合成氨尿素防腐建筑设计

合成氨尿素防腐建筑设计

李彦刚

李彦刚

中石化宁波工程公司土建室

摘要：介绍了合成氨尿素建筑设计过程中的防腐蚀特点，主要涉及平面设计、内装修防腐蚀设计、建筑外观的局部防腐蚀设计，以及设计过程中与各专业的协调。

关键词：合成氨；建筑设计；防腐蚀；专业协调

本文主要以亿鼎合成氨尿素后处理系统建筑设计为例，主要包括尿素包装楼、散装库以、袋装库以及转运系统，涉及到了设计过程中的各个部位的防腐蚀设计，以及在防腐蚀设计过程中各个专业的协调等。在设计过程中主要采用的规范标准是《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008版。

一、尿素性质及腐蚀原理

下面介绍一下尿素的物理和化学性质，以及其腐蚀性的原理：

尿素，化学公式为CON2H4、CO(NH2)2或CN2H4O，干燥的固体或结晶水合物下没有腐蚀性，其在湿润的情况下能少部分水解产生氨，就具有一定的腐蚀性了，同时尿素颗粒在遇到水后会结晶膨胀，从而产生破坏混凝土面层的物理效应。而尿素的生产原料之一是氨，所以其颗粒本身带有一定的氨含量，所以其腐蚀性既含有化学腐蚀又含有物理腐蚀。这样在建筑的设计过程中就要采取有效的措施来保证同时抵抗两种防腐蚀作用。

尿素腐蚀性等级确定：经查询规范《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008

表3.14、3.16得出如下数据：

1、气态氨对建筑材料的腐蚀性等级

介质名称介质含量（mg/m3）环境相对湿度（%）钢筋混凝土水泥砂浆、素混凝土普通碳钢烧结砖砌体木铝

氨＞20＞75弱微中微弱弱

60~75弱微中微微微

＜60微微弱微微微

2、固态尿素（易吸湿）对建筑材料的腐蚀性等级

介质名称环境相对湿度（%）钢筋混凝土水泥砂浆、素混凝土普通碳钢烧结砖砌体木

尿素＞75弱弱中中弱

60~75弱弱中弱微

＜60微微弱微微

二、建筑楼地面防腐设计

尿素建筑的楼地面是尿素颗粒、袋装尿素等的直接接触面，故而是整个设计中的重中之重。在亿鼎合成氨建筑设计中有尿素接触的建筑物有尿素造粒塔、尿素合成、散装库、包装楼、转运系统、袋装库以及室外堆场。其中造粒塔是尿素成型的第一地点，其中包含大量的氨气、液氨、以及液态尿素等，所以其防腐等级应选择防腐蚀性好的材料，这里选用了花岗岩防腐面层；尿素散装库是一个建筑面积6836.6平方米的大型仓库，在这里尿素颗粒同样和建筑物的地面充分的接触，所以地面设计过程中选用的同样是重型地面，面材采用耐腐蚀等级比较高的100厚花岗岩板材，采用花岗岩板材也同时考虑到散装库内有大型刮料设备的要求。上述的两个建筑地面采用的是防腐蚀等级比较高的面层材料，而包装楼和袋

装库中的情况和上述两个建筑物的情况有一些不同，具体是其地面和建筑物接触是通过间接接触的方式发生关系的，基于“《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008表3.1.9微腐蚀环境可按正常环境进行设计”要求，但鉴于其使用的特殊性及复杂性，故楼地面防腐蚀材料选用的是20厚氯丁胶乳水泥砂浆（共聚物砂浆），对于选用20厚氯丁胶乳水泥砂浆作为面层也是基于结构荷载的要求，如果选用花岗岩等厚度比较大的面材，既形成浪费，同时也会给结构增加很大比重的竖向荷载。

地面材料耐腐蚀性能表查《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008表5.11

介质块材面层整体面层

块材灰缝

类别名称pH值

或浓度耐酸砖耐酸

石材水玻璃胶泥

或砂浆树脂胶泥

或砂浆沥青胶泥聚合物水泥

砂浆水玻璃

混凝土树脂细石

混凝土树脂

砂浆沥青

砂浆树脂自流平涂料聚合物水泥砂浆密实混凝土

Y17尿素（%）≥10√√×√○√×—√○√√○

三、建筑室内墙体、顶棚、踢脚等防腐蚀设计

在尿素厂房设计中，内墙面所受到的腐蚀作用等是仅次于楼地面的存在，但相对于地面所受到的腐蚀作用还是小了很多的，这里的造粒塔选用的是高氯化聚乙烯涂料和乙烯基脂涂料；散装库和袋装库，其墙体采用的是防腐蚀涂层符合压型钢板；对于包装楼的砌块墙体而言，考虑主导专业对内墙面光滑的要求，我们选用的是白色高氯化聚乙烯防腐涂料五遍饰面的防腐面漆，这样既达到了建筑防腐蚀设计的要求，同时也起到了美观的效果，体现了建筑设计适用、经济、美观的算原则。对于踢脚而言，由于其作用性质和离地面比较近的关系，所以在设计过程中其材质一般和地面面材一致。

建筑门窗防腐蚀设计

在设计中门、窗等建筑洞口等也要处理好防腐，千里之堤毁于蚁穴，所以对待这些细小的部位也要做好防腐设计。在门窗的选用过程中，我们既要考虑防腐蚀的要求，同时也要考虑建筑的功能要求，比如防火分区的门必须要防火门或同等级的防火构造措施。从《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008表3.14、3.16中可以看出：氨对木质和铝材等均有腐蚀作用，但是氨对于铝材属于微腐蚀性，而尿素却对铝材没有腐蚀性，只对木质有一定的腐蚀性，所以在门窗的选用上均采用的是铝合金节能窗。

四、建筑其他部位防腐蚀设计

对于建筑的其他部位，我们应当考虑实际情况来决定是否进行防腐蚀设计，比如散水、坡道、台阶、建筑外墙面等等，如果腐蚀性介质能够与建筑部位发生接触，那么在设计中应尽量采取防腐蚀设计构造措施。例如外墙面，如果建筑内部有挥发性腐蚀介质，那么我们就要采用防腐蚀涂料进行涂刷。

五、结语

整个项目设计是参考了多个尿素方案设计后，经整个项目以及各专业组分别讨论而共同商讨出来的方案进行设计的成果，由于在尿素建筑设计上参与的专业多，技术复杂，同时涉及到业主、设备厂家等的要求，以及当地气候因素等影响，设计进行过程中应该注意的就会更多，在设计过程中要了解整个尿素生产过程的流程，透彻地了解每一种材料的物理化学性能，把握关键的步骤，和好的和各个专业以及各方进行沟通了解，这样才能把整个建筑的防腐蚀做好。

（附：亿鼎合成氨尿素后处理造粒塔和包装楼剖面图）

主要选用规范

[1]民用建筑设计通则GB50352-2005

[2]工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-2008

[3]建筑设计防火规范GB50016-2006

[4]建筑抗震设计规范（2008年版）GB50011-2010