核电厂汽机厂房防火涂层失效原因分析.pdf
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1、全面腐蚀控制第37卷第07期 2023年07月45经验交流Experience Exchange技术核电厂汽机厂房防火涂层失效原因分析张永良1吕 阳1方奇术2(1.国核示范电站有限责任公司,山东 荣成 264300;2.国家电投集团电站运营技术(北京)有限公司,北京 112209)摘 要:某核电厂主体为钢结构的汽机厂房建安阶段发生大面积防火涂层剥落,为了分析防火涂层失效原因,从防火涂层设计、施工工艺、失效模式、环境调查等方面对涂层失效的原因进行了分析,提出相关解决建议,避免类似防火涂层失效事件的再次发生。关键词:核电厂防火涂层失效分析中图分类号:TQ628.4 文献标识码:A DOI:10.1
2、3726/ki.11-2706/tq.2023.07.045.03Failure Cause Analysis of Fireproof Coating for Turbine Workshop of Nuclear Power PlantZHANG Yong-Liang1,LV Yang1,FANG Qi-shu2(1.National Nuclear Demonstration Power Plant Co.,Ltd.Rongchen 264300,China;2.SPIC Power Station Operation Technology(Beijing)Co.,Ltd.Beijing
3、 112209,China)Abstract:In order to analyze the causes of the failure of the fireproof coating,the causes of the failure of the fireproof coating were analyzed from the aspects of fireproof coating design,construction process,failure mode and environmental investigation,and relevant solutions were pu
4、t forward to avoid the recurrence of similar fireproof coating failure events.Key words:nuclear power plant;fireproof coating;failure analysis作者简介:张永良(1994),男,山东威海人,工程师,本科,主要研究方向为核电厂腐蚀防护与老化管理。0 引言某核电厂汽机厂房地上部分主体为钢结构,地下部分主要为钢筋混凝土结构,地下部分局部平台为钢平台。根据GB 50016-2014建筑设计火规范和GB 50745-2012核电厂常规岛设计防火规范的要求楼板钢梁、钢
5、柱、钢屋面、钢檩条、柱间支撑、主厂房楼梯、吊车梁等均涂装有防火涂料。根据火灾类型不同,分别涂装有某国际品牌涂料公司的薄涂型(纤维类)Steelmaster 120sb和厚涂型(烃类)Jotacha 1709钢结构防火涂料。其中,Steelmaster 120sb为膨胀型溶剂性防火涂料主要成膜物质为丙烯酸树脂,厚涂型(烃类)Jotacha 1709为溶剂性膨胀性防火涂料主要成膜物质为环氧树脂。根据汽机厂房钢结构设计总说明,钢结构耐火极极的要求,耐火等级为二级,钢柱及柱间支撑的耐火极限为2.5h,钢框架梁的耐火极限为1.5h,楼板TOTAL CORROSION CONTROLVOL.37 No.0
6、7 JUL.202346经验交流Experience Exchange技术钢梁及水平支撑的耐火极限为1.5h,由于厂房湿度较大,设计时,防火涂料采用了室外钢结构防火涂料,即室内钢结构防火涂料应满足室外钢结构防火涂料对于耐湿热性、耐酸性、耐碱性、耐盐雾腐蚀性等相关指标要求。汽机厂房钢结构所使用的涂料配套为环氧富锌底漆Barrier 80(2道,70um)+环氧云铁中间漆Penguard Express MIO9(2道,110um)+Steelmaster 120sb(超薄型钢结构防火涂料)或Jotacha 1709钢结构防火涂料(根据耐火极限要求差异,涂装厚度不同)+聚氨酯面漆 Hardtop(
7、2道,80 um)。根据GB 50205-2020钢结构工程施工质量验收规范中第13.4.4节要求膨胀型防火涂料厚度及隔热性能应满足国家现行标准有关耐火极限的要求,且不应小于200m。当采用厚涂型防火涂料涂装时,80%及以上涂层面积应满足国家现行标准有关耐火极限的要求,且最薄处厚度不应低于设计要求85%。第13.4.6节要求防火涂料不应有误涂、漏涂、涂层应闭合,无脱层、空鼓、明显凹陷、粉化松散和浮浆、乳突。2023年1月5日,检查人员对汽机厂房防火涂层状况进行现场巡检,发现0m层以上主体钢结构(柱、梁、支撑等)防火涂层总体状态良好,可达部分未见防火涂层出现脱皮、泛锈、龟裂和起泡等缺陷。钢柱或钢
8、梁边缘部分局部出现防火涂层磕碰破损情况,初步认为轻微破损主要由机械碰撞引起。0m层下主体为钢筋混凝土结构,防火涂层失效问题主要集中在-9m地下室夹层,地下室夹层钢平台总计布置有49根长约11mH型主钢梁,防火涂料涂覆面积总约1750m2(未计连接辅梁等钢结构),可达部分检查发现涂层剥落面积约30%以上,参考GBT/1766-2008 色漆和清漆 涂层老化的评级方法,失效模式为漆膜剥落,剥落面积等级为5级,剥落大小等等级为S5。局部涂层存在长霉缺陷。主要失效形貌如图1所示。图1 汽机厂房防火涂层失效形貌1 原因分析1.1 防火涂料耐候性不足防火涂层主要失效部分为膨胀型丙烯酸防火涂层(Steelm
9、aster 120sb),而环氧基防火涂层(Jotacha 1709)基本完整,未发现大面积失效情况。膨胀型丙烯酸防火涂层主要成膜物质为丙烯酸树脂,并加入的大量阻燃剂如三聚氰胺、聚磷酸铵、季戊四醇等有机物,上述有机物有的易溶于水,导致膨胀型丙烯酸防火涂层会遇水溶胀,造成防火涂层早期失效1,2。1.2 汽机厂房局部区域环境恶劣防火涂层主要失效区域主要集中在-9m地下室夹层,其它区域钢结构防火涂层未出现大面积开裂剥落的现象,核电厂建设调试期间汽机厂房-9m地下室夹层环境潮湿,钢结构结露并存在凝结水附着情况较为常见,另外,地坑常年积水,属于典型海洋大气和工业大气耦合腐蚀环境,腐蚀环境恶劣,大气中的腐
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