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        新聞資訊

        濕式儲氣罐的腐蝕及涂層防護
        摘要:濕式儲氣罐的腐蝕主要是涂料涂層部位和漏涂部位鋼板形成的大陰極和小陽極之間局部腐蝕。提出采用超粘附長效防腐涂料作為底漆、環氧樹脂高氯化聚乙烯涂料作為外壁涂料、環氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料作為內壁涂料,進行涂層防護。
        關鍵詞:儲氣罐;腐蝕;涂料;防護
        1 前言
           濕式儲氣罐的腐蝕,既有氣相腐蝕又有液相腐蝕,既有結構本身的應力腐蝕又有電化學腐蝕。因而,濕式儲氣罐一般難以達到設計使用年限。濕式儲氣罐在各種腐蝕的交互作用下,其腐蝕速度較快。因此,搞好濕式儲氣罐的防護工作很重要。為此,我們從濕式儲氣罐的結構與工況出發,分析了濕式儲氣罐的腐蝕原因,并在此基礎上提出采用超粘附長效防腐涂料作為底漆、環氧樹脂高氯化聚乙烯涂料作為外壁涂料、環氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料作為內壁涂料,并制定相應的施工方案進行儲氣罐的涂層防護,可以延長濕式儲氣罐使用壽命的。
        2 濕式儲氣罐腐蝕原因分析
        2.1結構與工況
        湖南某氮肥廠的 2萬立方儲氣罐系低壓濕式螺旋導軌式結構,材質為Q235-B。進儲氣罐的人工煤氣溫度25-35度,運行溫度為常溫,夏季儲氣罐鋼板外表面溫度可達60度以上。操作壓力3-6KPa。煤氣中的主要腐蝕性介質為NH3、H2S、HCN、CO、CO2等。
        2.2腐蝕情況調查
        我們對該廠的儲氣罐進行了腐蝕情況的測試。儲氣罐使用11年,殼體鋼板減薄量達1.0-1.2mm ,均勻腐蝕速率0.11mm/a左右,但局部腐蝕穿孔及產生的裂紋較為嚴重。對泄漏點進行分析發現:儲氣罐頂板90%以上的腐蝕漏點都在頂架上方的鋼板處;沿鐘罩和中部塔節立柱兩側的壁板基本上被腐蝕穿孔,靠近立柱
        約150-200mm寬的壁板不能再用。這主要是因為拱架結構復雜,上方頂板和立柱處壁板緊貼拱架和立柱,頂板邊環與罩頂邊緣包邊角鋼焊接后,給防腐施工會帶來較大困難,造成涂層難以達到規定厚度,甚至有漏涂或根本涂敷不上的情況,或立柱或拱頂與鋼板的縫隙上的涂膜形成“架橋”現象等。鐘罩和中節升降時,稍有振動就會引起“斷橋”,致使涂層失去防腐效果。
        腐蝕類型
        對造成濕式儲氣罐的腐蝕原因進行分析,認為
        主要存在以下幾種腐蝕:
        (1)氧濃差腐蝕
        儲氣罐在運行中,其鐘罩和中部塔節需經常升降,致使壁板時常處于干濕
        交替的狀態中,從而形成氧濃差腐蝕。
        (2)酸性氣體腐蝕
        煤氣中含有H2S、HCN ,等酸性腐蝕性氣體,這些酸性腐蝕性氣體與儲氣罐壁板金屬發生反應.由此形成“液態膜”,使化學和電化學腐蝕不斷進行,因而除引起內壁點蝕穿孔外,
        還導致應力腐蝕開裂。
        (3)細菌腐蝕
        水槽容積較大,其中的水基本上是死水。而南方氣候溫和潤濕,正適合硫酸鹽還原菌的繁殖,從而將硫化物還原成 ,增加了在水中的含量。因而,進一步加速了儲氣罐壁的腐蝕。
        (3)氨和氫氰酸腐蝕及大氣腐蝕煤氣中含有和 其腐蝕跡象主要體現在儲氣罐壁上有藍色腐蝕產物,腐蝕物之下有深淺不一的小坑蝕。另外,儲氣罐位于工業區內致使儲氣罐外壁遭受嚴重的大氣腐蝕。
        (4)應力腐蝕
        儲氣罐所選用的材質為Q 235-B ,該材質中含有少量的硫、磷等雜質。在常溫下鋼材中的硫、磷雜質對應力腐蝕較為敏感,特別是對焊縫熱影響區更為嚴重。當腐蝕發生在應力集中區域時,儲氣罐在各種載荷作用下稍微產生振動或扭曲,腐蝕點就會開裂,嚴重時將擴展成裂紋。通過上述分析認為影響濕式儲氣罐使用壽命的主要原因是局部腐蝕—-點蝕穿孔。被拱架和立柱擋住漏涂部分鋼板形成的小陽極與整體被涂鋼板的大陰極,構成大陰極 小陽極的腐蝕原電池,產生強
        大的腐蝕電流使小陽極漏涂壁板迅速溶解而穿孔。
        3 涂層選擇
        涂層防腐具有省力、快捷、經濟等特點。其防腐機制有屏蔽、電化學和黏結。儲氣罐內、外壁采用涂層防腐,主要是利用涂層的屏蔽機理,涂層的主要作
        用是阻止電荷的傳遞和阻止周圍介質向涂層中滲透、擴散,使涂層下的金屬不發生電化學腐蝕。但所使用的涂層一般都難以達到理想的屏蔽效果。主要是因為各種涂層是多種組分的復雜體系,施工時在常溫下干燥,溶劑緩慢揮發環境中的灰塵等雜物容易侵入,使涂層出現較多的針孔,周圍介質也可以通過擴散到達基體。所以,儲氣罐在采用涂層防腐時,關鍵是如何改進涂層的結構體系和致密度。另外,所選擇的防腐涂料要求具有耐煤氣、耐含 等的酸性水、耐霉菌、耐工業大氣和抗紫外線、防老化等特點,同時還要求涂料具有良好的物理機械性能,常
        溫固化,現場施工方便和施工中對環保沒有不良影響。
        (1)底層涂料選擇
        目前,常用的濕式儲氣罐防腐涂料配套方案,在耐水性、耐蝕性、抗滲性、耐候性等方面均能滿足儲氣罐防腐的要求,但濕式儲氣罐在防腐施工時無法滿足目前通常采用的富鋅底漆對底材處理的要求,富鋅底漆對基材表面的除銹處理要求達到SP-10級(相當于SA2.5級)以上才能起到長效防腐的作用,由此導致濕式儲氣罐的重涂期一般較短。
        因此,要延長濕式儲氣罐的重涂期,重點在于解決局部除銹級別低的難題。超粘附長效防腐涂料能在Sp-3 級的鋼板表面實現長效防腐,用該涂料取代富鋅底漆作為濕式儲氣罐的防腐底漆,在防腐施工方法不變的前提下,可以滿足濕式儲氣罐的防腐施工的條件。因此,選擇超粘附長效防腐涂料作為濕式儲氣罐的底層涂料,防腐效果將會得到提高,而且還可大幅度降低除銹的勞動強度。
        (2)儲氣罐外壁涂料選擇
        濕式儲氣罐外壁的涂料不僅要求耐水性、耐蝕性好,而且要求涂層具有較強的附著力,表面強度高,硬度好,特別是要求涂料有優良的抗老化性、耐候、耐工業大氣的性能。目前普遍采用的氯磺化聚乙烯涂料雖然具有耐老化、耐候性好等優點,但存在強度差、附著力欠佳及易粉化失光等缺點。如何提高涂層抗老化、抗滲透、耐酸堿及裝飾性,是延長濕式儲氣罐涂層的重涂期、提高濕式儲氣罐使用壽命的重要途徑。
        通過篩選,認為環氧樹脂高氯化聚乙烯涂料用作濕式儲氣罐的外壁防腐較好。該涂料以環氧樹脂改性高氯化聚乙烯作為主要成膜物質,另外加入增塑劑、溶劑、填料、助劑等組成。高氯化聚乙烯與環氧樹脂有較好的相溶性,成膜后環氧樹脂吸收了高氯化聚乙烯的高彈性、低透氣性、耐熱性和較突出的耐候性;高氯化聚乙烯吸收了環氧樹脂的粘接性、增水性和抗腐蝕性,克服了其附著力欠佳等缺點,改性后使之具有它們的共性,使涂層具有良好的柔韌性、抗沖擊、耐磨、對金屬和非金屬有良好的粘接強度、優良的耐久性、耐候性、耐水性、耐蝕性能等。
        (3)內壁涂料選擇
        濕式儲氣罐內壁不受太陽光照射,涂料的老化速度相對較慢,對于內壁涂料只要求耐水、耐各種有害介質的腐蝕即可。目前普遍采用的環氧瀝青涂料雖然有較好的耐水、耐蝕性等,但其彈性韌性較差、抗滲透性欠佳等缺點導致涂層破壞。通過篩選,認為環氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料用作濕式儲氣罐的內壁防腐較好。該涂料以環氧樹脂、天然橡膠、石油瀝青、煤焦油為主要成膜物質,加入溶劑、玻璃鱗片、填料、助劑等組成的雙組分涂料。環氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料吸收了環氧樹脂、石油瀝青、天然橡膠等的優點,克服了它們的缺點,涂料具有良好的抗滲性能、粘接性能、耐蝕性能、耐水性能等。
        4 結語
        (l)超粘附長效防腐涂料能在Sp-3.0 級的鋼板表面實現長效防腐,用它作為濕式儲氣罐的防腐底漆,可以滿足濕式儲氣罐防腐施工條件,大幅度降低除銹的勞動強度。
        (2)環氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料具有優良的粘接性能、耐蝕性能、耐水性能、抗滲性能,完全滿足濕式儲氣罐內壁防腐的要求。
        (3)環氧樹脂高氯化聚乙烯涂料具有良好的柔韌性、抗沖擊、耐磨、對金屬和非金屬有良好的粘接強度、優良的耐久性、耐候性、耐水性、耐蝕性能等,可滿足濕式儲氣罐外壁防腐的要求。
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