新型熱熔型可剝離涂層在法蘭防腐中的應(yīng)用

張　炬，馬勝軍，王永才?。ㄖ泻Ｓ统Ｖ萃苛匣ぱ芯吭河邢薰荆K常州 213016）

新型熱熔型可剝離涂層在法蘭防腐中的應(yīng)用

張炬，馬勝軍，王永才（中海油常州涂料化工研究院有限公司，江蘇常州 213016）

通過一種新型熱熔型可剝離涂層在法蘭防腐中的應(yīng)用實(shí)例，分析了該涂層的組成和防腐機(jī)理，并介紹了其施工工藝和注意事項(xiàng)。實(shí)際應(yīng)用表明，該涂層對(duì)法蘭防腐具有優(yōu)良效果。

可剝離涂層；法蘭；防腐

0　引言

法蘭連接是管道連接最常用和最主要的方法，由法蘭盤、墊片和螺栓三者相互連接作為一個(gè)組合，以保證管道或者管件的封閉性。由于法蘭連接具有非常優(yōu)良的綜合性能，因而被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、造船等基礎(chǔ)工程之中，使用效果非常顯著［1］。法蘭的連接失效容易引發(fā)泄漏事故，不僅影響企業(yè)生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)環(huán)境造成破壞。

中海油渤南龍口天然氣終端處理廠的主要工作是將平臺(tái)上輸送的天然氣中的水蒸氣、二氧化碳、有毒氣體及其它有機(jī)物分離，加工處理后的干氣管輸至下游各民用及工業(yè)用戶，液化石油氣及穩(wěn)定輕烴裝車外運(yùn)?，F(xiàn)場(chǎng)管線設(shè)計(jì)壓力為6 MPa，工作壓力約為3.1 MPa，于2004年投產(chǎn)。該天然氣處理廠位于山東省龍口市屺姆島中部，濕度高，鹽度大，廠內(nèi)設(shè)備受海洋環(huán)境腐蝕嚴(yán)重。

該處理廠法蘭系統(tǒng)采用涂料進(jìn)行保護(hù)，由于法蘭通常與管道相連，保護(hù)體系與管道一樣，采用傳統(tǒng)有機(jī)涂層保護(hù)：底漆選用環(huán)氧富鋅底漆，中間漆選用環(huán)氧云鐵防銹漆，面漆選用丙烯酸聚氨酯面漆，涂層總厚度≥320 μm［2］。根據(jù)施工要求，防腐涂料施工前，鋼結(jié)構(gòu)表面處理達(dá)到Sa 2.5級(jí)。螺栓通常選用滲鋅、達(dá)克羅或特氟龍涂層進(jìn)行防護(hù)［3-4］。由于法蘭、螺栓連接處存在間隙，腐蝕介質(zhì)的侵入容易引發(fā)電偶腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等。同時(shí)由于有機(jī)涂層硬度不夠高，施工過程中容易受到機(jī)械碰撞而破損，不完整的涂層會(huì)形成大陰極小陽極的腐蝕體系，加快腐蝕的發(fā)生。以下介紹一種新型熱熔型可剝離涂層在法蘭防腐中的應(yīng)用。

1　新型熱熔型可剝離涂層性能指標(biāo)

鑒于傳統(tǒng)涂層難以滿足法蘭系統(tǒng)的防腐要求，中海油常州涂料化工研究院有限公司選用了一種新型熱熔型可剝離涂層。該涂層以醋酸丁酸纖維素為成膜物，內(nèi)嵌帶有特殊官能團(tuán)的油溶性緩蝕劑，在苛刻的海洋環(huán)境中，使用壽命長達(dá)10余年，對(duì)于潮濕環(huán)境的管件，使用壽命可達(dá)15 a［5］。該涂層具有良好的彈性，它會(huì)隨著連接部位伸縮而不被破壞，在基體移動(dòng)時(shí)，涂層釋放出的緩蝕劑將會(huì)隨移動(dòng)的表面流動(dòng)，不影響構(gòu)件的防腐效果。新型熱熔型可剝離涂層的性能指標(biāo)見表1。

表1　 新型熱熔型可剝離涂層的性能指標(biāo)Table 1　The performance index of new type of hot melt strippable coating

2　新型熱熔型可剝離涂層防腐機(jī)理

因法蘭系統(tǒng)的腐蝕因素主要是法蘭與螺栓之間存在間隙，導(dǎo)致水、氧氣等腐蝕介質(zhì)的侵入，因此，有效隔絕腐蝕介質(zhì)的侵入是防止法蘭系統(tǒng)腐蝕的最有效方法。

新型熱熔型可剝離涂層優(yōu)良的防腐機(jī)理主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是將保護(hù)的法蘭系統(tǒng)完全包覆，涂層厚度達(dá)4 mm，完全隔離水、污染物及其它腐蝕介質(zhì)的侵入，避免腐蝕的發(fā)生；二是成膜物中含有油溶性緩蝕劑，該緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)，當(dāng)涂層包覆在鋼結(jié)構(gòu)表面時(shí)，緩蝕劑中的極性基團(tuán)會(huì)吸附在金屬表面，而非極性基團(tuán)則溶于涂層中，使緩蝕劑分子能定向排列于金屬與涂層之間，有效抑制腐蝕的擴(kuò)展［6］。

3　新型熱熔型可剝離涂層在法蘭防腐中的應(yīng)用

傳統(tǒng)有機(jī)涂層按照3年1個(gè)周期的維護(hù)原則，維護(hù)時(shí)首先對(duì)破損、腐蝕的部位表面進(jìn)行除銹、打磨，再根據(jù)原有涂層體系選擇配套的涂層進(jìn)行噴涂，施工難度大，耗費(fèi)大量人力與物力，維修成本高。因此，選用新型熱熔型可剝離涂層對(duì)中海油渤南龍口天然氣終端處理廠工藝段近100對(duì)大小法蘭系統(tǒng)進(jìn)行了防腐施工，施工工藝如下：

（1） 清除基體表面浮銹和其他污染物，必須保持表面干燥，沒有水或者潮氣；

（2） 將涂層材料加入到熔融罐中，待其充分融化后噴涂。噴涂過程中可以一邊噴涂一邊加料。操作人員應(yīng)設(shè)置好氣體和材料液流的壓力，使其適合周圍環(huán)境，以確保涂層厚度滿足規(guī)范要求；

（3） 當(dāng)法蘭存在縫隙時(shí)，須用網(wǎng)格布纏繞，封堵間隙，然后進(jìn)行噴涂；

（4） 噴涂的基本原則：先底部后上部，先螺栓后整體，保證材料沒有孔洞，噴涂厚度>4 mm。第一道噴涂法蘭端部采用高壓模式，調(diào)整噴槍壓力。從下往上噴涂垂直法蘭底部以及水平法蘭兩側(cè)，再從上往下噴涂垂直法蘭頂部；法蘭連接空隙處須用網(wǎng)格布纏繞后噴涂，以充滿空隙。噴涂層上部分界線要求平整，與法蘭本體結(jié)合緊密，不允許有氣泡或異物影響保護(hù)效果，封口處用扎帶束緊，同時(shí)邊界處外加無色透明硅膠整體再進(jìn)行一次封口處理，保證沒有空氣、凝露水和液體順縫隙進(jìn)入防腐涂層內(nèi)部。第一道噴涂完成后，仔細(xì)檢查法蘭周邊是否有孔洞，發(fā)現(xiàn)孔洞后要對(duì)孔洞位置進(jìn)行標(biāo)記，并在噴涂第二道時(shí)先將孔洞補(bǔ)上。在噴涂第二道前用布擦拭表面的緩蝕劑，防止緩蝕劑的存在導(dǎo)致前后兩道涂層出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。第二道噴涂方式與第一道的噴涂方式一致。

（5） 法蘭底部施工過程中，用托盤收集廢料，施工完成后，檢查涂層質(zhì)量，不得有針孔、氣泡和異物，修理角邊，所有廢料回收重復(fù)利用。

噴涂示意圖見圖1。

圖1　 噴涂示意圖Figure 1　The schematic diagram of spraying

熱熔型可剝離涂層材料消耗量和涂裝時(shí)間見表2。

表2　 熱熔型可剝離涂層材料消耗量和涂裝時(shí)間一覽表Table 2　The list of material consumption and coating time of hot melt strippable coating

4　結(jié)語

渤南龍口天然氣終端處理廠對(duì)法蘭系統(tǒng)進(jìn)行的防腐施工表明，該涂層具有良好的防腐效果，施工后兩年涂層無明顯開裂，被保護(hù)的法蘭螺栓表面依舊光亮，無腐蝕發(fā)生。目前，該新型熱熔型可剝離涂層已經(jīng)在中海油法蘭防腐中，如樂東平臺(tái)、渤西處理廠、東方終端處理廠等全面推廣。與傳統(tǒng)有機(jī)涂層相比，熱熔型可剝離涂層具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 涂層可剝離，便于設(shè)備日常拆檢維護(hù)及腐蝕檢測(cè)，剝離后的涂層能重復(fù)利用7～10次；

（2） 涂層施工方便，不受被保護(hù)物件的形狀、尺寸影響，特別是對(duì)于狹小空間的異型結(jié)構(gòu)有明顯優(yōu)勢(shì)；

（3） 符合環(huán)保要求，零VOC。

1 余成菖，劉伯英.化工廠設(shè)備管理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1984.

2 劉松杰.長輸管道粘彈體防腐補(bǔ)口方法應(yīng)用［J］.管道技術(shù)與應(yīng)用，2014（1）：31-32.

3 石衛(wèi)國，杜貴林，陳圣乾，等.螺栓表面滲鋅防腐新技術(shù)試驗(yàn)評(píng)價(jià)及推廣應(yīng)用［J］.中國海上油氣，2014，26（6）：102-105.

4 余直霞，齊江濤，張國慶，等.海上油氣田緊固件的防腐設(shè)計(jì)及應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.涂料技術(shù)與文摘，2013（3）：22-25.

5 陳飛.法蘭閥門噴涂防腐新技術(shù)［J］.燃?xì)馀c熱力，2012，32（7）：40-42.

6 王路東，張鼎明，陳利鋒，等.新型涂層技術(shù)在熱帶濱海電廠中的應(yīng)用［J］.全面腐蝕控制，2014，28（2）：85-87.

The Application of a New Type of Hot Melt Strippable Coating in the Flange Anticorrosion

Zhang Ju，Ma Shengjun，Wang Yongcai
（CNOOC Changzhou Paint and Coatings Industry Research Institute Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu，213106，China）

Through the application examples of a new type of hot melt strippable coating in the flange anticorrosion，the composition and anticorrosion mechanism of the coating were analyzed，and the construction technology and matters needing attention were described. The practical application showed that the coating had a good effect on the flange anticorrosion.

strippable coating；flange；anticorrosion

TQ 630.7

A

1009-1696（2016）04-0018-03

2016-03-29

張炬（1985—），男，碩士，主要從事金屬腐蝕與防護(hù)方面的研究工作。