降低石化裝置平臺鋼板腐蝕速度的措施

靳榮山，徐金文，聶仁國

(正和集團股份有限公司，山東 東營 257342)

某公司DCC、延遲焦化及加制氫等裝置運行時間均超過10年，裝置原始設計為鋼平臺，平臺上鋪設的是5毫米的T型鋼板，最近的一次防腐時間是2016年7月份，3年的風吹日曬雨淋，平臺表面的漆膜翹皮、龜裂、剝離現象普遍，鋼板銹蝕較為嚴重，尤其是平臺的局部凹陷容易積水處，鋼板銹蝕非常嚴重，埋下了極大地安全隱患。

1 石化裝置平臺鋼板防腐涂料損壞的原因分析

1.1 平臺積水破壞防腐涂料原因分析

平臺鋼板上積水的浸泡，加速了漆膜翹皮、龜裂的速度，其破壞機理是：當漆膜長時間的浸泡在水中時，水分子可以穿過漆膜到達漆膜與鋼板的結合面，和親水性的組份形成水溶液，這些組分有漆膜中或鋼板上的鹽和稀釋溶劑(主要是稀料，親水性極強)，以及漆膜固化時沒有揮發干凈被截留住的稀釋溶劑。由于漆膜內的親水性稀釋溶劑的濃度比膜外大得多，在膜層里呈階梯性增長，濃度差促使水分子不斷滲透到膜內部，不斷在膜內和膜下積聚，直到完全飽和，通過稀釋最終達到濃度平衡。水分子的持續增加，打破了漆膜原本異常穩固的狀態，讓漆膜逐漸失去粘結力、強度降低，再加上金屬氧化物對水分子的化學吸收和物理吸附，水通過擴散，或通過漆膜中的毛細管或孔隙(漆膜中溶劑或增塑劑揮發等留下)遷移流過漆膜到達漆膜與鋼板的界面，聚集在那些非粘結區域中。在一定水壓下，漆膜就會起泡。隨著聚集水的增多，壓力增大，會對漆膜和鋼板的粘結區域施加一個剝離力，使局部積聚水的區域向側面擴張，引起更多的界面失去粘結。查詢資料表明，許多漆膜在相對濕度為65%～80%時，粘附力就開始下降；在相對濕度超過90%時，就迅速地降低。另外，當漆膜與鋼板的界面只有一個分子厚的水時，水膜是固定不動的；而存在幾個分子厚的水膜時，水滲透推動力就迅速地增加；達到一定厚度時，這水膜就具有水的整體性質，成為“滑動表面”，剝離就明顯出現，發生水剝離后，漆膜就漸漸地龜裂、剝離失去保護作用，失去漆膜保護的鋼板很容易被腐蝕。

1.2 除銹作業影響防腐涂料壽命原因分析

石化行業的生產特點是生產設備高溫高壓且連續運行，生產介質易燃易爆且有毒有腐蝕，因此裝置的防腐工作一般是在檢修時進行。由于裝置檢修時間緊、任務重，檢修工作基本上屬于多專業、多工種立體交叉作業，平臺鋼板的除銹方式大多為效果較差砂輪機除銹，無法采用效果好的噴砂除銹。砂輪機除銹使用的碗型鋼絲刷硬度較差，在對鋼板進行大面積作業時存在缺陷：一是硬度大的油漆翹皮無法除去，二是較硬的鐵銹無法除去，即使除銹前使用防爆銅錘敲打，也無法完全去除頑固的漆膜翹皮、鐵銹；砂輪機除銹可以將鋼板表面大部分的灰塵、浮銹、翹起的漆膜除去，現場監理在進行隱蔽工程驗收時難以發現除銹細節上隱藏的缺陷問題，為接下來進行的防腐涂料粉刷工作埋下了隱患，使得完成防腐的鋼板在一年后局部可能出現漆膜翹皮、龜裂的情況，使其防護性能大打折扣。

1.3 防腐涂料自身原因分析

石化裝置的平臺鋼板在防腐涂料的選擇上一般采用氯化橡膠類、環氧富鋅類、氯磺化類底漆，該類底漆屬于高分子量的聚合物且低表面能，生產過程中使用的原料不在我們的可控范圍之內，不予考慮。上述涂料在新建設且經過徹底除銹的鋼平臺上效果非常好，當遇到老、舊鋼平臺且除銹效果不是太理想的情況下，它們的硬度、附著力與封閉效果都不甚理想，達不到我們的要求，防腐工程完成、裝置開工后漆膜一旦發生翹皮、龜裂的情況，腐蝕性介質就會趁虛而入，對鋼板造成腐蝕，帶來極大安全隱患。

2 解決漆膜損壞、降低裝置平臺鋼板腐蝕速度的措施

2.1 消除平臺積水，降低積水對防腐涂料的破壞

石化裝置的平臺鋼板上銹蝕嚴重的部位，多為低點積水處，在低點視面積大小處鉆上數量不等的圓孔，有效的排掉了積水，就可消除了積水給漆膜造成的危害，延長防腐涂料其使用壽命，確保鋼板不受腐蝕。

2.2 采用水利除銹方式減少對防腐涂料的影響

水力除銹就是采用高壓水通過專用旋轉噴頭來完成除銹過程的一種先進除銹方式，與傳統的噴砂除銹、砂輪機除銹相比，具有安全、環保的優點，徹底解決了傳統除銹方式給設備帶來的安全隱患和對環境的粉塵污染，減輕了工人的勞動強度，保證了除銹質量，可以在生產裝置運行期間對平臺上的鋼板進行除銹，尤其是禁止動火的液化氣罐區、油品罐區的儲罐本體及勞動保護進行除銹，除銹效果遠遠超過砂輪機除銹，達到St2.5等級，完成除銹后鋼板表面無可見油脂和污垢，并且無附著不牢的鐵銹、氧化皮或漆膜，底材顯露部分的表面有金屬光澤。除銹完成使用壓縮空氣將平臺多余水分吹干后就可以開始涂刷工作。

2.3 采用滲透性封閉底漆除延長防腐涂料壽命

滲透性封閉底漆完全滿足于除銹等級Sa1或是St2以上、甚至是銹蝕情況較輕不除銹的金屬防腐；其防腐機理就是使高滲透防腐材料充滿金屬的表面，填充金屬表面的凹坑、縫隙和微小空穴，甚至能夠覆蓋封閉沒有除去的漆膜翹皮、鐵銹，實現防護材料與金屬的牢固結合，最終形成密不透風、硬度大的致密表層，使得引發銹蝕的氧氣和水都無法進入到金屬表面從而達到真正意義上的長期可靠的防腐目的。滲透性封閉底漆的優點有：高強的附著力、耐腐蝕性能好、耐高溫性能好、表面光亮性好、涂刷工作效率高、涂層致密，保護性好，可帶銹涂裝，一般性銹蝕無需處理。

4 結論

某公司先后在汽油加氫裝置平臺、30萬方罐區的浮頂及勞動保護、24萬方罐區5000m3儲罐及汽油罐區做過對比試驗，滲透性封閉底漆的性價比遠大于氯化橡膠類、環氧富鋅類、氯磺化類底漆。我們將防腐涂料從原來滾刷五遍(兩遍底漆、一遍中間漆、兩遍面漆)改為現在滾刷兩遍(即滲透性封閉底漆一遍底漆、一遍面漆)，面漆不變，底漆減少了兩遍，降低了人工費。我們經過采取上述措施提高了平臺鋼板耐腐蝕性，降低了施工費用。