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性方案的制定

  一、現場情況概述

   四川石化公司事故污水收集池820-B-2001原采用環氧玻璃鋼防腐，防腐層脫落嚴重、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，故經機動處會同車間研究決定采取防腐措施治理循環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，工況復雜，腐蝕環境苛刻，因此選取一個好的成熟的防腐技術方案，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重要。
事故污水收集池規格：108×108 ×12（m）     
見現場采集照片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氧玻璃鋼防腐工藝進行防腐，從現場勘查情況判斷，在使用初期可能已經出現了玻璃鋼龜裂問題，此次停工檢修時抽干后問題大面積顯現。
   我們知道，玻璃纖維復合材料的性能研究 環氧樹脂與玻璃纖維復合材料俗稱環氧玻璃鋼。環氧玻璃鋼防腐因其蝕好、 強度高、 使用壽命長、施工方便、等許多優點而深受人們的重視和推崇，但在混凝土做內襯使用過程中，容易收到混凝土內部殘留水的影響，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部殘留水可能是導致玻璃鋼防腐層發生龜裂的主要原因

    混凝土做玻璃鋼防腐要求其含水率必須低于3%，一旦混凝土內部殘存水高于3%，則在使用過程中，水汽蒸發、溫度升高，極易導致玻璃鋼層出現針孔和微裂紋，從而，大量的污水源源不斷地滲透到混凝土赤壁，也是的腐蝕介質從某一針孔部分，引起“千里之堤，毀于螻蟻”的效應，微裂紋不斷增大，針孔不斷不大，最終導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，易引起殘余應力導致龜裂

       環氧玻璃鋼在固化過程中，容積揮發、固化收縮，交聯互穿過程中，本身及產生應力，尤其是大面積的成片成片的施工，應力冗余，產生龜裂、空鼓是必然的，從現場勘查情況看，也印證了這一點。
 

  2.3 收集池收到污水產生以下腐蝕危害

  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侵蝕與物理侵蝕?；瘜W侵蝕主要是可溶性鹽與水泥水化產物發生化學反應而導致混凝土破壞；物理侵蝕是指可溶性鹽結晶對混凝土產生的破壞，這種破壞來自于鹽結晶后的體積膨脹，而鹽本身未與混凝土中水泥的水化產物發生化學反應。因此解決好可溶性鹽的腐蝕是我們此次防腐設計的重點。
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通過混凝土內部縫隙進入混凝土中，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境。
 
 2.3.3  堿一骨料腐蝕反應堿一骨料反應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生的反應。溫度、濕度和合鹽量對其有促進作用。在海洋中，尤其是熱帶海洋中的混凝土構筑物，堿一骨料反應不能忽視。
              
      事故污水收集池鹽類結晶示意圖（見圖片3）
 

 

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