工程项目钢制螺栓腐蚀成因分析及预防措施

黄引萍，俞晓艳，王 琦

1中国石油天然气管道局工程有限公司国际事业部，河北 廊坊

2中国石油天然气管道局工程有限公司技术服务中心，河北 廊坊

1.引言

项目材料需要经过长途海运(或建设地靠近海边)的国际工程项目，阀门、管件和螺栓的腐蚀问题比较常见。即使材料出厂时的防腐状态符合规范要求，但在运输、施工过程中不进行针对性的处理，其耐久性也往往难以保证。笔者对钢制螺栓的腐蚀成因加以分析，并提出防护措施与建议。

2.腐蚀成因分析

2.1.设计环节

2.1.1.生产原材料

生产螺栓、螺母的初级钢材都是经过轧制或者锻造工艺形成的，一般为铁素体、珠光体或奥氏体组织，生产原料中硫磷等成分的含量对产品的防腐蚀性能会产生一定影响。除了硫磷等特殊成分外，对材料中其他成分的限定主要为了区分螺栓和螺母的不同使用环境。螺栓、螺母类材质的化学成分不是影响其防腐蚀性能的主要因素，其防腐蚀性能主要是依靠外涂层而不是材料本身[1]。

2.1.2.螺栓表面防腐工艺

螺栓常见的表面防腐工艺有光亮处理、发蓝处理、电镀工艺、热浸镀工艺、电镀+特殊防腐层工艺等，特殊的处理工艺有达克罗工艺、特氟龙工艺、合金共渗、不锈钢处理等。笔者对几种表面防腐工艺从外观、均匀性、氢脆性、环保等方面进行了比对分析(表1)。

Table 1.The surface corrosion protective technology for bolts and their performance contrast表1.螺栓表面防腐处理工艺及其性能对比

2.2.生产环节

经过发蓝处理的螺栓和螺母，如不借助复杂的试验仪器，其处理工艺是否合理、处理时间是否足够、氧化结果是否合格等都难以判定，即使外观判断防腐处理不错的螺栓和螺母，其真实的防腐效果也需要安装使用后才能识别，确定其质量情况。

在工程项目的实际操作中，一般不单独采购，通常要求阀门、法兰或设备厂家提供配套的螺栓、螺母。建议工程中对使用螺栓和螺母的防腐工艺、镀层厚度等进行明确要求，阀门或设备厂家也应从有质量保证的紧固件工厂采购配套螺栓、螺母。

2.3.包装、运输环节

在实际操作中，螺栓和螺母一般与阀门、法兰等设备一起用木箱包装，然后放置于集装箱内，或者单独分装后用隔水薄膜作为外包装，捆扎牢固再放置于包装箱内，使螺栓和螺母与腐蚀环境处于隔绝状态。

2.4.入场检验与仓储环节

螺栓螺母与设备等物资运抵现场后需要开箱检验，检验完成后应尽可能地恢复原包装状态，并根据施工现场的气候特点等对容易腐蚀的物资制定切实可行的保护方案[2]。应按照不同要求，经常检查锈蚀情况，并采取相应的防腐措施，做到“三不”：不锈、不潮、不腐。

2.5.现场施工环节

设备或构件的螺栓和螺母安装后应立即进行再防腐处理。在普通自然条件下可采用在端部涂抹防蚀油脂的措施。特别是在海边或者空气湿度较大的环境下，如安装后未及时进行跟进防腐处理，则螺栓和螺母会很容易发生腐蚀。

3.防护措施

3.1.黏弹体防腐方案

对法兰、螺栓、螺母一起进行防腐的处理方法见图1，其优点是法兰与螺栓整体处理，避免了螺栓及螺母腐蚀；缺点是由于有黏弹体包裹，一旦法兰连接处发生泄露，不易及时发现，在维修拆卸螺栓时，其表面的黏弹体不易清除干净。

Figure 1.The application of viscoelastic body in overall sealing of flanges,bolts and nuts图1.利用黏弹体对法兰及螺栓螺母进行整体密封防腐

3.2.塑性保护帽防腐方案

某跨国管道项目站场的法兰、螺栓、螺母采用塑性螺栓帽进行密封(见图2)。该方法美观实用，但能否确保塑料保护帽与法兰接触面完全密封，使螺栓和螺母与腐蚀介质相隔绝，还有待考究。

Figure 2.The application of plastic cap in sealing the nuts图2.利用塑性保护帽对螺母进行密封

3.3.有机热塑性涂层(TM198涂料)防腐方案

常规涂层在喷刷前需要对设备表面进行喷砂处理，有机热塑性涂层准备工作简单，只需技术人员将螺母表面的浮锈、水分和油污、法兰缝的锈渣清理干净后即可喷涂(见图3)。有机热塑性涂层(TM198涂料)系统具有防腐密封效果好，易于拆除，涂层作业快速，在恶劣环境中耐用性强等优点。防腐作业更加省时，作业成本也会降低。

Figure 3.The corrosion of organic and thermal –plastic coating图3.有机热塑性涂层防腐

4.结语

螺栓与螺母是工程项目上的小部件，但大都祼露在表面，如果出现腐蚀等问题，轻则影响美观，重则影响整体构件的强度。因此，在项目设计阶段就需要针对不同大气环境和使用条件，结合经济上合理适用的原则制定相应的防腐方案，并逐步形成标准化做法。在生产、包装、运输、仓储和施工等环节也应采取必要措施，避免螺栓与螺母等金属构件腐蚀现象的发生。