(jié)構(gòu)與水泥樓板連接部位、連接 件、鋼結(jié)構(gòu)連接部縫隙等部位的清理很難達(dá)到要 求，造成涂刷不徹底，留有死角。 3防治對(duì)策 31 刷漆防腐 刷漆防腐在選煤廠最為常用，但由于工作環(huán) 境差，又往往被視為簡(jiǎn)單工作，缺乏監(jiān)督管理， 因此達(dá)不到應(yīng)有的效果，造成年年防腐年年腐的 局面。因此，嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝工藝標(biāo)準(zhǔn) 要求，制定適合本單位特點(diǎn)的作業(yè)規(guī)程，加強(qiáng)防 腐的全過(guò)程管理。另外還要特別注意以下幾點(diǎn)： 涂層作業(yè)氣溫應(yīng)在538為宜，當(dāng)氣溫低 于5 oC時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)的

13、低溫涂層材料施涂； 當(dāng)氣溫高于40 qC時(shí)，應(yīng)停止涂層作業(yè)，因構(gòu)件 溫度超過(guò)40時(shí)，在鋼材表面涂刷油漆會(huì)產(chǎn)生 氣泡，降低漆膜的附著力；當(dāng)空氣濕度大于 85，或構(gòu)件表面有結(jié)露時(shí)，不宜進(jìn)行涂層作 業(yè)；鋼構(gòu)件制作前，應(yīng)對(duì)構(gòu)件隱蔽部位、結(jié) 構(gòu)夾層難以除銹的部位，提前除銹，提前涂刷。 32加固治理與日常維護(hù) (1)生產(chǎn)和檢修過(guò)程中，有時(shí)難免發(fā)生機(jī)械 碰撞，導(dǎo)致局部構(gòu)建變形，哪怕是微小變形，都 會(huì)對(duì)整個(gè)受力產(chǎn)生影響，要及時(shí)加固修復(fù)。 (2)選煤廠腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，要針對(duì) 影響電化學(xué)腐蝕的因素，做好日常維護(hù)。選煤廠 各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)不同程度的產(chǎn)生粉塵，要防止 煤塵在鋼結(jié)構(gòu)表面沉積，一旦出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，在

14、選煤廠的潮濕環(huán)境中很容易形成電化學(xué)腐蝕環(huán) 境。因此，做好防塵工作，不僅可維護(hù)職工身 tb 健康，而且是防腐工作的需要。在日常生產(chǎn)中， 減少地面和結(jié)構(gòu)件的不必要沖水，杜絕跑冒滴漏 現(xiàn)象，加強(qiáng)通風(fēng)，保持干燥，并要注意防火，因 為鋼結(jié)構(gòu)受熱后其強(qiáng)度會(huì)急劇下降。 33 防止應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象發(fā)生 設(shè)備安裝基礎(chǔ)要嚴(yán)格找平，對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備， 要嚴(yán)格進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。減少傳給鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的 振動(dòng)力，否則共振時(shí)產(chǎn)生很大破壞力，會(huì)加劇基 礎(chǔ)振動(dòng)，加速鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的腐蝕。 4啟示與建議 (1)設(shè)計(jì)時(shí)從源頭治理。選煤廠生產(chǎn)特點(diǎn)有 很多共性，根據(jù)興隆莊選煤廠的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)建設(shè) 時(shí)對(duì)于腐蝕重點(diǎn)部位要進(jìn)行長(zhǎng)效防腐，有些防腐 措施壽命可以

15、達(dá)到30 a，雖然一次性投入較高， 但是免去了投產(chǎn)后日常的維修費(fèi)用，長(zhǎng)期性?xún)r(jià)比 高，累計(jì)總投人會(huì)大幅降低，同時(shí)還免去了以后 維修影響生產(chǎn)的問(wèn)題。 (2)有資料表明，工業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)的大修年限 一般為1822 a。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題系統(tǒng)性、專(zhuān)業(yè) 性強(qiáng)，選煤廠缺少這方面的技術(shù)力量，一旦出現(xiàn) 腐蝕嚴(yán)重情況，應(yīng)視為安全隱患，可以外聘專(zhuān)家 協(xié)助進(jìn)行安全隱患排查，必要時(shí)申請(qǐng)專(zhuān)業(yè)鑒定， 出具鑒定與加固防腐方案，有針對(duì)性地進(jìn)行加 固，可以節(jié)約加固防腐資金。 (3)管理體制上的問(wèn)題。礦井選煤廠屬于礦 井煤流生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，礦井噸煤安全 費(fèi)用提取理應(yīng)包括選煤廠，但是由于選煤廠屬于 地面生產(chǎn)單位，由于煤礦特殊的管理體制形成的 管理習(xí)慣問(wèn)題，在礦井安排年度安全資金計(jì)劃 時(shí)，往往把選煤廠排除在外。因此，從體制上解 決問(wèn)題，應(yīng)引起有關(guān)部門(mén)的重視，確保選煤廠安 全資金真正落實(shí)到位。 (4)領(lǐng)導(dǎo)重視是做好防腐工作的關(guān)鍵。防腐 投入是百年大計(jì)，目的是防范不可預(yù)料事故的發(fā) 生，沒(méi)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，往往引不起有關(guān)領(lǐng)導(dǎo) 的重視，正是因?yàn)槿绱?，才容易?dǎo)致應(yīng)有的防腐 投入跟不上。因此，一定要有領(lǐng)導(dǎo)的重視才能做 好這項(xiàng)工作，把問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。