降低石化裝置平臺鋼板腐蝕速度的措施

靳榮山，徐金文，聶仁國

(正和集團(tuán)股份有限公司，山東 東營 257342)

某公司DCC、延遲焦化及加制氫等裝置運行時間均超過10年，裝置原始設(shè)計為鋼平臺，平臺上鋪設(shè)的是5毫米的T型鋼板，最近的一次防腐時間是2016年7月份，3年的風(fēng)吹日曬雨淋，平臺表面的漆膜翹皮、龜裂、剝離現(xiàn)象普遍，鋼板銹蝕較為嚴(yán)重，尤其是平臺的局部凹陷容易積水處，鋼板銹蝕非常嚴(yán)重，埋下了極大地安全隱患。

1 石化裝置平臺鋼板防腐涂料損壞的原因分析

1.1 平臺積水破壞防腐涂料原因分析

平臺鋼板上積水的浸泡，加速了漆膜翹皮、龜裂的速度，其破壞機(jī)理是：當(dāng)漆膜長時間的浸泡在水中時，水分子可以穿過漆膜到達(dá)漆膜與鋼板的結(jié)合面，和親水性的組份形成水溶液，這些組分有漆膜中或鋼板上的鹽和稀釋溶劑(主要是稀料，親水性極強(qiáng))，以及漆膜固化時沒有揮發(fā)干凈被截留住的稀釋溶劑。由于漆膜內(nèi)的親水性稀釋溶劑的濃度比膜外大得多，在膜層里呈階梯性增長，濃度差促使水分子不斷滲透到膜內(nèi)部，不斷在膜內(nèi)和膜下積聚，直到完全飽和，通過稀釋最終達(dá)到濃度平衡。水分子的持續(xù)增加，打破了漆膜原本異常穩(wěn)固的狀態(tài)，讓漆膜逐漸失去粘結(jié)力、強(qiáng)度降低，再加上金屬氧化物對水分子的化學(xué)吸收和物理吸附，水通過擴(kuò)散，或通過漆膜中的毛細(xì)管或孔隙(漆膜中溶劑或增塑劑揮發(fā)等留下)遷移流過漆膜到達(dá)漆膜與鋼板的界面，聚集在那些非粘結(jié)區(qū)域中。在一定水壓下，漆膜就會起泡。隨著聚集水的增多，壓力增大，會對漆膜和鋼板的粘結(jié)區(qū)域施加一個剝離力，使局部積聚水的區(qū)域向側(cè)面擴(kuò)張，引起更多的界面失去粘結(jié)。查詢資料表明，許多漆膜在相對濕度為65%～80%時，粘附力就開始下降；在相對濕度超過90%時，就迅速地降低。另外，當(dāng)漆膜與鋼板的界面只有一個分子厚的水時，水膜是固定不動的；而存在幾個分子厚的水膜時，水滲透推動力就迅速地增加；達(dá)到一定厚度時，這水膜就具有水的整體性質(zhì)，成為“滑動表面”，剝離就明顯出現(xiàn)，發(fā)生水剝離后，漆膜就漸漸地龜裂、剝離失去保護(hù)作用，失去漆膜保護(hù)的鋼板很容易被腐蝕。

1.2 除銹作業(yè)影響防腐涂料壽命原因分析

石化行業(yè)的生產(chǎn)特點是生產(chǎn)設(shè)備高溫高壓且連續(xù)運行，生產(chǎn)介質(zhì)易燃易爆且有毒有腐蝕，因此裝置的防腐工作一般是在檢修時進(jìn)行。由于裝置檢修時間緊、任務(wù)重，檢修工作基本上屬于多專業(yè)、多工種立體交叉作業(yè)，平臺鋼板的除銹方式大多為效果較差砂輪機(jī)除銹，無法采用效果好的噴砂除銹。砂輪機(jī)除銹使用的碗型鋼絲刷硬度較差，在對鋼板進(jìn)行大面積作業(yè)時存在缺陷：一是硬度大的油漆翹皮無法除去，二是較硬的鐵銹無法除去，即使除銹前使用防爆銅錘敲打，也無法完全去除頑固的漆膜翹皮、鐵銹；砂輪機(jī)除銹可以將鋼板表面大部分的灰塵、浮銹、翹起的漆膜除去，現(xiàn)場監(jiān)理在進(jìn)行隱蔽工程驗收時難以發(fā)現(xiàn)除銹細(xì)節(jié)上隱藏的缺陷問題，為接下來進(jìn)行的防腐涂料粉刷工作埋下了隱患，使得完成防腐的鋼板在一年后局部可能出現(xiàn)漆膜翹皮、龜裂的情況，使其防護(hù)性能大打折扣。

1.3 防腐涂料自身原因分析

石化裝置的平臺鋼板在防腐涂料的選擇上一般采用氯化橡膠類、環(huán)氧富鋅類、氯磺化類底漆，該類底漆屬于高分子量的聚合物且低表面能，生產(chǎn)過程中使用的原料不在我們的可控范圍之內(nèi)，不予考慮。上述涂料在新建設(shè)且經(jīng)過徹底除銹的鋼平臺上效果非常好，當(dāng)遇到老、舊鋼平臺且除銹效果不是太理想的情況下，它們的硬度、附著力與封閉效果都不甚理想，達(dá)不到我們的要求，防腐工程完成、裝置開工后漆膜一旦發(fā)生翹皮、龜裂的情況，腐蝕性介質(zhì)就會趁虛而入，對鋼板造成腐蝕，帶來極大安全隱患。

2 解決漆膜損壞、降低裝置平臺鋼板腐蝕速度的措施

2.1 消除平臺積水，降低積水對防腐涂料的破壞

石化裝置的平臺鋼板上銹蝕嚴(yán)重的部位，多為低點積水處，在低點視面積大小處鉆上數(shù)量不等的圓孔，有效的排掉了積水，就可消除了積水給漆膜造成的危害，延長防腐涂料其使用壽命，確保鋼板不受腐蝕。

2.2 采用水利除銹方式減少對防腐涂料的影響

水力除銹就是采用高壓水通過專用旋轉(zhuǎn)噴頭來完成除銹過程的一種先進(jìn)除銹方式，與傳統(tǒng)的噴砂除銹、砂輪機(jī)除銹相比，具有安全、環(huán)保的優(yōu)點，徹底解決了傳統(tǒng)除銹方式給設(shè)備帶來的安全隱患和對環(huán)境的粉塵污染，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，保證了除銹質(zhì)量，可以在生產(chǎn)裝置運行期間對平臺上的鋼板進(jìn)行除銹，尤其是禁止動火的液化氣罐區(qū)、油品罐區(qū)的儲罐本體及勞動保護(hù)進(jìn)行除銹，除銹效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過砂輪機(jī)除銹，達(dá)到St2.5等級，完成除銹后鋼板表面無可見油脂和污垢，并且無附著不牢的鐵銹、氧化皮或漆膜，底材顯露部分的表面有金屬光澤。除銹完成使用壓縮空氣將平臺多余水分吹干后就可以開始涂刷工作。

2.3 采用滲透性封閉底漆除延長防腐涂料壽命

滲透性封閉底漆完全滿足于除銹等級Sa1或是St2以上、甚至是銹蝕情況較輕不除銹的金屬防腐；其防腐機(jī)理就是使高滲透防腐材料充滿金屬的表面，填充金屬表面的凹坑、縫隙和微小空穴，甚至能夠覆蓋封閉沒有除去的漆膜翹皮、鐵銹，實現(xiàn)防護(hù)材料與金屬的牢固結(jié)合，最終形成密不透風(fēng)、硬度大的致密表層，使得引發(fā)銹蝕的氧氣和水都無法進(jìn)入到金屬表面從而達(dá)到真正意義上的長期可靠的防腐目的。滲透性封閉底漆的優(yōu)點有：高強(qiáng)的附著力、耐腐蝕性能好、耐高溫性能好、表面光亮性好、涂刷工作效率高、涂層致密，保護(hù)性好，可帶銹涂裝，一般性銹蝕無需處理。

4 結(jié)論

某公司先后在汽油加氫裝置平臺、30萬方罐區(qū)的浮頂及勞動保護(hù)、24萬方罐區(qū)5000m3儲罐及汽油罐區(qū)做過對比試驗，滲透性封閉底漆的性價比遠(yuǎn)大于氯化橡膠類、環(huán)氧富鋅類、氯磺化類底漆。我們將防腐涂料從原來滾刷五遍(兩遍底漆、一遍中間漆、兩遍面漆)改為現(xiàn)在滾刷兩遍(即滲透性封閉底漆一遍底漆、一遍面漆)，面漆不變，底漆減少了兩遍，降低了人工費。我們經(jīng)過采取上述措施提高了平臺鋼板耐腐蝕性，降低了施工費用。