耐火浇注料施工后返碱问题分析与对策

耐火浇注料施工后返碱问题分析与对策

师厚云，张彬，汤学花

（宁波连通设备集团有限公司，浙江 宁波 315000）

摘要：对施工后的耐火浇注料未经及时的干燥而长期处于湿热环境下，表面可能出现泛起一层白色的毛绒黏附物，而且会有粉化现象，长期不处理，反应会逐渐加深，最终导致逐层脱落，这种现象属于返碱现象。本文针对耐火浇注料施工后返碱问题进行了分析，并提出了一些相关解决方法。

关键词：耐火浇注料施工；返碱问题；分析；对策

中图分类号：TQ175 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）12（下）-0174-02

1 返碱现象的由来

耐火浇注料广义是指水硬性耐火材料是由耐火颗粒基料、粉料及其他不同属性的外加剂组成，经加水搅拌后具有有一定硬度和强度的不定型产品，施工使用时候需要支模具浇注用振动棒振动施工，是应用在高温行业比较广泛的耐火材料。施工完毕拆模后的耐火浇注料如果没有及时进行烘炉，在放置过程中，可能表面会出现长白毛，随后慢慢出现起砂和粉化。然后用手摸就能明显感觉到掉砂，这种现象我们称作返碱现象，比较容易在夏天发生。如果不及时采取措施，将来会对施工体的质量造成较大影响。

碳酸盐继续和铝酸盐水泥的水化产物发生反应：Na2CO3+CaH10 → CaCO3+Na2O.AL2O3+10H2O

上面反应所形成的氯酸钠会继续在潮湿的空气中反应，重新生成碳酸钠：

CO2+Na2O.AL2O3 → Na2CO3 + AL2O3

2.2 气孔率和气孔孔径大小

在20世纪的70、80年代，发拉基公司通过大量对基于矾土水泥结合的浇筑料的研究发现，浇注料的气孔率是影响碱化现象的主要因素之一。气孔率与水灰比之间的关系已经证实了结合相的气孔率是非常重要的。

图1

2 返碱现象的原因

返碱的原因有很多，个人分析认为主要体现在下面几个方面：

2.1 原材料中碱性物质的影响

耐火浇注料配制的原料中含有Na、K、Fe2O3等碱金属氧化物，而这些碱金属氧化物在与水结合搅拌后形成凝结硬化，生成游离水漂浮在其表面的水中，会带有松散的胶状白色沉淀物，这种现象是由于耐火浇注料表面未水化的水泥颗粒遇水后形成的饱和溶液，随之沉淀出铝胶和水化铝酸钙导致碱金属氧化物与空气中的二氧化碳等发生反应形成的。如耐火浇注料原料中耐火骨料、耐火粉料、作为耐火浇注料结合剂的铝酸钙水泥，各种微硅粉和添加剂、减水剂、促凝剂、防爆剂等。这些材料中往往都含有少量的碱金属氧化物，其中所含的碱，有一部分可以溶入水中，特别是分散剂中的碱，几乎全部溶入水中。而这些溶入水中的碱金属就可以通过毛细孔向硬化体表面迁移，到达表面后再与空气中的CO2反应形成碳酸盐产生返碱，膨胀，浇筑体表面出现长白毛、挂白霜、起皮疏松脱落现象。主要化学反应方程式为：

浇注料体系内部Na+离子的扩散和反应： Na2O+H2O → 2Na + 2OH 2Na+2OH+CO2+H2O → Na2CO3.xH2O

+

-+

-

图2

2.3 环境湿度

以下是不同环境湿度对基于矾土水泥结合的轻质浇注料粉化现象的影响。很明显，环境湿度越大，碱化现象越明显。

图3

3 返碱现象的解决办法

（1）浇注料及时烘干。浇注料返碱关键在于游离水的存在，要解决此问题就必须及时将游离水排出，在碱金属和碱土金属物质遇水转化为氢氧化物迁移前形成稳定化合物，从而杜绝返碱现象发生。那么就应该及时烘烤浇筑体，排出

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中国设备工程 2019.12 (下)

中国设备

Engineering工程

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石油机械设备安装施工常见问题及处置措施

张浩楠

（中国海洋石油集团有限公司，广东 惠州 516000）

摘要：随着技术进步，我国石油生产机械化程度越来越高，因此石油机械设备能否正常运行对石油生产的效率有着直接影响，提高石油机械设备安装能力和技术水平对石油行业的健康发展有着重要意义。本文结合实际情况对石油机械设备安装特点和安装过程中常见的问题进行阐述分析，并提出相关的处置措施。

关键词：石油生产；机械设备；安装施工；常见问题；处置措施

中图分类号：F426.22 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）12（下）-0175-02

石油作为我国的主要能源之一，长期以来支撑着我国经济的高速发展，因此石油产业的健康成长对我国经济发展具有非常重要的意义。综合来看，石油化工生产是一项需要多方面协作共同配合的工作，而机械设备的平稳运行是石油化工生产中的重要环节。当下石油产业的机械化程度越来越高，因而石油机械设备的安装质量也得到了越来越多的关注，另一方面，智能化和规模化已经逐渐成为石油机械设备的发展趋势，这在一定程度上对机械设备的安装提出了更高的技术要求。

1 石油机械设备安装的特点

石油机械设备在安装时需要严格按照相关安装流程进行操作，对安装技术人员的专业能力和应变能力也都有较高的要求，此外，石油机械设备的安装施工过程也较为复杂，不仅安装施工的环境较为复杂，施工的环节也较多，安装难度通常较大，因此石油机械设备的安装施工往往需要多方面的配合协作。

浇筑体内的自由水。经过长期的生产经验积累，个人认为可以采取如下烘烤曲线，可以达到较好的烘炉效果，且不会导致已施工的浇筑体发生损坏，造成不必要的返修。

1.1 安装的复杂程度较高

石油机械设备的安装施工中，所涉及的相关机械设备不仅数量多，在型号、性能、安装注意事项等方面也有差别，在石油机械设备安装施工中的误操作可能会导致设备产生质量问题，影响其作用的正常发挥。当下石油机械设备安装施工的环境往往较为复杂，安装工序也较多，同时石油机械设备涉及到的工作对象都具有一定的腐蚀性，在安装施工过程中还应该注意设备的安全性。1.2 安装周期较长，投入也较大

当下石油化工产业对机械设备的依赖程度越来高，石油机械设备也不断朝着规模化和智能化的方向发展，这些设备普遍体积较大、安装的难度较高，进行挪动时也较为不便。机械设备的特性导致了安装施工的周期较长、投入较大，安装施工不仅需要多领域的专业人才，各方面的技术投入，为了保证安装施工的质量，还需要从施工到监理等各个单位的共同协作，因此石油机械设备的安装施工是一个需要较多人区分涂刷区域和未涂刷区域，该种涂料燃点一般可在150℃左右，设备运行时，完全可以燃烧清除。根据历年的经验，AntisolR-A有机抗渗透涂料可以达到较好的抗渗透效果。

（3）可以从耐火浇注料自身解决，方法就是选用低碱含量的耐火原料，提高耐火浇注料黏度及快速硬化，这样可降低钠盐迁移速度，做好加强质量管理，严格控制加水量，防止加水过多。4 结语

上面介绍了耐火浇注料碱化现象的由来及相关应对措施。但请注意，碱解作用是一种自然现象，采用任何一种方法都不可能完全避免。当碱解作用已经发生时，耐火层厚度中的疏松部分通常小于10mm，这时应尽快将松散材料刷去并涂上抗渗透涂料。

图4

（2）在新施工的衬里层表面涂抗渗透有机涂料。新施工的浇注料如果不能及时烘干，那么可以在表面覆盖塑料薄膜，或在新施工的衬里层表面涂抗渗透有机涂料并在固化24小时后再涂一次同样的涂料，从而阻止水分携带着碱向表面迁移。如采用抗渗透有机涂料，涂料应有颜色，以便

参考文献：

[1]SH/T3036 , 一般炼油装置用火焰加热炉.

[2]SH/T3115, 石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件.[3]API560, Fired Heaters for General Refinery Service.

中国设备工程 2019.12 （下）175