沥青混凝土用于酸泵基础的防腐

李应超

（平煤天宏焦化公司，河南 平顶山 467021）

平煤天宏焦化公司硫酸铵生产投产至今已有6年多，由于泵体密封损坏和各连接之间的管道、设备腐蚀，导致硫酸铵母液经常出现泄漏。因为硫酸铵母液中含有约3.5%的硫酸，造成硫酸铵母液泵座基础腐蚀严重，出现大面积剥蚀，有的已被完全腐蚀掉。生产区曾经地面污物遍地、氨臭味浓烈，操作工的工作环境十分恶劣。为了解决硫酸铵母液腐蚀泵座基础问题，公司先后采用了多种防腐方案，均因设备及管道频繁发生母液或硫酸泄漏，找不到合适的防腐材料，最终导致防腐失败。2008年9月，针对不能停产、母液泄漏频繁的实际情况，在保证防腐质量同时，优选最少投资方案，确定采用耐酸沥青混凝土作为各类泵基础的方案。该方案投入施工使用至今，泵基础牢固无腐蚀的痕迹，整体防腐质量优良，场地整洁卫生，排水顺畅，环境清新。

表1

一、设备基础的腐蚀原因及分析

1.硫酸铵母液的泄漏原因

针对硫酸铵系统母液泄漏原因，通过分析硫酸铵母液的组成情况（表1），结合不同部位的设备腐蚀泄漏，确定硫酸铵系统泄漏主要是由酸腐蚀和硫铵颗粒及酸焦油对母液泵机械密封磨损导致的。

硫酸铵生产中的设备和管道均采用不锈钢设备，所用的离心泵采用机械密封阻止外泄。但由于稀酸的强烈腐蚀性和母液中的氯根偏高，设备和管道经常出现腐蚀穿孔，造成硫酸铵母液泄漏。另外，从表1可看出，硫酸铵母液中混有25%～35%的硫酸铵颗粒和少量的酸焦油，这些颗粒和黏稠的酸焦油状物质，一旦进入两个相对高速运转的动、静环摩擦副，很容易擦伤两个动、静环密封端面，造成硫酸铵母液从擦伤面泄漏外溢到设备基础和地面上。新换机械密封在1周左右就会再次损坏，如更换新机械密封，不但费用高，而且劳动强度较大；一般泄漏量特别大时才更换新的机械密封（泄漏的硫酸铵母液均进行了回收），而泄漏的硫铵母液就会腐蚀泵基础。

2.设备基础的腐蚀原因

原来的设备基础均为耐酸混凝土结构，外用耐酸树脂胶做黏合剂，采用耐酸瓷砖贴面进行防酸处理。所用的树脂胶泥为高分子胶黏剂，在无水洁净的混凝土表面粘接力强。但由于每次施工均是在生产状态下施工，难免泄漏母液飞溅到施工场地，而树脂胶泥在潮湿面的粘接力会大大下降，强行带水施工，贴上去的耐酸瓷砖会起壳或粘不结实，加上生产过程中的设备振动，很难保证整个防酸层无渗漏处。一旦硫酸铵母液渗漏到泵基础内部就会马上腐蚀设备基础。由于硫酸是强酸，它能和混凝土中的碳酸钙、硅酸钙等发生化学反应。另外，当硫酸铵母液渗透到混凝土缝隙中形成结晶，体积大增，其结晶膨胀力能胀破混凝土的固体结构，使设备基础遭受毁灭性破坏。

二、防腐设计、施工与效果

1.基础防腐设计要求

在设计中，考虑到硫酸铵母液泵经常出现泄漏，造成设备基础腐蚀。为了延长硫酸铵泵基础的使用寿命，最终确定把硫酸铵母液泵基础设计为耐酸沥青混凝土基础。用沥青为胶凝材料与石英石、石英砂、石英粉经加热搅拌而成的耐酸介质混凝土，其中要求在浇注过程中热拌热铺，确保沥青混凝土孔隙率在6%～10%，做到越小越好。另外，为了增加泵基础的整体性和强度，设计成耐酸沥青钢筋混泥土，基础的上部采用钢筋网浇注。

2.施工准备

在施工过程中，首先对腐蚀严重的泵座基础（每种泵均为一开一备）进行彻底拆除清理。为了确保本次防腐成功，基础清理完毕后，用白灰中和残留的腐蚀介质，再用净水冲洗中和反应后的残留物，使基础层中的酸性介质在反复中和、清洗中消失。处理完毕后，用三七灰土做垫层，再用水泥砂浆做面找平浇冷底子漆两遍；同时购买相应的石油沥青、石英粉、石英石（20～25mm以下）、石英砂（5～7mm以下）耐酸瓷砖及圆钢等材料，待基槽完全干后方可施工。

3.施工工艺

当基础具备施工条件后，首先现场制作好耐酸基础磨具，按要求绑扎好钢筋骨架（钢筋骨架可根据泵座大小设计钢筋密度），再将沥青块破碎成小块熬制，均匀加热至160～180℃，不断加热搅拌、脱水至不再起泡，并除去杂物；然后严格按施工配合比，将石英粉、石英砂和石英石预热至140℃左右后，将干燥粉料和骨料混合均匀，随即将熬至好的沥青液体逐渐加入混合料中，并不断翻拌至全部粉料和骨料被沥青覆盖为止。拌制的集合料温度应比熬制的沥青温度高10～20℃为宜，拌和时必须使所有的集合料颗粒全部裹履沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀。施工中值得注意的是：检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白、冒烟和离析等现象，如确认有质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。

搅拌均匀的混合料层层分摊在基础磨具内，每铺设一层均需捣实后再铺下一层，要求每层厚度80～100mm（过厚容易出现密实度不够，气孔率偏大，影响基础强度）至整个基础填满捣实压平，确保整体的密实性。为了预防沥青混凝土暴晒老化影响基础寿命，还在沥青混凝土基础的表面，采用耐酸瓷砖贴面来加强防腐和抗老化性能，不但起到了很好的防腐功效，而且整体美观。另外，为了确保施工质量，优选有施工经验的专业防腐队伍进行施工。在施工中，我方工地代表不离现场，认真监督，发现质量问题及时提出整改意见，杜绝质量事故发生。

4.使用效果

通过采用沥青混凝土取代了原来的耐酸混凝土，不但有效解决了基础腐蚀问题，而且硫酸铵工序因设备基础腐蚀停工问题得以解决。同时也提高了煤气中氨气的回收率，改善了职工的操作环境，节约了维修费用，并为同行企业的防腐提供了借鉴。

三、总结

硫铵母液泵、结晶泵、二次喷洒泵采取耐酸沥青混凝土防腐方案后，彻底改变了硫铵工段的工作环境，消除了安全隐患。这次防腐的成功，主要取决于正确利用耐酸混凝土的特性和基础表面的防腐瓷砖，有效阻止了酸液和被腐蚀物接触。另外，在施工中，不但采取加大泵基础表面坡度的办法，使得腐蚀介质能顺坡流入下水道回收，避免与腐蚀介质长期接触遭受腐蚀；而且在沥青混凝土基础外表采用湿面固化型树脂胶泥衬砌耐酸砖技术，从而避免了因生产过程中相邻设备泄漏飞溅，造成基础表面潮湿或有水使粘贴好的防腐瓷砖层开裂、脱落、起壳等现象的发生。