本次调研通过问卷调查、电话咨询以及现场走访等方式，对煤炭行业的腐蚀情况进行了调查。并对于鄂尔多斯某俩个洗选厂车间、山西某洗选厂洗选车间、陕西某洗选厂的腐蚀环境、腐蚀情况、防腐工程等进行了具体的分析。

    1.案例一：鄂尔多斯某洗选厂

    （Ⅰ）厂房钢结构

    该洗选厂自2007年2月投产，由于洗选车间的恶劣的腐蚀环境，其主洗车间发生了严重腐蚀，对于其正常生产运行造成了巨大影响。

    该洗选厂主洗车间厂房为模块式钢结构厂房，厂房共六层为错层布置，在生产运行过程中存在环境湿度高，冲洗用循环水氯离子含量高、设备振动等现象，面临着严重的腐蚀问题。通过现场温度湿度测量、洗选煤厂循环水质分析、钢结构涂层厚度及表面电阻测试、腐蚀产物分析及钢结构振幅频率分析，从服役环境、腐蚀状态、水质等方面分析其腐蚀的主要原因、确定了腐蚀评级，并分析了其防腐工程情况。

    1）主洗车间厂房钢结构腐蚀情况

    通过现场拍照调查，对该洗选厂主洗车间的腐蚀情况进行了调查，现场调查结果如图4.23所示，并根据现场调查结果根据表4.11进行了钢结构的腐蚀程度分级。

    如图4-23（a）所示，该洗选厂厂房钢结构整体腐蚀严重，已严重威胁生产；如图4-23（b）所示，螺栓紧固件部位腐蚀非常严重，锈层呈黑色，腐蚀厚度约2mm,腐蚀等级程度分为非常严重；由于焊接过程的不均匀加热和冷却过程，造成了热影响区组织的不均匀性，也正是这种不均匀性造成了焊接处钢结构的腐蚀，如图4-23（c）所示，桁架钢结构焊缝腐蚀严重，锈层底层锈层呈黑色，表层锈层呈红褐色，腐蚀程度等级分为严重；如图4-23（d）所示，由于工字梁水平方向易积水等，造成了桁架钢结构支撑梁处发生腐蚀，锈层厚度达到3mm以上，腐蚀程度等级分为严重；如图4-23（e）所示，桁架横竖梁腐蚀主要表现在工字梁全面腐蚀，锈层厚度约3mm，锈层呈黑色，部分锈层已剥离，腐蚀程度为严重腐蚀；如图4-23（f）所示，桁架钢结构发生全面腐蚀，表面涂层体系完全失效，被腐蚀产物覆盖，边缘部分腐蚀产物层隆起，侧面已有缝隙，表示腐蚀产物已经分层，腐蚀层厚度约2mm，锈层呈黑色，桁架横梁腐蚀程度分级为严重腐蚀。

    注：①腐蚀程度依腐蚀级别由大到小依次加重。

    ②结合相关标准和洗选厂具体腐蚀状况，将腐蚀状态分为五个级别

    该洗选车间为错层布置的六层钢结构厂房，立柱、主梁、副梁采用焊接加螺栓的联结方式连接，组成整个框架式模块，在受到腐蚀性介质、交变载荷等的作用下，主要发生了均匀腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等形式。在现场勘察中，可以看出该选厂洗选车间钢结构普遍发生均匀腐蚀、缝隙腐蚀和腐蚀产物层下的垢下腐蚀，钢结构腐蚀严重，少数部分腐蚀非常严重绝大部分螺栓腐蚀非常严重，螺栓基本裸露，螺牙、螺母和垫片外表布满较厚重腐蚀产物，其禁锢形成的缝隙内部内充满腐蚀产物、存在明显缝隙腐蚀；横梁及铰接结构上的焊缝腐蚀非常严重，防腐层基本脱离，焊缝外表覆盖厚重腐蚀产物；各种铰接处的缝隙内充满腐蚀产物，存在严重缝隙腐蚀问题；大多数横梁均腐蚀严重，防腐层基本剥离和脱离，腐蚀产物层厚重、且普遍存在剥离起翘，腐蚀产物层下存在黑色腐蚀产物，发生严重垢下腐蚀；竖梁表面腐蚀相对较轻。

    2）厂房内腐蚀环境监测及分析

    该洗选厂面临着严重的腐蚀问题，已影响其正常生产。为了确定其腐蚀原因，此次调查从空气温度、湿度、水质监测及振动频率、振幅等方面进行了检测。检测结果发现：

    （1）该洗选厂车间的湿度基本保持在60%以上，而由于钢表温度低于空气温度，其钢结构表面会凝聚一层水膜，从而造成钢结构的腐蚀。

    （2）在洗选厂停产检修期间和工作尾期期间，均检测到了SOx和NOX的存在，这些腐蚀性气体溶于水中，将促进钢结构的腐蚀。

    （3）在水质监测中分析可知，循环水、补加水、结露水的PH约为8.00、 7.55、 7.95，HCO3-、Cl－、SO42-离子含量严重超标，均促进了钢结构的腐蚀。

    （4）由于洗选厂的洗选工序，其设施都面临着一定的振动，其振动频率主要在10Hz~90Hz之间，但是由于苛刻的腐蚀环境，其正常运行期间的振动将会引起材料的应力腐蚀开裂。

    3） 厂房环境腐蚀等级确定

    该洗选厂厂房腐蚀环境属于工业大气环境，根据腐蚀性介质对建筑材料破坏的程度，即外观变化、重量变化、强度损失以及腐蚀速度等因素，综合评定腐蚀性等级，可划分为：强腐蚀、较强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀、无腐蚀五个等级。该洗煤厂模块钢结构长期处于高湿度的工业大气腐蚀环境，造成钢结构严重腐蚀，根据表4-13国家标准GB /T15957-1995《大气环境腐蚀性分类》，结合洗选厂内的腐蚀环境分析，可以判断其腐蚀等级为Ⅵ级的强腐蚀等级。

    注：在特殊场合和额外腐蚀负荷作用下，应将腐蚀类型提高等级，如：

    a）机械负荷；

    1）风砂大的地区，因风携带颗粒（沙子等）使钢结构发生腐蚀的情况。

    2）钢结构上用于（人或车辆）通行或有机械重负载并定期移动的表面。

    b）经常有吸潮性物质沉积于钢结构表面的情况。

    4） 厂房钢结构防腐保护工程

    该洗选厂根据其面临的腐蚀问题，进行了洗选车间厂房钢结构防腐工程的的改造，设计选择具有高防腐性能、防震性能以及具有阴极保护性能的涂料体系的选择，并对于螺栓连接处、构件连接处等易发生缝隙腐蚀部位，进行了缝隙密封防护增强防护处理等：

    对于易维护部位，选择热喷锌和环氧封闭涂层作为防护底层、环氧玻璃鳞片作为防护中间层和聚氨酯涂层作为防护面层的涂层体系以达到防护效果，而螺栓、连接部位采用高渗透性能的涂料体进行修补和玻璃鳞片涂料进行密封增强处理。

    对于不易维护部位，选择热喷锌和环氧封闭涂层作为防护底层、环氧云铁中间漆作为防护中间层和聚氨酯涂层作为防护面层的涂层体系以达到防护效果，螺栓、连接部位采用高渗透性能的涂料体进行修补和玻璃鳞片涂料进行密封增强处理。

    由于洗选厂苛刻的腐蚀环境，该洗选厂厂房钢结构每隔五年就要进行一次防腐维护。针对该洗选厂此次钢结构防腐工程，该洗选厂厂房钢结构防腐工程费用预计大约650万，其中用于防腐工程的主材设备费有大约226万，用于涂料涂装及材料更换等的费用大约267万。

    2.案例二：鄂尔多斯某洗选厂

    （Ⅱ）厂房钢结构

    该洗选厂厂房于2007年建成，建成时进行过防腐涂层维护，但是短时间内出现了大面积模块钢结构腐蚀，原有钢结构防腐涂层已经完全失效，大面积钢结构出现钢铁基体锈蚀。并通过厂方介绍，每年都要通过局部涂装进行钢结构的腐蚀与防护。本次调查通过对于该洗选厂南区模块钢结构的现场拍照、温湿度、腐蚀性气体以及水质分析报告，分析其腐蚀发生原因以及确定其腐蚀分级，并对其防腐工程进行分析。

    1）厂房钢结构腐蚀情况

    通过对该洗选厂钢结构腐蚀严重部位和需保护部位进行拍照取样，其腐蚀状况见图4-24，并依据上表4-11进行了钢结构腐蚀程度的评级。

    由图4-24（a）中所示，桁架钢结构非主承载部分腐蚀情况，整体腐蚀状况较好，腐蚀主要集中在横梁上下侧、钢结构节点处，腐蚀程度分级为较严重；图4-24（b）中所示，桁架结构横梁下侧腐蚀情况，可以从图中明显看出涂料已基本失效，腐蚀产物布满钢结构下侧面，左侧可以看到后补刷漆痕迹，基本上不会有防腐效果，腐蚀等级为中度；由图4-24（c）中所示，桁架支撑梁长期水淋湿处，并且是焊缝部位腐蚀严重，腐蚀主要集中在工字梁边角的已破损或破坏处，完整的防护体系一旦有一点出现破损，腐蚀产物会迅速堆积，继续破坏防护层，使腐蚀逐渐向周围扩展，部分锈层已剥离，腐蚀程度分级为严重；由图4-24（d）所示，桁架钢结构焊缝腐蚀程度分级为较严重，腐蚀部位主要集中在焊缝上和焊缝周围的应力集中区域，表层锈层呈红褐色；由图4-24（e）所示，桁架钢结构节点处缝隙腐蚀严重，腐蚀程度分级为较严重；由图4-24（f）所示，螺栓紧固件处发生电偶腐蚀和缝隙腐蚀，腐蚀严重，腐蚀程度程度等级分为严重。

    该洗煤厂厂房采用全钢结构形式，立柱、主梁、副梁采用焊接加螺栓的联结方式构成连接，组成整个厂房框架式的稳定结构，承担着整个厂房的结构和设备负重，同时在设备工作时也承担设备所产生的交变动载。在腐蚀性介质和交变应力作用下，主要发生了均匀腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等形式。由现场勘查结果中可知，模块钢结构大面积腐蚀，原有钢结构防腐涂层已经完全失效，大面积钢结构出现钢铁基体锈蚀，特别当螺栓、焊接、连接处涂层失效后，存在严重的电偶腐蚀、缝隙腐蚀，带来该部位普遍非常严重的腐蚀问题。

    2）厂房内腐蚀环境监测及分析

    为了确定其钢结构的腐蚀原因，以钢结构一层为研究对象，从空气温度、湿度、水质监测等方面进行了监测。监测结果发现：

    （1）该厂区南区车间的湿度基本保持在60%以上，且该洗选厂南区模块钢结构表面温度低于空气温度，使空气中水凝结在钢体表面，造成腐蚀。

    （2）在腐蚀性气体监测中，监测到了硫化物、氮化物、CO、CO2等，也有来自荡起的煤粉尘以及其它固体颗粒，对金属大气腐蚀影响较大，但是监测结果中几乎没有监测到SO2的存在。

    （3）在水质检测中，检测到了该洗选厂的水质PH大约为7.5左右，并检测到了大量氯离子的存在，这些均对钢铁的腐蚀影响较大，也是导致涂层发生过早失效的原因。

    3）厂房环境腐蚀等级确定

    该洗选厂厂房钢结构长期处于高湿度的工业大气腐蚀环境，原有防护涂层在短时间内就失效，造成钢结构严重腐蚀，根据表3-2国家标准GB /T15957-1995《大气环境腐蚀性分类》，结合洗选厂内的环境分析，可以判断其腐蚀等级为Ⅵ级的强腐蚀等级。

    4）厂房钢结构防腐保护工程

    该洗选厂根据以上腐蚀情况，进行了防腐工程。通过具体的生产环境，设计选择具有高防腐性能、防震性能以及具有阴极保护性能的涂料的选择，并对于螺栓连接处、构件连接处等易发生缝隙腐蚀部位，进行了缝隙密封防护增强防护处理等：根据不同维护部位，采用热喷锌/环氧封闭涂层、玻璃鳞片涂料中间层和聚氨酯涂料防护面层作为涂层防护体系或以水性富锌底漆、环氧云铁中间漆和聚氨酯涂层防护面层为涂层体系，进行钢结构的防腐蚀。并于螺栓和连接处，采用渗透性良好的涂层和乙烯基玻璃鳞片涂层进行处理，以达到优异的防腐效果。

    由于洗选厂苛刻的腐蚀环境，该洗选厂厂房钢结构每隔五年就要进行一次防腐维护。针对该洗选厂此次钢结构防腐工程，该洗选厂防腐工程预计共花费大约331万元，用于防腐工程的主材设备费预计大约有110万，用于涂料涂装及材料更换等的费用预计大约有130万。