防腐衬里在海水淡化工艺的应用实例及节材节能性分析

邓丁华，杨兴涛，尹涛(青岛百发海水淡化有限公司，山东 青岛 266510)

0 引言

青岛百发海水淡化厂在应用碳钢衬里防海水腐蚀方面，使用一种有着长效防腐、承受水锤、低水流损失等诸多优点的涂装工艺——改性SEBF防腐衬里技术，能够达到较好的工艺要求和节约成本的要求，具体应用工艺段有多种，针对海水淡化各工艺段的特点，以工艺要求为出发点，以降低成本为方向进行一系列试用和改进，取得了较高的经济效益，积累了诸多经验。

改性SEBF系列涂层是中国科学院金属研究所研制的一种新型液体喷涂工艺涂料，可承受海水长期浸泡，在60 ℃时的浓盐水(10%NaCl)环境下的浸泡防腐试验(1年)无化学腐蚀出现，吸水率小于3%，试验结果判定为优，经该厂胶州湾处理前海水浸泡试验(2年)，判定为理想状态下的防海水腐蚀涂层。

改性SEBF涂料主要由环氧树脂、填料、流平剂、固化剂、偶联剂等组成，其中填料是为调制涂层的硬度、强度、耐磨性和尺寸稳定性等而加入的无机物，是涂料的主要原料[1]。

1 改性SEBF防腐衬里应用在管道中

在海水预过滤工艺段的排放管道上，因装置运行需要，排放管道需要承受较大水流冲击，管道振动频繁而无规则(6～10/h)。初始设计使用DN200玻璃钢管道，在运行负载较小的时间里尚能满足需要，但随着产水量的提高，增加了排放管道的负载，排放含有较多的杂质在产生水锤时对管道的冲击也较大，出现过数次因过滤器排放管道破裂，重新选择管道材质成了当时的首要问题。该厂结合SS316L、玻璃钢、PE等材质的性能对比，以及运行耐用性考虑决定选用碳钢管内防腐涂层作为管道更新的方向。管道安装采用了改性SEBF粉末热喷涂管道内涂层和现场人工涂刷作业相结合的形式，即管件、接头均在涂层车间完成涂装，运至现场进行组装，部分焊接管件接口部分现场焊接完成后现场涂刷。经改造后，解决了长期困扰运行的水锤产生的振动问题，经1年的使用，内壁防腐层光滑无磨损，频繁海水杂质冲击下无内壁锈蚀、防腐层脱落，如图1所示。在该工艺段使用改性SEBF防腐衬里管道之后，生产连续运行得到很好的保证，该工艺段未出现类似的管道破裂事故。相关的管道检查频率由3～4次/年减少为1次/年，直接节约成本2～3万元/年。

图1 经过2年冲刷、浸泡的海水碳钢管道内壁

该厂在现场涂装时，注意与普通防腐蚀油漆的区别，结合厂家指导说明书内容，探索更新了部分涂刷工艺，总结如下：

(1)作业环境：除遵守油漆作业环境要求外，应格外注意避免日晒，尽量通风，温度宜20 ℃以上作业粘结效果更好。

(2)基底处理：这是涂装成败的关键因素之一，要求工件表面必须无油、无水、无锈、无污且具有一定的光洁度、粗糙度和活化度。可采用喷砂法进行处理，喷砂后用净化风吹净基体表面附着的砂粒灰尘，清洁度达Sa2.5级，粗糙度达80～100 μm[2]。基底处理目测应明显金属光泽。

(3)基底处理完毕干燥后，应及时涂刷底漆，底漆在调配时宜使用搅拌机强制搅拌均匀，粘度＞70 S，搅拌时间宜在15～20 min以上。

(4)在基底刷涂后，应观察涂刷面有无气泡、流液等，及时补刷，遇接缝及法兰反边，可多次刷涂，确保密贴。法兰反边涂刷位置应包括密封水线在内，基底涂刷应遵循涂刷完毕后无外露金属层。

(5)待基底干燥后(干燥时间＞24 h，如达不到干燥时间，可强制通风干燥，可节省10～12 h)，方可涂刷上面层。上面层涂料配合比严格按照厂家配料，施工前需搅拌均匀，且随拌随用，涂刷上面层时还应注意：涂刷完毕后表面应均匀无流淌，毛刷宜使用弹性较好的专用毛刷；发现未密贴处可用毛刷挤压，宜刷二遍，第一遍和第二遍间隔时间2～4 h为宜。其初凝时间可预先调制，该厂使用初凝4 h的产品，后期强度和凝固时间均较理想。

2 SEBF防腐衬里应用在大面积格栅中

该厂使用多级过滤格栅的方式，设置两道静置格栅滤网，定期取出清理。选用普通碳钢格栅(100 mm)做一道拦污，另有316不锈钢(50×50 mm)格栅网组成格栅拦网。以往在厂内大修时，需要把格栅更换，否则格栅和框架锈蚀与轨道连黏，很难再利用轨道取出水面检查。且取出的格栅多有锈蚀和变形损坏。2019年年中，该厂选择用改性SEBF粉末热喷涂技术对成品件-碳钢格栅进行改造，以求节省格栅维修次数和时间，进而节约成本。施工方式采用格栅滤网在涂料喷涂车间加工后整体运回现场安装。经周期检查(1次/年)，涂层格栅无锈蚀、破损，且外涂装经擦拭后光滑、亮泽，格栅轨道轴部分活动灵活，行走顺畅，无卡塞情况，如图2所示。该项改造为该厂解决了频繁更换进水格栅滤网的问题，大大节省了维修费，减少安拆作业造成宝贵的维修时间的浪费，成为该厂格栅改造的标杆性项目。以后，该厂以此为蓝本，成功试验改造了多项针对海水腐蚀造成的过滤格栅类型维修难点，仅此一项改造降低维修费用5万以上。

图2 在海水中使用2年的过滤格栅

3 改性SEBF防腐衬里应用在海水输送泵上

因其在海水介质的水泵叶轮上的应用较普遍，国内案例较多，涂刷设计、制作上较为成熟，该厂应用双吸离心泵叶轮(碳钢)工厂涂装的工艺(0.8 mm)，在加工精度和动平衡的控制中该厂选择先校准动平衡(出厂动平衡允许值在10 g以内)，后在喷涂车间整体喷涂的方法，可较好的控制成本和精度，在配合面处理上，如叶轮与口环间隙较小的叶轮耐磨环的涂层会处理的较厚些，一般在120～150 mm之间，这有利于后加工调整叶轮与口环的间隙。另外，在使用过程中，还发现在叶轮的锐角面不利于抵抗水流冲击，所以该厂在加工叶轮时会在设计阶段提出钝角过度的要求。在使用过程中耐腐蚀效果较好，在运转过程中的涂装叶轮机械性能保持稳定，无明显的气蚀、砂眼、防腐层脱落等情况，在使用2年后涂层表面仍能够加工切削表面涂层以调整动平衡度。比较更换不锈钢叶轮的成本降低40%以上，且大水流冲击作用下有更低的振动参数(相较非涂层叶轮降低1～2 mm/s)。

4 改性SEBF在其他海水淡化工艺段的应用

该厂在海水淋撒的支架以及有腐蚀性液体防护要求的支架上，应用此类涂料也有较好的使用效果，较一般防腐涂料使用年限长，经1年的使用判断，几乎无表面腐蚀以及内部反锈的问题，在外表美观要求高的场合仍可适用，并可长时间保持清扫后的美观，而在类似位置刷普通环氧树脂涂料，一般需要每年打磨涂刷一次，以保持整洁。

5 结语

结合该厂在2年的应用，改性SEBF涂层工艺在海水中连续使用较稳定，特别适用于海水输送过流部件的防腐涂装较为理想，管道内壁水流冲击影响小，水流损失小，涂层表面在使用2年后仍能保持内壁光滑。在格栅、滤网等大面积过滤部件的应用上，改性SEBF涂层工艺性能更胜一筹，能够较大降低部件的损坏频率，能够使海水浸泡部件的正常使用寿命延长数倍，实现了降低成本和保证供水稳定性的二者兼顾。在海水浸泡、防腐等表面处理工艺中，长期无维修条件的工艺段可优先选用此类涂料。