采輸氣場站法蘭防腐措施探討

王川洪 劉輝 劉萍 王春祿 周仁

摘? ?要：采氣場站生產流程中管線及閥門為檢修方便，絕大部分采用的是法蘭連接，目前場站普遍采取涂抹黃油或機油、連接處塞石棉、包裹連接處等方法防止腐蝕，但均未取得效果，甚至加重了腐蝕。本文分析了法蘭腐蝕的原因，總結和對比了場站常用的幾種防腐措施和做法，對比做法優劣，為指導場站法蘭防腐提供了建議和參考。

關鍵詞：場站設備? 法蘭? 防腐

1? 采輸氣場站法蘭基本情況介紹

法蘭是采輸氣場站常用的閥門、設備與管線連接形式，根據壓力等級不同，通常有平焊法蘭、對焊法蘭，密封形式以RF、MF、RJ和FF密封面為主，密封材料通常有金屬纏繞式墊片、鋼圈和非金屬石棉墊等;選擇的依據主要根據法蘭所應用的環境壓力、溫度、輸送介質特性進行選擇。

2? 法蘭存在的主要問題及原因

2.1 主要問題

采輸場站設備和管線規格差異大，法蘭從DN50～DN400不等，壓力等級差異大，法蘭材質種類多，大部分法蘭連接處間隙較小，導致法蘭密封面間腐蝕嚴重，螺栓腐蝕，出現強度降低甚至斷裂現象。

腐蝕過程緩慢，但現場無有效監控和評估手段進行提前預防和檢測，一旦出現法蘭泄漏或連接螺栓因腐蝕而出現突然斷裂時，將引發嚴重的天然氣泄漏事故。

2.2 腐蝕原因分析

造成法蘭連接處腐蝕的原因主要在于場站法蘭長期暴露于自然環境中，表面氧化所致。場站法蘭主要材料為碳鋼，經過氧化后，其氧化膜疏松多孔，對金屬沒有保護作用，法蘭表面氧化持續發生，氧化膜的厚度與時間呈線性關系，隨著時間的推移，腐蝕情況逐漸加重。

西南地區常年空氣濕度大，雨水較多，法蘭處在露天環境，易受到環境中水汽的影響而加重腐蝕。當環境中含有水蒸氣或雨水影響時，會導致氧化速度加快，特別是水平安裝的法蘭，由于法蘭螺栓孔和配套螺栓之間通常有1mm左右的間隙，進入的雨水易于聚集，不易排出，腐蝕情況通常比豎直安裝的法蘭嚴重。

法蘭防腐作業前清潔不徹底、防腐涂層附著力差，防腐質量差。場站管道通常采用環氧富鋅底漆、環氧云防銹漆和氟碳面漆組成，要求總厚度大于或等于320μm。由于法蘭間間隙較小，無專用工具進行清理和除銹，使法蘭間隙內的雜質和腐蝕產物清理不徹底而導致防銹漆附著不牢固，防腐施工作業時操作難度大，間隙內噴涂不均勻金屬與環境直接接觸導致腐蝕。

設備清潔過程中，清潔劑等含酸、堿溶液腐蝕。設備和管線的清潔通常采用含有一定酸或堿成分的清洗劑稀釋后對設備表面進行清洗和擦拭，清潔完成后，留在法蘭間隙間的殘液未及時清理，導致間隙間的金屬腐蝕。

一是雨水易殘留在連接處;二是空氣中的水汽遇冷凝結在連接處;三是天然氣微漏造成法蘭端面、連接螺桿、密封墊腐蝕，存在極大的安全隱患。或硫化物時，尤以硫化物為嚴重，常稱這種情況為硫化腐蝕。

3? 現場常見做法

現場部分采用對密封面進行封隔或加注機油、緩蝕劑等方式進行防腐，對人體健康和環境有一定影響，防護效果不明顯;通過在管理上加強巡檢，及時發現，提前預防，但對法蘭間隙面的腐蝕減緩幫助不大，增加了員工工作量;部分措施有效周期短，費用較高。以下對比了現場常見的幾種防腐措施。

3.1 封口膠封閉

將法蘭間隙面清理后，采用封口膠沿法蘭徑向粘貼一周，將間隙面封閉，防止水汽與間隙面接觸。其優點在于：封口膠屬快干型產品，粘貼后能在較短時間內與法蘭粘接面貼合，能滿足環境溫度-20℃以下和70℃要求，適應性較強，適合于常溫輸送天然氣場所使用;粘結后不易爆口，膠膜在一定周期內不發脆，其表面光滑，能有效阻擋空氣、水汽和污物進入，減緩腐蝕速率;施工過程簡單，一人即能操作;成本較低，經濟性較好。

缺點：封口膠覆蓋密封間隙后，密封較為嚴密，間隙空間內的水汽不能排出;膠帶通常為水乳性產品，老化較快，特別是粘膠與水解除后粘附力降低，再粘附性能差;使用周期短，戶外環境的膠帶使用2個月左右，密封和粘附性能下降50%左右;膠帶清理后，粘膠附著在設備上，清理難度大。

3.2 黃油封閉

采用潤滑脂填滿法蘭間隙的方式，達到防腐效果。潤滑脂由稠化劑通過范德華力和毛細管作用，吸附基礎油而形成，因其中的基礎油和添加劑本身具有較好的驅水性能和防腐蝕，附著在法蘭上時防腐蝕性能較好。

缺點：潤滑脂本身具有一定的流動性，即使稠度較高的潤滑脂，在豎直安裝的法蘭上不易保持其穩定的粘附性;環境中或管道溫差過大時，造成潤滑脂分油;潤滑油表面易粘附灰塵、臟物，外表同時使用封口膠時，封口膠粘附性變差。

3.3 防腐蝕膏

采用粘彈體防腐膏填充法蘭間隙，通過防腐蝕膠帶纏繞增加機械強度。該類型的防腐蝕膏具有永不固化的粘彈性聚合物，具有獨特的冷流特性吸水率低于0.03%，能夠在85℃以下保持不滴垂，可以嵌入法蘭密封面后塑造成平滑的外型，達到完全保護的效果。防腐膏施工簡單方便，對表面的處理要求不高，密封效果好，能有效阻止水分及其他化學介質直接腐蝕設備，材料安全環保，使用壽命較長。法蘭處理完成后表面因有保護帶導致平整度相對較差;費用較其他防腐方法略高。

3.4 雙飛粉調和劑

采用石棉繩填充，雙飛粉調和油漆蓋面。先通過石棉繩對法蘭間隙面進行填充形成支撐骨架，再通過油漆與雙飛粉調和的膏體進行縫隙填充和表面抹平，待干透后表面可打磨平整，和管道法蘭同時做防腐處理。該方法的優點在于內部的石棉繩除提供支撐外，還可以在溫度變化時提供間隙內氣體熱脹冷縮空間，防止外表層損壞，保持較好密封性;雙飛粉質地細膩，和油漆調和后具有較好的附著力和表面強度，不易產生裂紋，保護和隔絕法蘭間隙受外界水汽和氧氣的接觸，減緩腐蝕;使用周期較長，筆者所在的基層單位于2002年開始對場站設備法蘭進行填充，除因法蘭泄漏或更換拆卸后破損外，其余法蘭使用效果良好。

4? 結論及建議

4.1 結論

通過以上方法在材料獲取、使用效果和施工難度上的對比，防腐蝕膏和雙飛粉調和的做法在現場應用效果較好，能有效針對管道法蘭的較小間隙實施作業，滿足防腐要求。對部分臨時維修或振動較大法蘭采用防腐蝕膏防腐效果較好;雙飛粉調和施工由于其性價比較高、材料易得、施工簡單、使用時間長，后期維修整改方便等特點在現場相對靜止管道法蘭中應用更加廣泛。

4.2 建議

4.2.1 加強施工前的準備

（1）法蘭采用雙飛粉調和工藝需要對法蘭間隙面手工除銹至St2 級以上，并采用壓縮空氣清理法蘭間雜質和污物，防止雜質堆積影響貼合效果;

（2）施工前應保證間隙面干燥;

（3）用于填充的石棉繩可用潤滑脂涂抹以達到防腐和粘附作用。

4.2.2 加強施工中的風險防控

（1）雙飛粉粒徑較細，作業人員應做好自身防護;

（2）完成后的覆蓋面應保持連續和致密，不能出現裂紋和空洞;

（3）法蘭間隙面封閉后如出現裂紋、變色、鼓包等情況應及時處理，防止泄漏。

參考文獻

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