（山东电力建设第三工程公司）
摘要：与一般海洋环境建构筑物相比，海水冷却塔腐蚀环境更为恶劣，主要表现在结构内部处于高温、高湿的浓缩海水及蒸汽环境，其腐蚀较淡水冷却塔也更严重。因此如何提高海水冷却塔结构的耐久性及防腐性是设计人员面临的重要问题。本文介绍了海水冷却塔的腐蚀环境、腐蚀机理、防腐蚀措施，并结合国内外大量工程实例给出了典型的防腐蚀涂层方案，供设计人员在海水冷却塔结构防腐蚀设计中参考。
关键词：海水冷却塔高性能混凝土腐蚀环境防腐涂料电厂
我国在海水冷却塔方面的研究较晚，特别是对于海水冷却塔结构防腐方面的研究。从上世纪80年代后期，我国逐步开展了海水冷却塔试验研究，在热力性能、专用结构材料、防腐涂料、防垢技术、防海藻微生物、淋水填料片形等方面均取得了很多的研究成果，为我们进行海水冷却塔结构设计提供了依据，使我们具备了设计和建设海水冷却塔的能力。目前国内已有多座滨海电厂海水冷却塔，投入运行多年，运行情况良好。但是在海水冷却塔防腐蚀方面距国外先进水准还是有一定的差距。
本文根据已了解到的国外相关资料，为我国在海水冷却塔防腐设计方面提供了一些借鉴。
1海水冷却塔结构腐蚀机理
海水冷却塔混凝土结构在使用过程中，受到土壤、海水及空气中氯离子的侵蚀，或混凝土本身组成的材料中氯离子的化学及物理作用产生劣化，主要体现在混凝土材料和钢筋两方面，前者表现为强度降低，混凝土开裂，表面剥落和溃散等，后者则指钢筋钝化膜破坏，丧失对钢筋的保护作用，从而引起钢筋锈蚀，削减其有效断面，并引起膨胀，进而破坏钢筋的混凝土保护层，恶性循环直接导致建筑物正常使用寿命缩短，严重的则会导致结构10~20年就发生损毁，由此需要在海水冷却塔混凝土结构耐久性设计与施工中提出明确要求。
2提高结构耐久性的设计措施
影响海水冷却塔混凝土结构耐久性的因素主要有：冷却塔结构设计不合理、材料选用不当、施工质量低劣、外界环境条件等。为了提高结构的耐久性，海水冷却塔混凝土结构应采取以下耐久性设计措施：
2.1使用高性能混凝土（HPC)：
适用于海水冷却塔的高性能混凝土（HPC)是由普通硅酸盐水泥+掺合料+外加剂”拌合而成,提高HPC耐久性的关键是解决收缩开裂,不裂就不渗,不渗就能防止混凝土疏松,防止水浸蚀钢筋,为此,应在HPC中添加具有缓凝,减水,微膨胀和增加密实性等综合功能的高性能添加剂。HPC中可以掺加矿碴微粉(SlagFines-SF)提高水泥的活性和混凝土后期强度增长率。
2.2钢筋的防腐保护措施：
钢筋的防腐保护措施包括在混凝土中添加阻锈剂、添加抗裂纤维、增大保护层厚度、采用环氧涂层钢筋、采用阴极保护技术等。对于钢筋保护层，如自然通风海水冷却塔风筒内壁钢筋外混凝土保护层厚度应不小于50mm，淋水构架等接触海水结构保护层厚度不宜小于55mm等。
2.3表面防水、防腐处理（涂料）：
以前国内冷却塔防水、防腐涂料基本都使用国外公司涂料产品（如德国MC-Bauchemie公司涂料体系、挪威佐敦涂料公司涂料体系等），近几年国内一些企业也相继开发出相关涂料产品(如常州道兴xM52涂料、上海正臣防腐科技公司FJ系列防腐涂料等），并已在海水塔的实际运行中得到了应用。国外涂料价格较高，国内涂料性能略逊，实际工程可综合考虑选用。一般的涂料产品免维护使用期可达15年甚至20年以上，现在海水塔的设计中要求涂层的使用年限不少于20年。
海水冷却塔塔壳体或结构内外表面、淋水装置架构、水池内壁及底板上表面应涂刷耐海水防腐涂料。以达到从内（阻锈剂）到外（涂料体系）全面防腐的目的。涂层体系（基层、间层、面层）和涂层厚度（一般200~500μm）视具体防腐部位和涂料种类而定。涂层渗透系数K≤10-11cm/s,结合力C≥1.5MPa,涂膜拉伸强度≥14MPa,涂膜撕裂强度≥32MPa。
以德国MC-Bauchemie公司涂料体系为例，对塔体内部要求的典型施工顺序为：喷砂糙面→冲洗净面→专用材料抹面（2~3mm，作用是填缝、堵孔、找平）→基层（80~150μm，提高结合力）→间层（100~300μm，主要抗渗）→面层（100~200μm，主要抗紫外线兼抗渗）。
自然塔防腐部位及原则要求如下：
塔内喉部以上：基、间、面，总厚度约400μm；
塔内喉部以下：基、间、面，总厚度约350μm；
塔内架构及水下部分：基、面，总厚度约250μm；
塔外喉部以上：基、面，总厚度约300μm；
塔外喉部以下：基、面，总厚度约250μm。
机力塔防腐部位及原则要求如下：
塔内（含架构及水下部分）：基、间、面，总厚度约400μm；
塔外：基、面，总厚度约300μm。
涂层防腐方案：
涂层防腐方案一般应由底层、中间层和面层配套涂料涂膜组成，选用的配套涂料之间应具有良好的相容性和可重涂性。
防腐涂层的最终设计需根据涂层防腐的耐久性要求和采用涂料产品性能确定，涂料选用应按照设计水工建构筑物各部位涂层防腐方案和相关规程规范执行，建议优先选择有类似使用业绩厂商。
2.4建立混凝土耐久性长期监控措施。
3其他
3.1金属构件
如循环水为淡、海混合水（比如取水点在河流入海口附近），金属构件宜采用不锈钢316,316L。如循环水为单一海水，金属构件可采用硅铜，铝铜或镍铬钛合金钢，比如1Cr18Ni9Ti等。焊条应选用与所用
金属相匹配的材料类型。
3.2宜多采用非金属构件
托架、栏杆、检修走道和平台、格栅、盖板等均可采用玻璃钢材料。非金属材料的抗腐蚀性能明显优于金属材料，应充分利用。
提高混凝土材料自身的耐久性是对海水冷却塔结构耐久性及防腐设计的基本措施，对于自然通风海水冷却塔，单靠基本措施无法保证其长期使用寿命，必须在试验研究的基础上，合理采用一种或两种其它附加措施，如涂层钢筋、表面保护涂层、钢筋阻锈剂、阴极保护等。近年来，为保证大型混凝土结构的耐久性，在建造时设计安装了相关的耐久性监测设备，为今后的结构维护提供依据。
4总结
自然通风海水冷却塔是电厂循环水系统的重要建构筑物，其长期安全运行是保证机组正常运行的前提。为保证其长期使用寿命，减少后期的维护费用，必须在设计、建造及管理等方面做好工作，其中结构材料的耐久性是基本措施，应在针对性试验研究的基础上，提出对原材料、外加剂、配合比、保护层厚度、氯离子扩散系数等的要求，并严格施工管理。此外，还应考虑合理的耐久性附加措施和监测措施，以确保海水塔的防腐能力。
由此，根据国内外经验，通过对影响海水冷却塔使用寿命的因素的分析，在采取了严格的防腐措施保障情况下，按照设计要求建设和运行海水冷却塔，海水冷却塔的耐久性及寿命是完全可以达到电厂运行年限要求的，不会构成选用海水塔的障碍。
参考文献
[1]美国腐蚀工程师协会标准NACERP0591-96.
[2]美国混凝土协会标准ACI515.IR-79.
[3]日本道路协会规定.
[4]美国国家高速公路管理协会标准AASHO11-62.