中国石油天然气股份有限公司四川石化公司事故污水收集池820-B-2001玻璃钢阴极保护层龟裂脱落原因分析及修复性方案的制定

  一、现场情况概述

   四川石化公司事故污水收集池820-B-2001原采用环氧玻璃钢阴极保护，阴极保护层脱落严重、个别部位裸露出钢筋，威胁到事故污水收集池的安全长周期使用，故经机动处会同车间研究决定采取阴极保护措施治理循环水事故污水收集池混凝土壁的泄露问题。事故污水收集池来自各个装置酸、碱、盐类混合物质，工况复杂，腐蚀环境苛刻，因此选取一个好的成熟的阴极保护技术方案，对此次解决四川石化公司事故污水收集池的腐蚀问题至关重要。
事故污水收集池规格：108×108 ×12（m）     
见现场采集照片1—5

    二、腐蚀原因初析

   2.0 总体概况

    四川石化事故收集池原先采用环氧玻璃钢阴极保护工艺进行阴极保护，从现场勘查情况判断，在使用初期可能已经出现了玻璃钢龟裂问题，此次停工检修时抽干后问题大面积显现。
   我们知道，玻璃纤维复合材料的性能研究 环氧树脂与玻璃纤维复合材料俗称环氧玻璃钢。环氧玻璃钢阴极保护因其蚀好、 强度高、 使用寿命长、施工方便、等许多优点而深受人们的重视和推崇，但在混凝土做内衬使用过程中，容易收到混凝土内部残留水的影响，而给给其阴极保护性能增加了隐患。

  2.1 事故收集池原始混凝土内部残留水可能是导致玻璃钢阴极保护层发生龟裂的主要原因

    混凝土做玻璃钢阴极保护要求其含水率必须低于3%，一旦混凝土内部残存水高于3%，则在使用过程中，水汽蒸发、温度升高，极易导致玻璃钢层出现针孔和微裂纹，从而，大量的污水源源不断地渗透到混凝土赤壁，也是的腐蚀介质从某一针孔部分，引起“千里之堤，毁于蝼蚁”的效应，微裂纹不断增大，针孔不断不大， 终导致玻璃钢层成片成张脱落。

  2.2 玻璃钢大面积成片施工成型，易引起残余应力导致龟裂

       环氧玻璃钢在固化过程中，容积挥发、固化收缩，交联互穿过程中，本身及产生应力，尤其是大面积的成片成片的施工，应力冗余，产生龟裂、空鼓是必然的，从现场勘查情况看，也印证了这一点。

  2.3 收集池收到污水产生以下腐蚀危害

  2.3.1 可溶性盐对混凝土材料的侵蚀是导致四川石化公司混凝土事故污水收集池腐蚀破坏的重要因素，可溶性盐对混凝土的侵蚀分为化学侵蚀与物理侵蚀。化学侵蚀主要是可溶性盐与水泥水化产物发生化学反应而导致混凝土破坏；物理侵蚀是指可溶性盐结晶对混凝土产生的破坏，这种破坏来自于盐结晶后的体积膨胀，而盐本身未与混凝土中水泥的水化产物发生化学反应。因此解决好可溶性盐的腐蚀是我们此次阴极保护设计的重点。
碳化作用。
 
 2.3.2  混凝土收集池的的碳化腐蚀是另一个重要原因。收集池中的酸性介质通过混凝土内部缝隙进入混凝土中，混凝土碳化后PH值急剧下降，破坏了钢筋的钝化膜赖以生存的环境。
 
 2.3.3  碱一骨料腐蚀反应碱一骨料反应是混凝土中某些活性矿物骨料与混凝土孔隙中的碱性溶液之间发生的反应。温度、湿度和合盐量对其有促进作用。在海洋中，尤其是热带海洋中的混凝土构筑物，碱一骨料反应不能忽视。
              
      事故污水收集池盐类结晶示意图（见图片3）
 

 

 
    腐蚀介质通过毛细作用进入混凝土内部，在靠近混凝土表面的区域，盐溶液上升的速率大于混凝土表面水分蒸发的速率，因此该区域总是处于潮湿状态，但该区域盐溶液一般不会达到饱和而结晶。盐结晶作用导致的混凝土材料破坏，可在数天内产生结晶作用，在 短2～3个月可导致混凝土表面开始剥落，1～2年发生露筋露石的严重破坏。而混凝土材料孔的结构及盐溶液中的离子种类、浓度及结晶性质、空气相对湿度的变化是此类破坏的控制性因素，美国ACI 0201委员会技术报告指出：在混凝土孔中硫酸盐类结晶的纯粹物理作用（不包括对水泥的化学作用）可以引起严重危害。