防腐涂料在石油化工中的應用探討

孫興奎

（1.江蘇省地質礦產局第五地質大隊，江蘇 徐州 221000；2.徐州大光涂料廠，江蘇 徐州 221000）

石油化工產業主要是對天然氣和石油進行加工生產，而設備在運行過程中往往因與腐蝕性較強的物質接觸而被損壞，嚴重時還可能造成嚴重的安全事故[1]。因此，在石油化工生產中，務必要做好設備的防腐工作，這就需要使用防腐涂料。相關人員要加強對防腐涂料的研究與分析，不斷提高防腐涂料的應用效果，確保設備正常、安全、穩定地運行。

1 石油化工設備的腐蝕原因及類型

1.1 腐蝕的原因

機械設備大多由金屬制成，而金屬結構易受到外部環境溫度、濕度等因素的影響而被腐蝕，由此產生石油化工設備腐蝕問題[2]。在石油化工企業的作業環境中，往往有許多腐蝕性物質，如二氧化碳、二氧化硫與氫氧化物等，再加上生產環境中的濕度和溫度都比較高，形成了更易發生腐蝕的環境，導致機械設備被腐蝕。

1.2 腐蝕的類型

根據腐蝕的發生機制，可以將其分為化學和電化學兩種腐蝕類型[3]。其中，化學腐蝕是指金屬處于高溫且相對干燥的環境下，金屬表層和環境中的某些介質發生化學反應導致金屬被損壞的情況；電化學腐蝕是指金屬所處環境的濕度較高，金屬和電解質溶液接觸后易發生電極反應，致使金屬被破壞，這一過程屬于氧化還原反應。石油化工生產環境中二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物等物質的含量較高，且含有揮發性物質及粉塵等，這些介質均會對環境中的金屬造成一定程度的損壞。當周圍環境濕度較高時，酸性氣體在水的作用下形成無機酸，而無機酸具有極強的腐蝕性。在石油化工生產環境中，金屬材質的機械設備腐蝕往往是化學腐蝕和電化學腐蝕面引發的，兩種腐蝕都是氧化過程，但發生環境條件有所不同。

2 涂料的防腐原理

防腐涂料在石油化工行業中的應用主要利用以下原理：（1）鈍化。防腐涂料通常含有顏料，這類顏料會改變金屬表面的性能，使其發生鈍化，具有延緩腐蝕的效果。（2）屏蔽。防腐涂料能有效隔離金屬設備表面和外界環境，防止設備表面被氧化，進而抑制腐蝕。如果漆膜具有良好的電絕緣性，還可以獲得良好的電阻效果，起到屏蔽的作用，實現防腐蝕的目的。（3）保護。在使用防腐涂料時，應保證其涂層具有較強的附著力并與金屬表面緊密結合，以有效防止滲水、防透氣，這樣不僅能發揮電極點位的保護功能，還能確保設備在化學反應條件下保持表面性能穩定，起到良好的屏蔽保護作用。

3 防腐涂料在石油化工行業中的應用

3.1 低揮發性有機化合物（ⅤOC）高膜厚涂料的應用

低揮發性有機化合物（Ⅴolatile Organic Compounds，ⅤOC）高膜厚涂料具有污染小、溶劑含量低和涂裝效率高的優點，與傳統的防腐涂料相比，可以大幅度減少有機溶劑的揮發。許多實驗表明，這種涂料在實際涂刷過程中可以很好地減少單位面積的使用量，有效降低成本，這對石油化工企業的運營與發展十分有利[4]。傳統的防腐涂料受到自身溶劑含量高特性的影響，在具體的涂刷過程中，要想保證其涂刷厚度達到設計標準和要求，往往需要經過許多復雜的工序才能實現，而低ⅤOC高膜厚涂料有著溶劑含量低的特性，只需要進行一次涂刷便可以實現防腐效果，進而大大減少作業時間和成本，促進石油化工企業的良好發展與經濟效益提升。

3.2 新型無機涂料的應用

隨著現代科技的不斷發展與進步，材料領域的研究也取得了極大的突破，新型無機涂料相繼進入市場。這種涂料有著良好的環保性、抗腐蝕性和防火性等特點，還有良好的抗沖擊性和硬度大等優勢，因此受到了許多石油化工企業的青睞。新型無機涂料的防腐應用主要是通過化學反應實現的，該材料主要由復合氧化物納米分散體組成，通過表面化學反應在孔隙中產生氧化反應并生成氧化鋅和磷酸鋅等。另外，這種材料還有優秀的自愈能力，在涂料表面出現部分漏涂或劃痕的情況下，可以借助氧化反應有效彌補這些缺陷。現階段，這種新型無機涂料在我國軍事和航天領域中的應用較多，且良好地發揮了環保、抗老化以及耐高溫等性能優勢。

3.3 低表面處理環氧涂料的應用

石油化工生產環境往往有極強的腐蝕性，導致設備發生故障的頻率較高，所以，需要對廠房及其設備做好定期檢查、維修和養護工作。在維修過程中，工作人員通常需要對廠房和設備的表面進行預處理，這就要求考慮石油化工生產本身的特性，確保在封閉環境下作業，如建立新的維護結構。需要注意的是，在維修過程中，為了確保安全，要暫停生產作業，因此，維修成本較高。因為石油化工生產具有特殊性，廠房內嚴禁使用明火和噴砂，所以需要結合噴砂除銹的實際需求創設防腐保護等級較高的環境，同時還需確保新舊涂層不相容。針對以上問題，可以通過低表面處理環氧涂料來解決，適用于打磨無明火的涂層表面。因此，不少石油化工企業在維修過程中會選用這種涂料。

3.4 快干型環氧涂料的應用

傳統的石油化工生產會使用環氧防腐涂料，這種涂料在涂刷一次后需要間隔較長的時間才可進行第二次涂刷，且低溫狀態下的應用效果并不理想[5]。為了解決這一問題，有研究人員應用了一種新型固化材料，即快干型環氧涂料，有效縮短了環氧涂料的固化時間。該涂料的應用不僅很好地解決了固化時間長的難題，還可以在低溫狀態下使用，有效縮短施工時間，使環氧涂料的應用更為廣泛。

3.5 水性重防腐涂料的應用

以往的防腐涂料大多存在溶劑含量高的問題，對施工作業人員的身體健康產生了較大的威脅。因此，如何減少傳統防腐涂料對人的危害成為大多數企業和專家學者亟待解決的難題。現階段，低ⅤOC高膜厚涂料與無機涂料的應用在很大程度上解決了以往的一些問題，與此同時，水性重防腐涂料的應用也取得了良好的效果。水性重防腐涂料主要以水為溶劑且揮發性低，在實際涂刷過程中具有較高的安全性，大大降低了對人體的危害。因此，這種涂料在現階段的石油化工生產中取得了良好的應用效果，且逐漸成為主要的防腐涂料。此外，水性重防腐涂料在海洋工程中也表現出優秀的防腐性能。目前，石油化工生產中應用的水性重防腐材料主要有兩種：（1）水性丙烯酸面漆。水性丙烯酸聚氨酯面漆具有高效能、保色、保光的優點。（2）水性環氧涂料。這種涂料可以應用于較為惡劣的環境，具有良好的防腐效果，同時有著使用壽命長和附著力強的優點，因此在石油化工廠房和設備防腐中的應用效果較為突出。

4 應用防腐涂料的相關問題

4.1 做好廠房和設備表面的預處理

現階段，在國內石油化工生產中，防腐涂料通常被應用于鋼結構廠房的表面處理，一般采用簡單涂刷的方法，但也正是這種簡單的涂刷方法導致不少廠房出現安全事故。在對石油化工的廠房和設備進行涂刷時，需先對其表面進行預處理以確保表面光滑且無雜質，隨后方可開展涂刷作業。如果不對廠房表面進行預處理，必定會影響防腐涂料的使用壽命。

4.2 注重涂料的使用環境

現代石油化工生產大多比較重視防腐涂料的選用，但在選擇涂料時往往缺乏全面細致的考量，導致防腐涂料與廠房和設備不適配，難以發揮防腐涂料的作用。所以在選擇防腐涂料時，相關人員需結合廠房內部環境、腐蝕的原理等進行考量，確保所選用的防腐涂料適用于廠房和設備，同時，還需考量防腐涂料的物理性質等，保證所選用的防腐涂料更具針對性和合理性。此外，在對廠房和設備進行涂刷前，還需充分考慮面漆、底漆和中間漆的涂刷厚度，以免企業產生不必要的損失。

4.3 樹立正確的投資理念

目前，不少石油化工企業在選用防腐涂料時，未能從長期投資的高度進行考慮和準備，再加上一些管理人員和采購人員誤以為防腐涂料只需要涂刷一次就可以保持永久性的效果，最終影響到防腐涂料的投資準備工作。在防腐涂料的投資準備工作中，相關人員應正確認識廠房和設備所處環境條件以及材料的實用性等并加以分析，防腐涂料涂刷完成并投入使用后，需定期檢查其防腐性能，及時發現防腐性能較差的區域，進而有針對性地重新涂刷處理，確保防腐涂料具有良好的防腐性能[6]。

4.4 科學選擇防腐材料

首先，需要考慮被涂物體的使用環境。因為防腐涂料對環境具有較強的針對性，需要結合實際使用環境，包括溫度、濕度、壓力、介質類別以及設備運行等情況，確定最佳防腐材料類型。其次，要注重對施工條件的分析。在選擇防腐涂料時，需要結合施工現場的具體情況。在現場通風不佳的情況下，可以使用固體組分含量高、無溶劑或水性防腐涂料；如果現場不具備烘烤干燥的條件，就使用自干型涂料。再次，綜合考量技術以及經濟效益，包括材料、涂層性能、施工、表面處理、維修等費用及其使用壽命。最后，還需重視所選擇的材料對環境的影響。當前，社會經濟快速發展，可持續發展理念受到了社會各界的關注，這也對涂料與涂裝技術提出了更高的要求，所以在條件許可的前提下，要優先選擇較為環保的防腐涂料，盡可能降低對水、大氣以及人們生活產生的影響。

4.5 注重防腐的長期性

石油化工設備的防腐工作具有系統性與長期性等特點，在實際應用過程中不可只關注其短期投入，而要結合各類項目采取有針對性的防腐策略，并且要充分關注后期的防腐維護工作，實現防腐的長期性，確保石油化工設備的長期穩定與安全運行。

5 結語

在石油化工生產中，由于特殊生產環境的影響，廠房和設備易發生腐蝕而損壞。為了更好地保證石油化工生產的正常與穩定，相關人員需要對廠房和設備做必要的防腐處理，這就要用到防腐材料。現階段，國家對環保提出了嚴格的要求，許多石油化工企業會選擇具有一定環保性且成本低的材料用于防腐，如低ⅤOC高膜厚涂料、新型無機涂料、低表面處理環氧涂料、快干型環氧涂料與水性重防腐材料等，可以很好地滿足環保和降低成本方面的實際需求，良好地推動石油化工產業的發展，為企業和社會的健康與穩定發展作出巨大的貢獻。