中國石油天然氣股份有限公司四川石化公司事故污水收集池820-B-2001玻璃鋼防腐層龜裂脫落原因分析及修復(fù)性方案的制定

  一、現(xiàn)場情況概述

   四川石化公司事故污水收集池820-B-2001原采用環(huán)氧玻璃鋼防腐，防腐層脫落嚴(yán)重、個別部位裸露出鋼筋，威脅到事故污水收集池的安全長周期使用，故經(jīng)機(jī)動處會同車間研究決定采取防腐措施治理循環(huán)水事故污水收集池混凝土壁的泄露問題。事故污水收集池來自各個裝置酸、堿、鹽類混合物質(zhì)，工況復(fù)雜，腐蝕環(huán)境苛刻，因此選取一個好的成熟的防腐技術(shù)方案，對此次解決四川石化公司事故污水收集池的腐蝕問題至關(guān)重要。
事故污水收集池規(guī)格：108×108 ×12（m）     
見現(xiàn)場采集照片1—5

    二、腐蝕原因初析

   2.0 總體概況

    四川石化事故收集池原先采用環(huán)氧玻璃鋼防腐工藝進(jìn)行防腐，從現(xiàn)場勘查情況判斷，在使用初期可能已經(jīng)出現(xiàn)了玻璃鋼龜裂問題，此次停工檢修時抽干后問題大面積顯現(xiàn)。
   我們知道，玻璃纖維復(fù)合材料的性能研究 環(huán)氧樹脂與玻璃纖維復(fù)合材料俗稱環(huán)氧玻璃鋼。環(huán)氧玻璃鋼防腐因其蝕好、 強(qiáng)度高、 使用壽命長、施工方便、等許多優(yōu)點(diǎn)而深受人們的重視和推崇，但在混凝土做內(nèi)襯使用過程中，容易收到混凝土內(nèi)部殘留水的影響，而給給其防腐性能增加了隱患。

  2.1 事故收集池原始混凝土內(nèi)部殘留水可能是導(dǎo)致玻璃鋼防腐層發(fā)生龜裂的主要原因

    混凝土做玻璃鋼防腐要求其含水率必須低于3%，一旦混凝土內(nèi)部殘存水高于3%，則在使用過程中，水汽蒸發(fā)、溫度升高，極易導(dǎo)致玻璃鋼層出現(xiàn)針孔和微裂紋，從而，大量的污水源源不斷地滲透到混凝土赤壁，也是的腐蝕介質(zhì)從某一針孔部分，引起“千里之堤，毀于螻蟻”的效應(yīng)，微裂紋不斷增大，針孔不斷不大，最終導(dǎo)致玻璃鋼層成片成張脫落。
 

  2.2 玻璃鋼大面積成片施工成型，易引起殘余應(yīng)力導(dǎo)致龜裂

       環(huán)氧玻璃鋼在固化過程中，容積揮發(fā)、固化收縮，交聯(lián)互穿過程中，本身及產(chǎn)生應(yīng)力，尤其是大面積的成片成片的施工，應(yīng)力冗余，產(chǎn)生龜裂、空鼓是必然的，從現(xiàn)場勘查情況看，也印證了這一點(diǎn)。
 

  2.3 收集池收到污水產(chǎn)生以下腐蝕危害

  2.3.1 可溶性鹽對混凝土材料的侵蝕是導(dǎo)致四川石化公司混凝土事故污水收集池腐蝕破壞的重要因素，可溶性鹽對混凝土的侵蝕分為化學(xué)侵蝕與物理侵蝕?；瘜W(xué)侵蝕主要是可溶性鹽與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致混凝土破壞；物理侵蝕是指可溶性鹽結(jié)晶對混凝土產(chǎn)生的破壞，這種破壞來自于鹽結(jié)晶后的體積膨脹，而鹽本身未與混凝土中水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此解決好可溶性鹽的腐蝕是我們此次防腐設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
碳化作用。
 
 2.3.2  混凝土收集池的的碳化腐蝕是另一個重要原因。收集池中的酸性介質(zhì)通過混凝土內(nèi)部縫隙進(jìn)入混凝土中，混凝土碳化后PH值急劇下降，破壞了鋼筋的鈍化膜賴以生存的環(huán)境。
 
 2.3.3  堿一骨料腐蝕反應(yīng)堿一骨料反應(yīng)是混凝土中某些活性礦物骨料與混凝土孔隙中的堿性溶液之間發(fā)生的反應(yīng)。溫度、濕度和合鹽量對其有促進(jìn)作用。在海洋中，尤其是熱帶海洋中的混凝土構(gòu)筑物，堿一骨料反應(yīng)不能忽視。
              
      事故污水收集池鹽類結(jié)晶示意圖（見圖片3）
 

 

 
    腐蝕介質(zhì)通過毛細(xì)作用進(jìn)入混凝土內(nèi)部，在靠近混凝土表面的區(qū)域，鹽溶液上升的速率大于混凝土表面水分蒸發(fā)的速率，因此該區(qū)域總是處于潮濕狀態(tài)，但該區(qū)域鹽溶液一般不會達(dá)到飽和而結(jié)晶。鹽結(jié)晶作用導(dǎo)致的混凝土材料破壞，可在數(shù)天內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶作用，在最短2～3個月可導(dǎo)致混凝土表面開始剝落，1～2年發(fā)生露筋露石的嚴(yán)重破壞。而混凝土材料孔的結(jié)構(gòu)及鹽溶液中的離子種類、濃度及結(jié)晶性質(zhì)、空氣相對濕度的變化是此類破壞的控制性因素，美國ACI 0201委員會技術(shù)報告指出：在混凝土孔中硫酸鹽類結(jié)晶的純粹物理作用（不包括對水泥的化學(xué)作用）可以引起嚴(yán)重危害。