淺談閥門防鹽霧腐蝕涂層施工工藝

曹宜軍，尚洪寶

（重慶川儀調(diào)節(jié)閥有限公司，重慶 400707）

0 引言

隨著近年來(lái)近海油田、海上油田的不斷發(fā)現(xiàn)與開采，對(duì)于配套的閥門設(shè)備其表面涂層也有了更高的要求。受到海洋大氣、雨雪以及凝結(jié)水的侵蝕，沿海地區(qū)的金屬設(shè)備和材料很容易出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，其中導(dǎo)致閥門設(shè)備腐蝕的一個(gè)重要因素就是海洋大氣中的高濃度鹽霧[1]（主要成分Na2O），它腐蝕閥門設(shè)備后，不僅影響了設(shè)備的性能，還縮短了設(shè)備的使用壽命。因此，需要采用相應(yīng)的措施來(lái)防止鹽霧腐蝕。

圖2 法蘭式蝶閥閥體防護(hù)方式Fig.2 Flange butterfly valve body protection mode

表1 各腐蝕環(huán)境配套涂層Table 1 Supporting coatings for each corrosive environment

1 防鹽霧涂層基本概念

1.1 耐久性

ISO12944-5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐久性為幫助業(yè)主制定維修計(jì)劃的技術(shù)參考，并不等于擔(dān)保時(shí)間，一般分為3 個(gè)等級(jí)即低（L）、中（M）、高（H）。

1.2 環(huán)境分類

根據(jù)ISO12944-2，腐蝕環(huán)境可分為6 大類即C1、C2、C3、C4、C5-I/C5-M，本文著重講解后兩種涂層施工工藝。

1.3 各腐蝕環(huán)境配套涂層選擇

依據(jù)ISO12944-5，C4、C5-I、C5-M 腐蝕環(huán)境，中等耐久度條件下，涂層漆基類型及各涂層厚度見表1。值得注意的是，在同一腐蝕環(huán)境下可能存在多種涂層配套。比如C4 腐蝕環(huán)境，可選擇環(huán)氧富鋅底漆[2]（60um）、環(huán)氧云鐵中間漆（80um），聚氨酯面漆（60um），也可選擇環(huán)氧底漆（180um）、聚氨酯面漆（60um）。

2 基材表面前處理

2.1 銹蝕等級(jí)及除銹等級(jí)

針對(duì)C4、C5-I、C5-M 腐蝕環(huán)境的涂層，表面處理是必要的，一般要求達(dá)到Sa2.5[3]及以上，進(jìn)而提高涂層附著力。ISO 8501-1 規(guī)定，基材表面銹蝕等級(jí)[4]分為A、B、C、D，以C 級(jí)銹蝕等級(jí)為例，當(dāng)達(dá)到Sa2.5 表面處理等級(jí)時(shí)，表面情況如圖1 所示。

2.2 閥門噴砂前防護(hù)

利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過(guò)程，采用壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂）高速噴射到需要處理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化，由于磨料對(duì)工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度。

因閥門制造的行業(yè)特點(diǎn)，噴砂選擇在閥門殼體機(jī)加工完成后進(jìn)行，此時(shí)則必須考慮噴砂前防護(hù)，主要防護(hù)點(diǎn)為螺紋孔、法蘭密封面、機(jī)加工配合面及一些重要尺寸面。

2.3 預(yù)涂底漆

基材表面通過(guò)噴砂處理后，基材本體直接暴露在空氣中，如果不及時(shí)進(jìn)行底漆涂層預(yù)涂，會(huì)很快返銹，銹蝕成分主要為Fe2O3等。因此，涂裝行業(yè)內(nèi)規(guī)定，在噴砂處理后4 小時(shí)內(nèi)必須預(yù)涂底漆。在噴砂完成后對(duì)底、中、面涂層統(tǒng)一施工以減少轉(zhuǎn)序是不可取的，當(dāng)漆膜達(dá)到100um 以上時(shí)，因?yàn)樵谡麢C(jī)裝配過(guò)程中涉及螺栓時(shí)會(huì)一定程度壓傷涂層，造成涂層物理?yè)p傷，進(jìn)而影響涂層防腐能力。

3 防鹽霧涂層涂裝

為保證各涂層質(zhì)量及厚度，涂裝前需再次確認(rèn)待涂物表面是否有油污、灰塵或附著不牢靠的預(yù)涂層。在涂裝過(guò)程中還需進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，例如相對(duì)濕度（RH%）、露點(diǎn)溫度（℃）、環(huán)境溫度（℃）、基材表面溫度（℃）、基材表面含鹽量（μS/ cm）、各層干濕膜厚度（um）、附著力檢測(cè)（MPa）等。

圖3 濕膜測(cè)厚儀Fig.3 Wet film thickness gauge

3.1 涂裝前準(zhǔn)備

在涂裝前需對(duì)相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、環(huán)境溫度、基材表面溫度、基材表面含鹽量進(jìn)行檢查，符合要求即可噴漆。同時(shí)為保證涂層不產(chǎn)生流掛、起泡、橘皮等常見涂裝缺陷，油漆的使用配比（體積比、重量比均可）、稀釋劑的添加量以及油漆混合后的粘度控制是非常必要的。油漆一經(jīng)混合必須在其有效使用期內(nèi)使用完成，嚴(yán)禁使用過(guò)期油漆。

3.2 涂裝方式

對(duì)于閥門產(chǎn)品，由于其外表面多為曲面，相對(duì)更高效的無(wú)氣噴涂，傳統(tǒng)手工空氣噴涂更實(shí)用，且容易保證涂層質(zhì)量。噴槍的口徑大小需結(jié)合油漆本身固含量、黏度及配套稀釋劑的添加量。

3.3 涂層層間控制

為減少各涂層與對(duì)應(yīng)額定涂層的偏離，一般采用濕膜[5]測(cè)厚儀實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)上道涂層是否滿足覆涂[6]要求，需結(jié)合油漆廠家說(shuō)明書，查閱對(duì)應(yīng)溫度條件下，涂層表干、硬干及實(shí)干時(shí)間。一般自干型油漆不推薦使用烘烤加速干燥。

3.4 完工檢測(cè)

對(duì)于防鹽霧腐蝕涂層，除了需檢測(cè)油漆外觀是否存在流掛、摻雜、起泡、缺損、起皺、漆面粗糙、龜裂、色差等還需進(jìn)行附著力測(cè)試。結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)“百格法”對(duì)此類涂層已不適用，一般采用拉拔儀結(jié)合ASTM D4541 的相關(guān)要求，當(dāng)涂層拉拔力[7]達(dá)到5MPa 及以上則認(rèn)為其附著力[8]滿足要求。另外油漆干膜總厚度是否達(dá)標(biāo)也是必檢項(xiàng)目，通常油漆的干膜厚度采用干膜測(cè)厚儀[9]檢查。檢測(cè)方式可依據(jù)《SSPC-PA2-2004 磁性儀器測(cè)量干膜厚度》。

3.5 中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）

如需對(duì)完工涂層進(jìn)行防腐能力測(cè)試，可采用根據(jù)《GBT1771-2007色漆和清漆+耐中性鹽霧性能的測(cè)定》進(jìn)行定量測(cè)試。結(jié)合ISO12944-6，在中等耐久性條件下C4、C5-I、C5-M腐蝕環(huán)境的涂層分別要求達(dá)到480h和720h。

4 結(jié)語(yǔ)

閥門表面涂層防腐能力更多地取決于基材表面前處理及各涂層施工工藝是否合理，對(duì)于C4、C5-I、C5-M 腐蝕環(huán)境下的涂層做好前處理和制定合理的施工工藝是前提。同時(shí)為保證閥門產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)安裝后，其防腐能力達(dá)到預(yù)期，生產(chǎn)廠家可通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)合ISO12944-6 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在閥門產(chǎn)品出廠前對(duì)防鹽霧涂層進(jìn)行定量檢測(cè)來(lái)衡量涂層防腐能力是否達(dá)標(biāo)。