降低石化装置平台钢板腐蚀速度的措施

靳荣山，徐金文，聂仁国

(正和集团股份有限公司，山东 东营 257342)

某公司DCC、延迟焦化及加制氢等装置运行时间均超过10年，装置原始设计为钢平台，平台上铺设的是5毫米的T型钢板，最近的一次防腐时间是2016年7月份，3年的风吹日晒雨淋，平台表面的漆膜翘皮、龟裂、剥离现象普遍，钢板锈蚀较为严重，尤其是平台的局部凹陷容易积水处，钢板锈蚀非常严重，埋下了极大地安全隐患。

1 石化装置平台钢板防腐涂料损坏的原因分析

1.1 平台积水破坏防腐涂料原因分析

平台钢板上积水的浸泡，加速了漆膜翘皮、龟裂的速度，其破坏机理是：当漆膜长时间的浸泡在水中时，水分子可以穿过漆膜到达漆膜与钢板的结合面，和亲水性的组份形成水溶液，这些组分有漆膜中或钢板上的盐和稀释溶剂(主要是稀料，亲水性极强)，以及漆膜固化时没有挥发干净被截留住的稀释溶剂。由于漆膜内的亲水性稀释溶剂的浓度比膜外大得多，在膜层里呈阶梯性增长，浓度差促使水分子不断渗透到膜内部，不断在膜内和膜下积聚，直到完全饱和，通过稀释最终达到浓度平衡。水分子的持续增加，打破了漆膜原本异常稳固的状态，让漆膜逐渐失去粘结力、强度降低，再加上金属氧化物对水分子的化学吸收和物理吸附，水通过扩散，或通过漆膜中的毛细管或孔隙(漆膜中溶剂或增塑剂挥发等留下)迁移流过漆膜到达漆膜与钢板的界面，聚集在那些非粘结区域中。在一定水压下，漆膜就会起泡。随着聚集水的增多，压力增大，会对漆膜和钢板的粘结区域施加一个剥离力，使局部积聚水的区域向侧面扩张，引起更多的界面失去粘结。查询资料表明，许多漆膜在相对湿度为65%～80%时，粘附力就开始下降；在相对湿度超过90%时，就迅速地降低。另外，当漆膜与钢板的界面只有一个分子厚的水时，水膜是固定不动的；而存在几个分子厚的水膜时，水渗透推动力就迅速地增加；达到一定厚度时，这水膜就具有水的整体性质，成为“滑动表面”，剥离就明显出现，发生水剥离后，漆膜就渐渐地龟裂、剥离失去保护作用，失去漆膜保护的钢板很容易被腐蚀。

1.2 除锈作业影响防腐涂料寿命原因分析

石化行业的生产特点是生产设备高温高压且连续运行，生产介质易燃易爆且有毒有腐蚀，因此装置的防腐工作一般是在检修时进行。由于装置检修时间紧、任务重，检修工作基本上属于多专业、多工种立体交叉作业，平台钢板的除锈方式大多为效果较差砂轮机除锈，无法采用效果好的喷砂除锈。砂轮机除锈使用的碗型钢丝刷硬度较差，在对钢板进行大面积作业时存在缺陷：一是硬度大的油漆翘皮无法除去，二是较硬的铁锈无法除去，即使除锈前使用防爆铜锤敲打，也无法完全去除顽固的漆膜翘皮、铁锈；砂轮机除锈可以将钢板表面大部分的灰尘、浮锈、翘起的漆膜除去，现场监理在进行隐蔽工程验收时难以发现除锈细节上隐藏的缺陷问题，为接下来进行的防腐涂料粉刷工作埋下了隐患，使得完成防腐的钢板在一年后局部可能出现漆膜翘皮、龟裂的情况，使其防护性能大打折扣。

1.3 防腐涂料自身原因分析

石化装置的平台钢板在防腐涂料的选择上一般采用氯化橡胶类、环氧富锌类、氯磺化类底漆，该类底漆属于高分子量的聚合物且低表面能，生产过程中使用的原料不在我们的可控范围之内，不予考虑。上述涂料在新建设且经过彻底除锈的钢平台上效果非常好，当遇到老、旧钢平台且除锈效果不是太理想的情况下，它们的硬度、附着力与封闭效果都不甚理想，达不到我们的要求，防腐工程完成、装置开工后漆膜一旦发生翘皮、龟裂的情况，腐蚀性介质就会趁虚而入，对钢板造成腐蚀，带来极大安全隐患。

2 解决漆膜损坏、降低装置平台钢板腐蚀速度的措施

2.1 消除平台积水，降低积水对防腐涂料的破坏

石化装置的平台钢板上锈蚀严重的部位，多为低点积水处，在低点视面积大小处钻上数量不等的圆孔，有效的排掉了积水，就可消除了积水给漆膜造成的危害，延长防腐涂料其使用寿命，确保钢板不受腐蚀。

2.2 采用水利除锈方式减少对防腐涂料的影响

水力除锈就是采用高压水通过专用旋转喷头来完成除锈过程的一种先进除锈方式，与传统的喷砂除锈、砂轮机除锈相比，具有安全、环保的优点，彻底解决了传统除锈方式给设备带来的安全隐患和对环境的粉尘污染，减轻了工人的劳动强度，保证了除锈质量，可以在生产装置运行期间对平台上的钢板进行除锈，尤其是禁止动火的液化气罐区、油品罐区的储罐本体及劳动保护进行除锈，除锈效果远远超过砂轮机除锈，达到St2.5等级，完成除锈后钢板表面无可见油脂和污垢，并且无附着不牢的铁锈、氧化皮或漆膜，底材显露部分的表面有金属光泽。除锈完成使用压缩空气将平台多余水分吹干后就可以开始涂刷工作。

2.3 采用渗透性封闭底漆除延长防腐涂料寿命

渗透性封闭底漆完全满足于除锈等级Sa1或是St2以上、甚至是锈蚀情况较轻不除锈的金属防腐；其防腐机理就是使高渗透防腐材料充满金属的表面，填充金属表面的凹坑、缝隙和微小空穴，甚至能够覆盖封闭没有除去的漆膜翘皮、铁锈，实现防护材料与金属的牢固结合，最终形成密不透风、硬度大的致密表层，使得引发锈蚀的氧气和水都无法进入到金属表面从而达到真正意义上的长期可靠的防腐目的。渗透性封闭底漆的优点有：高强的附着力、耐腐蚀性能好、耐高温性能好、表面光亮性好、涂刷工作效率高、涂层致密，保护性好，可带锈涂装，一般性锈蚀无需处理。

4 结论

某公司先后在汽油加氢装置平台、30万方罐区的浮顶及劳动保护、24万方罐区5000m3储罐及汽油罐区做过对比试验，渗透性封闭底漆的性价比远大于氯化橡胶类、环氧富锌类、氯磺化类底漆。我们将防腐涂料从原来滚刷五遍(两遍底漆、一遍中间漆、两遍面漆)改为现在滚刷两遍(即渗透性封闭底漆一遍底漆、一遍面漆)，面漆不变，底漆减少了两遍，降低了人工费。我们经过采取上述措施提高了平台钢板耐腐蚀性，降低了施工费用。