浅谈核电站除盐水箱内部防腐材料(乌龟油)施工方法

2020-04-15 01:31:13 hualin 17

本文通过对阳江核电项目中SER水箱内部防腐材料施工进行剖析,介绍除盐水箱内部防腐材料选用国内少有的法国生产LP100/512无溶剂可分层双组份环氧树脂漆,俗称“乌龟油”。

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(via MAX PERLES)

 

此材料性能特殊,对储存条件、剂量配比、基层表面清洁度、喷涂压力、温湿度、露点温度等诸多方面要求非常严格,尤其是其混合后使用时限仅有15—30分钟,致使施工难度大大增加,且此材料造价极高,每公斤约400元,是普通油漆的20倍左右,施工时稍有疏忽便会引发质量问题及造成经济损失。

 

其中在其他核电项目中出现过鼓泡和脱落现象,直接经济损失二百多万元。设计涂层厚度为600?m,涂层的验收采用干膜测厚仪和电火花仪检测,被测处必须达到100%不放电无漏点才符合设计要求,因此,选择最为合适的机械、最为合理的施工方法是杜绝鼓泡现象发生、确保电火花检测无漏点是本工程的控制重点。

 

随着国内民用核工业的普及,今后会有很多的核安全知识和核质量要求被运用。阳江核电除盐水箱内部防腐涂层使用的LP100/512乌龟油,是一种无溶剂环保新型材料,它于上世纪90年代在法国研制成功并投入商业应用,本世纪初引入国内,目前主要应用于核电工程。

 

乌龟油涂料具有以下特性:100%固体含量,可在任意曲面、垂直面及顶面连续喷涂,一次施工可达设计厚度要求,有优良的附着力和优异的耐腐蚀、耐水防潮、防渗透性能,并在较高的气候条件下仍能保持良好的性能。

 

乌龟油施工是公司首次接触到的核电防腐新材料,没有以往的施工经验可以借鉴,确定施工方案,施工工序、方法及工艺都是研究攻关的课题。通过阳江核电除盐水箱内部防腐的成功,详细阐明施工方法和达到的质量要求,以及工程中出现的难点和解决方法,其新的工艺流程和施工方法,将为以后的除盐水箱内壁防腐工程积累宝贵的施工经验,为公司今后的核电施工打下坚实的基础。

 

阳江核电SER除盐水箱为钢制的圆柱形容器,其容积为3600m?/每台,水箱的材质为Q235-A,主要用于储存除盐水。

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储水期间,水质不能被污染,出口水质要求为:PH=9,SiO2<20?g/L,Na+(回路平均值)<5?g/L,悬浮物<5?g/L。防腐效果不达标,其所储存的水质无法达到上述标准。

 

因此,为保证水箱内水质要求及壁板不被腐蚀,内壁根据设计要求使用法国进口的双组份环氧树脂漆LP100/512,俗称“乌龟油”。

 

内壁基层采用切丝钢丸喷砂除锈,除锈清洁度达到Sa2.5级的要求,粗糙度达到50--75μm,为进一步保证清洁度喷涂干膜厚度为 30μm,最大厚度不得超过40μm ED1底漆,最后,使用高压无气喷涂喷涂乌龟油,用湿膜控制干膜,保证最终涂层干膜厚度为600?m,最终漆膜厚度最小为480?m,最大干膜厚度为1000?m。被涂壁板的整体内表面可有20%的漆膜干膜厚度在480--600?m之间。

 

阳江核电除盐水箱内部防腐和常规火电的防腐工艺基本相同,其施工工艺流程:喷砂除锈→底漆喷涂→面漆喷涂→涂层电火花检验。唯一区别在于材料的选用不同,核电的防腐材料通常选用法国进口的双组份环氧树脂漆LP100/512,俗称“乌龟油”,是一种无溶剂环保新型材料。

 

乌龟油涂料具有以下特性:100%固体含量,可在任意曲面、垂直面及顶面连续喷涂,一次施工可达设计厚度要求,有优良的附着力和优异的耐腐蚀、耐水防潮、防渗透性能,并在较高的气候条件下仍能保持良好的性能。

 

乌龟油的存储条件要求极高,一定控制在25℃以内,要定期测量室内温度。一般存放在装有空调的室内,温度保持在22℃左右。

 

由于此材料为100%固体含量,非常粘稠,涂层检验使用电火花测试,100%不漏电方为达到设计要求,施工难度相当大,选用好合适的机械设备及合理的施工方法尤为重要。借鉴阳江核电项目已完的乌龟油施工,进行阐述施工方法及施工难点剖析。

 

▍一、施工顺序

 

1)   先将除盐水箱进行干燥。

 

2)   清理底板,对底板进行喷砂处理,达到清洁度和粗糙度要求即可尽快喷涂底涂 ED1。

 

3)   底板底漆干燥后,用塑胶板满铺进行遮盖保护。

 

4)   在保护好的底板上,距水箱内壁 30cm 搭设脚手架,一直到距水箱顶部 1800mm 搭设平台,以便水箱顶部施工。

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(via heizi1932003@51fangfu.com)

 

5)   清理顶板内壁,对顶板及侧板内壁进行喷砂处理,达到清洁度和粗糙度要求后将喷砂除尘的杂质进行清扫,降尘,在最短的时间内尽快喷涂底涂,该部分底漆一次性完成干燥后,再进行面漆乌龟油施工。

 

 6)   先施工顶板乌龟油面涂,再从上而下的进行乌龟油喷涂,验收完成拆除脚手架及走道,最后清理铺设的塑胶板,进行底板面漆的施工。

 

7) 水箱内施工要求采用机械通风,在水箱顶部人孔门处装设轴流风机,注意安全操作做好防触电防护,内部使用不大于24V安全照明,整个施工过程中相对湿度不大于 85%和温度不高于35℃。

 

▍二、施工方法

 

1、喷砂除锈

 

1.1)喷砂前将水箱壁板表面油污及积水清理干净,喷砂前用磨光机将顶板及底板的搭接处打磨,使其圆滑过渡避免出现棱角。

 

1.2)喷砂时使用干燥、无尘和无其它有害杂质(特别是油)的压缩空气,喷砂环境温度大于5℃,相对湿度不大于80%。

 

1.3)空压机配备三台(室外搭设防雨棚)空压机工作压力应达0.8—0.9Mpa做功稳定,集气罐容量9 m3/min。喷砂枪4把,采用单进风加压式合金钢喷砂枪,喷嘴口径5-10mm。

 

1.4)水箱喷砂材料采用钢砂和钢丝切丸,钢砂的粒度不宜过大,在0.8-2mm之间。砂粒过大粗糙度增大,粗糙度大产生乌龟油用量增加,控制好砂粒的粒度是减少乌龟油用量的关键。

 

1.5)砂罐摆放在搭设的防雨及防晒棚中,保证通风及设备的正常散热。砂管不宜过长,不能弯曲,减少空气压力。砂罐不宜装砂过满,不能超过砂罐的3/4,保证钢砂能顺利流出。

 

1.6)空压机运转正常砂灌装填完后,检查管路是否通畅,然后打开出风口的截止阀,待风压完全从喷嘴喷出后再打开砂罐的截止阀,开始喷砂。

 

1.7)喷枪与被喷物成30~600平角喷砂,喷口离被喷物表面200~400mm,严禁朝向人喷射,发生喷头堵塞时停掉空压机,泄压后再进行处理。

 

1.8)为缩短喷砂后底漆喷涂的时间,整个水箱内壁喷砂分为粗喷和细喷两个过程,第一过程水箱内粗喷一遍打掉氧化皮、锈斑以及附着不牢的污物等清洁度基本达到Sa2.5级的要求,第二个过程为细喷,细喷开始时间待第一遍喷砂完全降尘后进行,由于第一遍整体喷砂及降尘后,前后时间间隔较长,需细喷打掉时间过长会出的浮锈打出50--75?m的粗糙度,清洁度达到Sa2.5级。

 

1.9)喷砂完毕后及时进行验收,喷砂后水箱壁板表面等级达到Sa2.5级,表面粗糙度应满足50—75?m,局部喷砂受限部位处理至ST3级。

 

1.10)为缩短降尘时间喷砂完成后及时将顶板与包边角钢缝隙之间留有的钢砂用油灰刀等工具清理干净,扫掉脚手板及架杆上的钢砂,随即用彩条布将罐底钢砂盖住。在环境要求满足的情况下使用轴流风机下抽上吹强制通风进行降尘,降尘时间约1小时,待罐内能见度明显改善后即可进行底漆的喷涂,若天气变天遇到阴雨天气,封闭大罐的所有门孔,自然降尘,等待2—3小时待罐内能见度明显改善后即可进行底漆的喷涂。

 

2、ED1底漆喷涂

 

2.1)配料房内挂牌明示底漆配比、搅拌及熟化时间。

 

2.2)底漆施工时保证环境温度10℃—30℃、相对湿度不大于85%,底材表面温度应高于露点温度3℃以上。雨天、雾天及气温高于30℃以上的烈日暴晒下严禁施工。

 

2.3)底漆在喷涂前顶板与包边角钢之间用砂纸将锈除掉,并用塑料扫帚和优质毛刷清扫壁板,清除掉壁板上留有的钢砂及污物,保证壁板清洁、干燥无污物方可喷涂底漆。

 

2.4)底漆采用无气喷涂的方式,难以喷涂的地方(加强圈焊缝、顶部工字钢的棱角处等)采用手工涂刷,无气泵压力比率30/1,喷嘴直径约0.33—0.432mm,出气压力约10—15MPa。底漆干膜厚度标准为 30?m,最大厚度不得超过40?m。

 

2.5)底漆使用特殊油漆ED1涂料,其配比按重量比(基料:固化剂=65:35),低速搅拌器搅拌基料至均匀,然后加固化剂,并不停的进行搅拌,待均匀搅拌后,放置30—60分钟熟化后才能使用,每次使用时搅拌1分钟。混合后使用时限为10小时(20℃时)。

 

2.6)底漆在使用时才能开桶,调配时整桶进行调配,不能进行局部调配(补漆时可以按照配比量进行部分调配)。在基料和固化剂混合之前,先彻底的搅拌均匀基料,才能加入固化剂混合搅拌,充分搅拌使涂料的稠稀度、颜色混合一致。

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2.7)无气喷涂机在喷涂底漆前必须将喷漆管中的稀释剂排至空桶中,排到喷枪出现底漆为止,然后调整好压力将喷嘴调成扇形进行试喷直至油漆完全雾化,产生连续均匀的完整漆膜。

 

喷枪与壁板保持垂直,喷嘴离壁板的距离在30cm左右,顶板与包边角钢之间的缝隙喷枪轻扫而过,顶部工字钢喷涂时将喷枪口调小,尽量不要把漆喷到顶板上,顶板喷涂完毕后在喷涂壁板的上半部分时,应用铁皮防护顶板,以免底漆喷到顶板上,因为重复喷涂同一区域会现象流挂现象。

 

当出现流挂时及时用毛刷处理,加强圈焊缝处用毛刷处理,底漆做到侧板的底板处,底漆喷至侧板底部时用彩条布将底板上的钢砂遮盖严实,以免底板上的钢砂粘到壁板上,最终漆膜将顶板及侧板内表面全部覆盖。由于底漆较薄,只要漆膜全部覆盖壁板内表面即可,尽量减少湿膜卡的使用频率。

 

2.8)在底漆喷涂过程中如遇到阴雨天气,及时封住朝天口,并将干燥清洁的压缩空气通入罐内,防止潮湿的空气进入。

 

2.9)底漆喷涂后24小时进行脚手板翻板,并清理脚手架及脚手板上剩余的钢砂。

 

3、乌龟油喷涂

 

3.1)面漆采用LP100/512涂料,按说明书重量配合比配漆(基料:固化剂=1:1),机械搅拌基料至均匀,然后加固化剂,严禁加任何稀释剂,并不停搅拌,直至均匀才能使用,配漆时间为2—3分钟,配制好的乌龟油必须在使用期内用完(20℃固化时间为30分钟, 30℃固化时间为15分钟)。

 

3.2)喷涂方式采用高压无气喷涂,难以喷涂的地方采用手工涂刷,无气泵压力比率为65/1,喷嘴直径约0.533—0.788mm,出气压力约22.5—36MPa。最终涂层干膜厚度为600?m,最终漆膜厚度最小为480?m,最大干膜厚度为1000?m。被涂壁板的整体内表面可有20%的漆膜干膜厚度在480--600?m之间。

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3.3)面漆在使用时才能开桶,调配时整桶进行调配,不能进行局部调配(补漆时可以按照配比量进行部分调配)。在基料和固化剂混合之前,先彻底的搅拌均匀基料,才能加入固化剂混合搅拌,充分搅拌使涂料的稠稀度、颜色混合一致。

 

3.4)面漆施工时保证环境温度10℃—30℃、相对湿度不大于85%,基层表面的温度必须小于 30℃,基层表面温度应高于露点温度3℃以上。雨天、雾天及气温高于30℃以上的烈日暴晒下严禁施工。

 

3.5)面漆喷涂前侧板加强圈焊缝处应先用毛刷预涂以填满焊缝轮廓,以防空气截留产生气孔。

 

3.6)无气喷涂机在喷涂面漆前必须将喷漆管中的稀释剂排至空桶中,排到喷枪出现面漆为止,然后调整好压力将喷嘴调成扇形进行试喷直至油漆完全雾化,产生连续均匀的完整漆膜。喷枪与壁板保持垂直,喷嘴离壁板的距离在30cm左右,顶板与包边角钢之间的缝隙尽量喷涂的厚一点,顶板喷涂完毕后在喷涂壁板的上半部分时,应用铁皮防护顶板,以免面漆喷到顶板上,壁板大面积喷涂时不重复喷涂同一区域,否则会出现流挂现象,当出现流挂时及时用毛刷刷平。面漆喷至侧板底部时用彩条布将底板上的钢砂遮盖严实,以免底板上的钢砂粘到壁板上,壁板面漆喷涂至离底板50cm处,将来与底板面漆一起施工,做压茬处理。面漆厚度施工一次性完成。

 

3.7)水箱面漆设计厚度600?m,厂家资料一道喷涂成型达到厚度,易出现厚薄不均匀,有流挂不美观。建议分为两层喷涂,(业主和厂家同意的情况可采用)在第一道喷涂完一小时内再喷涂第二道,即在发粘状态下完成第二道喷涂,湿碰湿粘结。第一道的厚度控制在400?m左右,第二道的厚度很容易掌握,不容易出现过大的超厚现象,造成材料浪费。

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(流挂缺陷 via heizi1932003@51fangfu.com)

 

3.8)面漆在喷涂过程中,QC人员应紧跟枪手后测量湿膜,枪手在测过湿膜的地方必须回喷一次(回喷的目的:湿膜卡留有卡印,回喷填平卡印),枪手熟练后尽量少测湿膜。

 

3.10)面漆喷涂时准备三台无气喷涂机,两台工作一台备用,为缩短面漆的使用时间两台喷涂机共用一桶油漆,一桶面漆在30℃时的使用时间为15分钟:配漆2—3分钟+运输2—3分钟+喷涂8—9分钟。

 

3.11)控制好喷涂机的压力,保持在0.3-0.45MPa之间压力,喷涂半小时清洗仓泵内的积漆,并冲洗气带,更换喷嘴。喷嘴选用26B30型,喷涂机距喷涂面的垂直高度不能超过6米,以免影响喷涂压力。喷涂机正常运转是材料节约的关键。

 

▍三、技术关键点

 

1、温湿度控制:喷砂控制环境温度大于5℃,相对湿度不大于80%。ED1和乌龟油喷涂控制环境温度10℃—30℃、相对湿度不大于85%。喷砂时每小时做一次温湿度及测氧数值记录,喷漆作业每喷涂一组油漆时做一次温湿度及测氧数值记录。

 

2、喷砂除锈:控制好钢砂粒度,在0.8-2mm之间,砂粒过大粗糙度增大,粗糙度大产生乌龟油用量增加,控制好砂粒的粒度是减少乌龟油用量的关键。空压机工作压力应达0.8—0.9Mpa做功稳定,集气罐容量9 m3/min。喷砂枪采用单进风加压式合金钢喷砂枪,喷嘴口径5-10mm。

 

3、ED1底漆喷涂:采用无气喷涂的方式,无气泵压力比率30/1,喷嘴直径约0.33—0.432mm,出气压力约10—15MPa。底漆干膜厚度标准为 30?m,最大厚度不得超过40?m,底漆过厚粗糙度变小影响乌龟油附着牢固。配比按重量比(基料:固化剂=65:35),低速搅拌器搅拌基料至均匀,然后加固化剂,并不停的进行搅拌,待均匀搅拌后,放置30—60分钟熟化后才能使用,每次使用时搅拌1分钟。混合后使用时限为10小时(20℃时)。

 

4、乌龟油喷涂:采用高压无气喷涂,无气泵压力比率为65/1,喷嘴直径约0.533—0.788mm,出气压力约22.5—36MPa。最终涂层干膜厚度为600?m,最终漆膜厚度最小为480?m,最大干膜厚度为1000?m。

 

被涂壁板的整体内表面可有20%的漆膜干膜厚度在480--600?m之间。按重量配合比配漆(基料:固化剂=1:1),机械搅拌基料至均匀,然后加固化剂,严禁加任何稀释剂,并不停搅拌,直至均匀才能使用,配漆搅拌时间为2—3分钟,配制好的乌龟油必须在使用期内用完。

 

20℃固化时间为30分钟, 30℃固化时间为15分钟)。分层喷涂,第二道喷涂控制在保持在一小时内湿碰湿粘结,用湿膜厚度控制干膜厚度 ,两小时冲洗一次无气喷涂机的储漆仓,无气喷涂机压力0.3-0.45MPa之间,喷涂半小时清洗仓泵内的积漆,并冲洗气带,同时更换喷嘴。喷嘴选用26B30型,喷涂机距喷涂面的垂直高度不能超过6米,以免影响喷涂压力。正常喷涂20kg乌龟油喷涂时间8-10分钟,喷涂机正常运转和分层喷涂是材料节约的关键。 

 

▍四、材料节约控制点

 

1、控制好喷砂材料的选用,选用3:1钢砂和钢丸的混合体,粒度为2mm钢砂和0.8钢丸混合而成,空压机做功压力为0.7MPa,喷砂后板面的粗糙度在50--75μm之间。壁板喷砂均匀有利于降低乌龟油的使用量。

 

2、分层喷涂,根据材料厂家推荐此材料为一次性喷涂到600μm,现场实践得出,一次性达到实际厚度容易出现流挂,工艺不美观,厚度也难以控制,容易造成超厚现象,造成材料浪费。

 

经和业主及厂家沟通研究决定,分为两层喷涂,在第一道喷涂完一小时内,湿碰湿粘结再喷涂第二道,第一道的厚度控制在400μm,第二道的厚度很容易掌握,不容易出现过大的超厚现象,造成材料浪费。

 

3、湿膜控制干膜厚度,由于此材料为无溶剂材料,100%的固体含量,湿膜和干膜厚度读数是一样的,过程中尽量的多测湿膜厚度,控制不超厚不少喷,只有这样才能控制好材料的用量。

 

▍五、总结

 

本施工方法已经指导完成阳江核电3台水箱的内部乌龟油施工,工程质量达标,工艺美观,涂层附着牢固,电火花无漏点,未出现鼓泡和脱落现象,符合设计要求,比同类核电水箱内部防腐节约材料1400kg,节约资金约六十万元。

 

本施工方法的成功实践,不仅降低了工程成本,也为公司带来的直接的经济利润,而且填补了公司在该领域的空白,提高了公司在核电防腐方面的综合能力,为公司的持续发展做出突出的贡献。更为为以后核电除盐水箱内部防腐工作提供了强有力的技术支持和施工指导,新颖的施工方法和严谨工艺技术,将不断提升公司防腐工作的技术革新,提高了工程质量,达到了核电的水质要求,社会效益和经济效益显著。