采輸氣場站法蘭防腐措施探討

王川洪 劉輝 劉萍 王春祿 周仁

摘? ?要：采氣場站生產(chǎn)流程中管線及閥門為檢修方便，絕大部分采用的是法蘭連接，目前場站普遍采取涂抹黃油或機(jī)油、連接處塞石棉、包裹連接處等方法防止腐蝕，但均未取得效果，甚至加重了腐蝕。本文分析了法蘭腐蝕的原因，總結(jié)和對(duì)比了場站常用的幾種防腐措施和做法，對(duì)比做法優(yōu)劣，為指導(dǎo)場站法蘭防腐提供了建議和參考。

關(guān)鍵詞：場站設(shè)備? 法蘭? 防腐

1? 采輸氣場站法蘭基本情況介紹

法蘭是采輸氣場站常用的閥門、設(shè)備與管線連接形式，根據(jù)壓力等級(jí)不同，通常有平焊法蘭、對(duì)焊法蘭，密封形式以RF、MF、RJ和FF密封面為主，密封材料通常有金屬纏繞式墊片、鋼圈和非金屬石棉墊等;選擇的依據(jù)主要根據(jù)法蘭所應(yīng)用的環(huán)境壓力、溫度、輸送介質(zhì)特性進(jìn)行選擇。

2? 法蘭存在的主要問題及原因

2.1 主要問題

采輸場站設(shè)備和管線規(guī)格差異大，法蘭從DN50～DN400不等，壓力等級(jí)差異大，法蘭材質(zhì)種類多，大部分法蘭連接處間隙較小，導(dǎo)致法蘭密封面間腐蝕嚴(yán)重，螺栓腐蝕，出現(xiàn)強(qiáng)度降低甚至斷裂現(xiàn)象。

腐蝕過程緩慢，但現(xiàn)場無有效監(jiān)控和評(píng)估手段進(jìn)行提前預(yù)防和檢測(cè)，一旦出現(xiàn)法蘭泄漏或連接螺栓因腐蝕而出現(xiàn)突然斷裂時(shí)，將引發(fā)嚴(yán)重的天然氣泄漏事故。

2.2 腐蝕原因分析

造成法蘭連接處腐蝕的原因主要在于場站法蘭長期暴露于自然環(huán)境中，表面氧化所致。場站法蘭主要材料為碳鋼，經(jīng)過氧化后，其氧化膜疏松多孔，對(duì)金屬?zèng)]有保護(hù)作用，法蘭表面氧化持續(xù)發(fā)生，氧化膜的厚度與時(shí)間呈線性關(guān)系，隨著時(shí)間的推移，腐蝕情況逐漸加重。

西南地區(qū)常年空氣濕度大，雨水較多，法蘭處在露天環(huán)境，易受到環(huán)境中水汽的影響而加重腐蝕。當(dāng)環(huán)境中含有水蒸氣或雨水影響時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氧化速度加快，特別是水平安裝的法蘭，由于法蘭螺栓孔和配套螺栓之間通常有1mm左右的間隙，進(jìn)入的雨水易于聚集，不易排出，腐蝕情況通常比豎直安裝的法蘭嚴(yán)重。

法蘭防腐作業(yè)前清潔不徹底、防腐涂層附著力差，防腐質(zhì)量差。場站管道通常采用環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云防銹漆和氟碳面漆組成，要求總厚度大于或等于320μm。由于法蘭間間隙較小，無專用工具進(jìn)行清理和除銹，使法蘭間隙內(nèi)的雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物清理不徹底而導(dǎo)致防銹漆附著不牢固，防腐施工作業(yè)時(shí)操作難度大，間隙內(nèi)噴涂不均勻金屬與環(huán)境直接接觸導(dǎo)致腐蝕。

設(shè)備清潔過程中，清潔劑等含酸、堿溶液腐蝕。設(shè)備和管線的清潔通常采用含有一定酸或堿成分的清洗劑稀釋后對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行清洗和擦拭，清潔完成后，留在法蘭間隙間的殘液未及時(shí)清理，導(dǎo)致間隙間的金屬腐蝕。

一是雨水易殘留在連接處;二是空氣中的水汽遇冷凝結(jié)在連接處;三是天然氣微漏造成法蘭端面、連接螺桿、密封墊腐蝕，存在極大的安全隱患。或硫化物時(shí)，尤以硫化物為嚴(yán)重，常稱這種情況為硫化腐蝕。

3? 現(xiàn)場常見做法

現(xiàn)場部分采用對(duì)密封面進(jìn)行封隔或加注機(jī)油、緩蝕劑等方式進(jìn)行防腐，對(duì)人體健康和環(huán)境有一定影響，防護(hù)效果不明顯;通過在管理上加強(qiáng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，提前預(yù)防，但對(duì)法蘭間隙面的腐蝕減緩幫助不大，增加了員工工作量;部分措施有效周期短，費(fèi)用較高。以下對(duì)比了現(xiàn)場常見的幾種防腐措施。

3.1 封口膠封閉

將法蘭間隙面清理后，采用封口膠沿法蘭徑向粘貼一周，將間隙面封閉，防止水汽與間隙面接觸。其優(yōu)點(diǎn)在于：封口膠屬快干型產(chǎn)品，粘貼后能在較短時(shí)間內(nèi)與法蘭粘接面貼合，能滿足環(huán)境溫度-20℃以下和70℃要求，適應(yīng)性較強(qiáng)，適合于常溫輸送天然氣場所使用;粘結(jié)后不易爆口，膠膜在一定周期內(nèi)不發(fā)脆，其表面光滑，能有效阻擋空氣、水汽和污物進(jìn)入，減緩腐蝕速率;施工過程簡單，一人即能操作;成本較低，經(jīng)濟(jì)性較好。

缺點(diǎn)：封口膠覆蓋密封間隙后，密封較為嚴(yán)密，間隙空間內(nèi)的水汽不能排出;膠帶通常為水乳性產(chǎn)品，老化較快，特別是粘膠與水解除后粘附力降低，再粘附性能差;使用周期短，戶外環(huán)境的膠帶使用2個(gè)月左右，密封和粘附性能下降50%左右;膠帶清理后，粘膠附著在設(shè)備上，清理難度大。

3.2 黃油封閉

采用潤滑脂填滿法蘭間隙的方式，達(dá)到防腐效果。潤滑脂由稠化劑通過范德華力和毛細(xì)管作用，吸附基礎(chǔ)油而形成，因其中的基礎(chǔ)油和添加劑本身具有較好的驅(qū)水性能和防腐蝕，附著在法蘭上時(shí)防腐蝕性能較好。

缺點(diǎn)：潤滑脂本身具有一定的流動(dòng)性，即使稠度較高的潤滑脂，在豎直安裝的法蘭上不易保持其穩(wěn)定的粘附性;環(huán)境中或管道溫差過大時(shí)，造成潤滑脂分油;潤滑油表面易粘附灰塵、臟物，外表同時(shí)使用封口膠時(shí)，封口膠粘附性變差。

3.3 防腐蝕膏

采用粘彈體防腐膏填充法蘭間隙，通過防腐蝕膠帶纏繞增加機(jī)械強(qiáng)度。該類型的防腐蝕膏具有永不固化的粘彈性聚合物，具有獨(dú)特的冷流特性吸水率低于0.03%，能夠在85℃以下保持不滴垂，可以嵌入法蘭密封面后塑造成平滑的外型，達(dá)到完全保護(hù)的效果。防腐膏施工簡單方便，對(duì)表面的處理要求不高，密封效果好，能有效阻止水分及其他化學(xué)介質(zhì)直接腐蝕設(shè)備，材料安全環(huán)保，使用壽命較長。法蘭處理完成后表面因有保護(hù)帶導(dǎo)致平整度相對(duì)較差;費(fèi)用較其他防腐方法略高。

3.4 雙飛粉調(diào)和劑

采用石棉繩填充，雙飛粉調(diào)和油漆蓋面。先通過石棉繩對(duì)法蘭間隙面進(jìn)行填充形成支撐骨架，再通過油漆與雙飛粉調(diào)和的膏體進(jìn)行縫隙填充和表面抹平，待干透后表面可打磨平整，和管道法蘭同時(shí)做防腐處理。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)部的石棉繩除提供支撐外，還可以在溫度變化時(shí)提供間隙內(nèi)氣體熱脹冷縮空間，防止外表層損壞，保持較好密封性;雙飛粉質(zhì)地細(xì)膩，和油漆調(diào)和后具有較好的附著力和表面強(qiáng)度，不易產(chǎn)生裂紋，保護(hù)和隔絕法蘭間隙受外界水汽和氧氣的接觸，減緩腐蝕;使用周期較長，筆者所在的基層單位于2002年開始對(duì)場站設(shè)備法蘭進(jìn)行填充，除因法蘭泄漏或更換拆卸后破損外，其余法蘭使用效果良好。

4? 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

通過以上方法在材料獲取、使用效果和施工難度上的對(duì)比，防腐蝕膏和雙飛粉調(diào)和的做法在現(xiàn)場應(yīng)用效果較好，能有效針對(duì)管道法蘭的較小間隙實(shí)施作業(yè)，滿足防腐要求。對(duì)部分臨時(shí)維修或振動(dòng)較大法蘭采用防腐蝕膏防腐效果較好;雙飛粉調(diào)和施工由于其性價(jià)比較高、材料易得、施工簡單、使用時(shí)間長，后期維修整改方便等特點(diǎn)在現(xiàn)場相對(duì)靜止管道法蘭中應(yīng)用更加廣泛。

4.2 建議

4.2.1 加強(qiáng)施工前的準(zhǔn)備

（1）法蘭采用雙飛粉調(diào)和工藝需要對(duì)法蘭間隙面手工除銹至St2 級(jí)以上，并采用壓縮空氣清理法蘭間雜質(zhì)和污物，防止雜質(zhì)堆積影響貼合效果;

（2）施工前應(yīng)保證間隙面干燥;

（3）用于填充的石棉繩可用潤滑脂涂抹以達(dá)到防腐和粘附作用。

4.2.2 加強(qiáng)施工中的風(fēng)險(xiǎn)防控

（1）雙飛粉粒徑較細(xì)，作業(yè)人員應(yīng)做好自身防護(hù);

（2）完成后的覆蓋面應(yīng)保持連續(xù)和致密，不能出現(xiàn)裂紋和空洞;

（3）法蘭間隙面封閉后如出現(xiàn)裂紋、變色、鼓包等情況應(yīng)及時(shí)處理，防止泄漏。

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