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新型防腐材料在化工行业的应用

顺益体系(集团)张立龙

摘要:化工行业腐蚀问题普遍存在,特别是异型结构件和长期处于潮湿状态的设备,如法兰、阀门、螺栓等采用传统的外防腐手段很难做到长效防腐,给工业生产造成很大的安全隐患。本文主要阐述了新型防腐材料——锈蚀转化涂层、精蜡防蚀工艺的特性、工艺特点及典型应用。

关键词:除锈方法带锈防腐 带湿防腐 锈蚀转化


引言:

侯保荣院士在“我国腐蚀状况及控制战略研究”2016年度工作会议上表明:我国的腐蚀成本占GDP的3%-5%,2014年的腐蚀损失大约是2万亿人民币以上,腐蚀成本若能减少1%的话,就能挽回几千亿的经济损失,当然这比较难实现;但如果我们通过腐蚀控制来减少0.1%腐蚀成本的话,也能挽回几百亿的经济损失。由此可见腐蚀控制得好,带来的经济效益是非常明显的。

腐蚀损失远远大于自然灾害和其他各类事故损失的总和,腐蚀潜伏在我们身边,一旦发生,就会危害我们的生命,给国家造成巨大的经济损失。如201年11月22日山东省某输油管道泄露爆炸,造成62人遇难,136人受伤,直接经济损失7.5亿元,就是由“输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂”导致的。如何有效的进行腐蚀控制、将损失降到最低?本文针对化工厂常见部位的腐蚀进行了探讨。


钢铁生锈的条件及促进因素

1、导致钢铁生锈的条件:钢铁生锈是与氧气和水共同作用的结果,一旦形成疏松多孔的状态,会加速钢铁的锈蚀。

4Fe + 3O2 + XH2O ==== 2Fe2O3·XH2O

2、促进钢铁生锈的因素:离子化合物(氯化物)的存在、酸性污染物(酸雨)的存在、高温(加快化学反应速度)、经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面积)及其他因素;


钢材的除锈方法〔1〕

要取得有效的防腐效果,除锈等级是否满足工艺要求至关重要。

1、常用的除锈方法及特点:


方法

优点

缺点

处理程度

化学除锈

除锈速度快

表面粗糙度效果一般,不适合于局部作业

采用钢丝刷等手工除锈

使用方便

不能彻底除锈、氧化皮难以除去,效率低

采用圆盘打磨器、电动刷等动力除锈

能把锈除去,操作方便

氧化皮难以除去、效率低,形状复杂的产品不适用

喷砂

能把氧化皮、锈完全除去,形状复杂的也可处理

沙尘的飞散显著、污染严重、能耗大

2、除锈设备:

目前国内较常用的除锈设备是回收式喷砂除锈设备,它可以在喷砂的同时将打下来的氧化皮、铁锈和砂子吸入回收装置。但由于对设备要求较高,除锈效率不高,目前没有大规模使用。

目前国外已用高压纯水除锈工艺取代了干喷砂工艺,该技术以其环保、简便、高效、安全、成本低的优点越来越多地被人们接受和重视。

3、除锈材料

目前国内外早已研制出多种带锈防锈涂料和涂覆材料,如带锈防腐漆、锈蚀转化涂层、精蜡防蚀系统。这类材料可直接涂刷或包覆在金属的表面,通过对锈层渗透、转化起到保护作用。因此省去了除锈工作,实现了除锈和防锈的统一。

在化工企业日常维护中,我们常遇到无法彻底除锈(打磨的安全风险、喷砂的污染)、除湿的情况,要想进行腐蚀控制最有效的方式是既能带锈防腐又能长效防腐且操作简便。


新型防腐材料介绍

1、材料特性



锈蚀转化涂层

精蜡防蚀系统

图片


组成

猎锈喷剂(融除锈、打底和防锈为一体),不锈钢喷剂(面涂)

精蜡底剂(锈蚀转化、排除水份和氧气、增加精蜡带附着力)、精蜡带

使用类型

喷剂

固态,包覆或平贴

适用环境

干燥

干燥、潮湿皆可

除锈要求

带锈作业(St2以下)

带锈作业(St2以下)

防腐时效

1年以上

10年以上

对实施工具要求

无需特殊工具

无需特殊工具

难易程度

易操作

易操作

颜色管理要求

可涂漆

可涂漆

抗UV性能

耐温性

持续耐温80℃,间歇耐温180℃

-46℃~70℃/110℃

2、锈蚀转化机理:

产品中的主酸(天然丹宁酸)与锈作用,解离出三阶铁离子,三阶铁离子与丹宁进行络合,形成络合物。该络合物不仅可以有效抑制内部锈蚀发展,且能与面涂结合紧密,大大延长表面保护材料的使用寿命,同时也对设备提供最佳保护。


四、典型应用案例

1、法兰防腐:

a、干燥区域的防腐(锈蚀转化涂层)

b、潮湿区域的防腐(精蜡防蚀系统)

潮湿区域的防腐

(1)工况描述:常温干燥和潮湿区域法兰腐蚀严重,腐蚀等级为C级;

(2)原处理方式:涂刷油漆。因以上部件无法彻底除锈,部分部件长期处于潮湿状态,故防腐年限为2个月;

(3)解决方案:对于干燥部位采用锈蚀转化涂层,防腐年限达到1年以上;潮湿区域采用精蜡防蚀工艺,至今无腐蚀;


2、螺栓防腐:


锈蚀转化涂层



精蜡防蚀系统


(1)工况描述:螺栓普遍腐蚀等级为B-C级,局部区域腐蚀严重影响螺栓强度;

(2)原处理方式:涂刷油漆、油膏。因以上部件无法彻底除锈,涂刷油漆相当短;涂抹油膏会因雨淋后流失,需经常涂抹。

(3)解决方案:采用锈蚀转化涂层或精蜡防蚀工艺,达到很好的防腐效果;


3、冷却水管路防腐:

(1)工况描述:管路、法兰等部位因长期处于潮湿状态,造成大面积腐蚀;

(2)原处理方式:涂刷油漆。因无法彻底除锈和干燥,防腐半年后出现全面点蚀;

(3)解决方案:在潮湿状态下,去除浮锈后采用精蜡防蚀工艺对管路、法兰、阀门进行整体包覆,达到长效防腐目的;


4、储罐基础防腐密封:

(1)工况描述:储罐底部与混凝土结合面因未进行有效密封,已造成罐底腐蚀;

(2)原处理方式:矿脂带密封,因矿脂带耐UV性能欠佳,使用此工艺后已出现局部粉化和脱落;

(3)解决方案:采用精蜡防蚀工艺对间隙进行整体密封(延伸率>180%、极优的耐UV性能),密封和防腐效果良好;


结束语:

化工企业面临扥腐蚀原因复杂,针对不同的工况及特点应采用不同的腐蚀控制手段,因地制宜。我们要遵循“同时着眼厂区平均值与极端值管理,即以传统防腐方式与特殊防腐工艺相结合”的原则,提高总体使用年限,避免安全风险。


参考文献:

[1]夏海明、李祥松 钢材的防锈和除锈技术及其应用 《全面腐蚀控制》2016.02.035.03


本文刊登在:《中国设备工程》杂志  2016.08(上) P68