法蘭密封面防銹涂料的選擇試驗

范西斌，吳昊，劉穎，李二興(青島蘭石重型機(jī)械設(shè)備有限公司，山東 青島 266426)

0 引言

目前國內(nèi)大型煉化廠多分布在沿海一帶，裝置中的石化設(shè)備從制造到安裝再到投產(chǎn)，周期長達(dá)1～2年。石化設(shè)備的密封性能要求非常高，密封面的表面粗糙度及精度是影響到設(shè)備整體密封性的關(guān)鍵性因素，起到防止設(shè)備運(yùn)行中的作用。因此，密封面在精加工后發(fā)貨前必須采取有效的防銹處理。

通常，密封面在精加工后涂抹防銹涂料(如防銹油)以產(chǎn)生防腐膜，作用機(jī)理為：防銹添加劑以膠束溶存于油中，當(dāng)與金屬表面接觸后，在金屬表面形成牢固的緊密排列吸附膜，基礎(chǔ)油分子則穿插排列于極性分子之間的空隙處，組成一種混合多分子層的保護(hù)膜，從而防止水和氧氣侵蝕金屬［1］。

SH/T 0692—2000《防銹油》［2］中將防銹油分為除指紋型防銹油、溶劑稀釋型防銹油、脂型防銹油、潤滑油型防銹油和氣相防銹油五種類型，本文選用了目前常用的溶劑稀釋型防銹油中軟質(zhì)膜防銹涂料(2種)、硬質(zhì)膜防銹涂料(1種)以及潤滑油型防銹油(1種)進(jìn)行性能對比研究。

1 實驗方案及目的

目前法蘭密封面部位材質(zhì)主要分為碳鋼及不銹鋼兩類，實驗制定兩種材質(zhì)的試塊，擬對上述三種防銹材料通過制備模擬實驗進(jìn)行對比實驗，考慮防銹涂料的防銹效果，以選取可以經(jīng)受六個月或更長時間的防銹涂料。選取的4種防銹涂料如表1所示。

表1 防銹涂料清單

2 實驗過程

2.1 制作試塊

制作實驗用試塊2件，其中一塊材質(zhì)為Q345R，該試塊作為碳鋼試塊，以驗證上述四種防銹涂料對碳鋼材料的防腐效果；另一塊采用材質(zhì)為Q345R試塊制作，但需在其表面堆焊E347L不銹鋼材質(zhì)，對堆焊表面機(jī)加工后將試塊作為不銹鋼試塊，以驗證上述四種防銹涂料對不銹鋼材料或不銹鋼堆焊材料的防腐效果。對上述兩件試塊進(jìn)行分區(qū)標(biāo)識，要求標(biāo)識清晰，標(biāo)記后的狀態(tài)如圖1所示。

圖1 兩種試塊分區(qū)標(biāo)識

采用清洗劑將試塊表面清理干凈后，按照分區(qū)進(jìn)行相應(yīng)防銹涂料的噴涂。碳鋼試塊與不銹鋼試塊的分區(qū)標(biāo)識中的5號區(qū)域的位置不涂任何防銹涂料，以與其他四區(qū)進(jìn)行對比。其他四個區(qū)對應(yīng)的涂料信息如表2所示。

表2 試塊分區(qū)對應(yīng)的防銹涂料信息

受防銹材料自身形態(tài)影響，1號區(qū)域鋰基潤滑油涂敷后，厚度檢測約為3～5 mm, 2號、4號區(qū)域軟質(zhì)膜防銹油均為水基防銹油，噴涂自然風(fēng)干后，在試塊表面形成較薄的一層保護(hù)膜，測量厚度在0.3～0.5 mm左右。3號區(qū)域硬質(zhì)膜防銹油噴涂自然風(fēng)干后，在試塊表面形成較薄的一層保護(hù)膜，測量厚度在0.3～0.5 mm左右。涂覆后的表面均勻，色澤均勻，詳如圖2所示。

圖2 兩種試塊表面防銹涂料涂刷情況

2.2 試塊耐候?qū)嶒?/h3>

噴涂防銹涂料后將試塊放置在海邊環(huán)境下充分暴露，模擬設(shè)備實際發(fā)貨、存放狀態(tài)，進(jìn)行為期六個月的耐候?qū)嶒灒袛嗍欠窨梢赃_(dá)到長達(dá)六個月的有效防護(hù)效果。實驗結(jié)束后，對試塊表面情況進(jìn)行統(tǒng)計，試塊表面情況如圖3所示，防銹涂料清理后的表面情況如圖4所示，試塊表面防銹涂料失效時間如圖5所示。

圖3 實驗結(jié)束兩種試塊表面情況

圖4 防銹涂料清理后兩種試塊表面情況

圖5 耐候?qū)嶒瀮煞N試塊防銹涂料失效時間

3 實驗結(jié)果分析

3.1 清除效果分析

試塊表面的光潔度對防銹涂料的清除影響較大，尤其是對于硬質(zhì)膜防銹油，采用汽油、酒精依次清洗，可以避免因除油不凈而造成返修[3]。同時試塊表面也可使用稀釋劑清除硬質(zhì)膜防銹油，粗糙度較差的表面清理略為困難。其余防銹涂料采用干凈抹布即可清理。

3.2 防銹結(jié)果分析

(1)堆焊不銹鋼試塊在整個實驗過程中都沒有產(chǎn)生明顯變化，說明不銹鋼堆焊層在此種實驗環(huán)境及實驗周期下的抗銹蝕能力較強(qiáng)，幾乎不需要涂刷防銹材料；(2)碳鋼試塊5號標(biāo)記區(qū)域在實驗開始后的第3周產(chǎn)生銹蝕，F(xiàn)PC 630CⅡ、SAT-003A等軟質(zhì)膜防銹油涂覆在碳鋼試塊表面抗銹蝕能力較差，未能達(dá)到目標(biāo)要求；鋰基潤滑脂等潤滑油型防銹油以及PB-901F硬質(zhì)膜防銹油等可以起到長期防銹蝕作用。

4 結(jié)語

本次實驗僅選取了四種防銹涂料，按照實際法蘭等零件的存放環(huán)境進(jìn)行了模擬實驗，初步認(rèn)為：

(1)通過防銹結(jié)果可以看出，表面粗糙度的好壞程度直接影響到表面防銹涂料清除難易程度。表面粗糙度越好，在法蘭使用前對于防銹涂料的清除就越容易。反之，清理不干凈的防銹涂料會引起二次腐蝕。

(2)碳鋼法蘭密封面選擇硬質(zhì)膜防銹油效果最佳，同時在法蘭使用前清理方便；其次選擇鋰基潤滑脂等潤滑油型防銹油防銹涂料，能夠較好地隔絕空氣及水分，進(jìn)而達(dá)到較好的密封面防銹效果。

(3)不銹鋼法蘭密封面，選擇軟質(zhì)膜防銹油即可實現(xiàn)較好密封面防銹效果。

(4)金屬制件在涂覆防銹油脂前應(yīng)清潔干燥，不能有浮銹及水分。如已銹蝕必須除銹，否則會影響防銹效果。涂料噴涂待硬化后封口包裝，以達(dá)到最佳防銹效果。包裝材料選擇要適當(dāng)，有的塑料容器和木箱會揮發(fā)腐蝕性氣體，造成金屬制件腐蝕，因此必須結(jié)合實際選擇合適的包裝材料[4]。

(5)經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，鋰基潤滑脂等潤滑油型防銹油在紫外線及陽光直射下，會促使防銹油脂的氧化變質(zhì)，存在導(dǎo)致防銹失效的可能性。故在法蘭貯存時做好避光、避水處理。