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新型防腐材料在化工行業的應用
查看人數：4193發表時間：2017-02-14 09:28:49
順益體系（集團）張立龍
摘要：化工行業腐蝕問題普遍存在，特別是異型結構件和長期處于潮濕狀態的設備，如法蘭、閥門、螺栓等采用傳統的外防腐手段很難做到長效防腐，給工業生產造成很大的安全隱患。本文主要闡述了新型防腐材料——銹蝕轉化涂層、精蠟防蝕工藝的特性、工藝特點及典型應用。
關鍵詞：除銹方法帶銹防腐 帶濕防腐 銹蝕轉化
引言:
侯保榮院士在“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”2016年度工作會議上表明：我國的腐蝕成本占GDP的3%-5%，2014年的腐蝕損失大約是2萬億人民幣以上，腐蝕成本若能減少1%的話，就能挽回幾千億的經濟損失，當然這比較難實現；但如果我們通過腐蝕控制來減少0.1%腐蝕成本的話，也能挽回幾百億的經濟損失。由此可見腐蝕控制得好，帶來的經濟效益是非常明顯的。
腐蝕損失遠遠大于自然災害和其他各類事故損失的總和，腐蝕潛伏在我們身邊，一旦發生，就會危害我們的生命，給國家造成巨大的經濟損失。如201年11月22日山東省某輸油管道泄露爆炸，造成62人遇難，136人受傷，直接經濟損失7.5億元，就是由“輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂”導致的。如何有效的進行腐蝕控制、將損失降低？本文針對化工廠常見部位的腐蝕進行了探討。
鋼鐵生銹的條件及促進因素
1、導致鋼鐵生銹的條件：鋼鐵生銹是與氧氣和水共同作用的結果，一旦形成疏松多孔的狀態，會加速鋼鐵的銹蝕。
4Fe + 3O2 + XH2O ==== 2Fe2O3·XH2O
2、促進鋼鐵生銹的因素：離子化合物（氯化物）的存在、酸性污染物（酸雨）的存在、高溫（加快化學反應速度）、經刮擦或凹凸扭曲表面（增加接觸面積）及其他因素；
鋼材的除銹方法〔1〕
要取得有效的防腐效果，除銹等級是否滿足工藝要求至關重要。
1、常用的除銹方法及特點：
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方法 |
優點 |
缺點 |
處理程度 |
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化學除銹 |
除銹速度快 |
表面粗糙度效果一般，不適合于局部作業 |
良 |
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采用鋼絲刷等手工除銹 |
使用方便 |
不能徹底除銹、氧化皮難以除去，效率低 |
差 |
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采用圓盤打磨器、電動刷等動力除銹 |
能把銹除去，操作方便 |
氧化皮難以除去、效率低，形狀復雜的產品不適用 |
良 |
|
噴砂 |
能把氧化皮、銹完全除去，形狀復雜的也可處理 |
沙塵的飛散顯著、污染嚴重、能耗大 |
優 |
2、除銹設備：
目前國內較常用的除銹設備是回收式噴砂除銹設備，它可以在噴砂的同時將打下來的氧化皮、鐵銹和砂子吸入回收裝置。但由于對設備要求較高，除銹效率不高，目前沒有大規模使用。
目前國外已用高壓純水除銹工藝取代了干噴砂工藝，該技術以其環保、簡便、高效、安全、成本低的優點越來越多地被人們接受和重視。
3、除銹材料
目前國內外早已研制出多種帶銹防銹涂料和涂覆材料，如帶銹防腐漆、銹蝕轉化涂層、精蠟防蝕系統。這類材料可直接涂刷或包覆在金屬的表面，通過對銹層滲透、轉化起到保護作用。因此省去了除銹工作，實現了除銹和防銹的統一。
在化工企業日常維護中，我們常遇到無法徹底除銹（打磨的安全風險、噴砂的污染）、除濕的情況，要想進行腐蝕控制有效的方式是既能帶銹防腐又能長效防腐且操作簡便。
新型防腐材料介紹
1、材料特性
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銹蝕轉化涂層 |
精蠟防蝕系統 |
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圖片 |
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組成 |
獵銹噴劑（融除銹、打底和防銹為一體），不銹鋼噴劑（面涂） |
精蠟底劑（銹蝕轉化、排除水份和氧氣、增加精蠟帶附著力）、精蠟帶 |
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使用類型 |
噴劑 |
固態，包覆或平貼 |
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適用環境 |
干燥 |
干燥、潮濕皆可 |
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除銹要求 |
帶銹作業（St2以下） |
帶銹作業（St2以下） |
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防腐時效 |
1年以上 |
10年以上 |
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對實施工具要求 |
無需特殊工具 |
無需特殊工具 |
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難易程度 |
易操作 |
易操作 |
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顏色管理要求 |
可涂漆 |
可涂漆 |
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抗UV性能 |
佳 |
佳 |
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耐溫性 |
持續耐溫80℃，間歇耐溫180℃ |
-46℃~70℃/110℃ |
2、銹蝕轉化機理：
產品中的主酸（天然丹寧酸）與銹作用，解離出三階鐵離子，三階鐵離子與丹寧進行絡合，形成絡合物。該絡合物不僅可以有效抑制內部銹蝕發展，且能與面涂結合緊密，大大延長表面保護材料的使用壽命，同時也對設備提供保護。
四、典型應用案例
1、法蘭防腐：
a、干燥區域的防腐（銹蝕轉化涂層）
b、潮濕區域的防腐（精蠟防蝕系統）
潮濕區域的防腐
（1）工況描述：常溫干燥和潮濕區域法蘭腐蝕嚴重，腐蝕等級為C級；
（2）原處理方式：涂刷油漆。因以上部件無法徹底除銹，部分部件長期處于潮濕狀態，故防腐年限為2個月；
（3）解決方案：對于干燥部位采用銹蝕轉化涂層，防腐年限達到1年以上；潮濕區域采用精蠟防蝕工藝，至今無腐蝕；
2、螺栓防腐：
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銹蝕轉化涂層
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精蠟防蝕系統
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（1）工況描述：螺栓普遍腐蝕等級為B-C級，局部區域腐蝕嚴重影響螺栓強度；
（2）原處理方式：涂刷油漆、油膏。因以上部件無法徹底除銹，涂刷油漆相當短；涂抹油膏會因雨淋后流失，需經常涂抹。
（3）解決方案：采用銹蝕轉化涂層或精蠟防蝕工藝，達到很好的防腐效果；
3、冷卻水管路防腐：
（1）工況描述：管路、法蘭等部位因長期處于潮濕狀態，造成大面積腐蝕；
（2）原處理方式：涂刷油漆。因無法徹底除銹和干燥，防腐半年后出現全面點蝕；
（3）解決方案：在潮濕狀態下，去除浮銹后采用精蠟防蝕工藝對管路、法蘭、閥門進行整體包覆，達到長效防腐目的；
4、儲罐基礎防腐密封：
（1）工況描述：儲罐底部與混凝土結合面因未進行有效密封，已造成罐底腐蝕；
（2）原處理方式：礦脂帶密封，因礦脂帶耐UV性能欠佳，使用此工藝后已出現局部粉化和脫落；
（3）解決方案：采用精蠟防蝕工藝對間隙進行整體密封（延伸率>180%、極優的耐UV性能），密封和防腐效果良好；
結束語：
化工企業面臨扥腐蝕原因復雜，針對不同的工況及特點應采用不同的腐蝕控制手段，因地制宜。我們要遵循“同時著眼廠區平均值與極端值管理，即以傳統防腐方式與特殊防腐工藝相結合”的原則，提高總體使用年限，避免安全風險。
參考文獻：
[1]夏海明、李祥松 鋼材的防銹和除銹技術及其應用 《全面腐蝕控制》2016.02.035.03
本文刊登在：《中國設備工程》雜志 2016.08（上） P68
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