管道是目前化工廠常見的運(yùn)輸?shù)闹饕绞?,具有運(yùn)輸效率高、安全性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)?;S原材料具有易燃、易爆、易擴(kuò)散等特點(diǎn),一旦發(fā)生管道泄漏,會(huì)對(duì)沿途環(huán)境造成不利影響,威脅周圍人員安全,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。因此,加強(qiáng)對(duì)管道腐蝕的防護(hù)十分重要?;S腐蝕的原因較為復(fù)雜,涉及許多影響因素,做好管道腐蝕的防護(hù)成為化工行業(yè)關(guān)注的一個(gè)重要問題。
一、常溫管道防腐方案
管道腐蝕是指金屬材料表面和環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用,引起材料的退化與破壞?;S管道常見的腐蝕主要是原油中溶解的CO2、H2S、C1﹣、少量溶解氧和細(xì)菌等腐蝕性物質(zhì)引起的,這些物質(zhì)直接和金屬作用,引起化學(xué)腐蝕。
化學(xué)腐蝕的危害性不大,而造成鋼管表面出現(xiàn)凸穴,以至穿孔的主要原因來自電化學(xué)腐蝕。金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí),電極電位較低的部位容易失去電子,成為陽極;電極電位較高的部位得到電子,成為陰極。在O2和H20存在的情況下,F(xiàn)e(OH)2生成水合氧化鐵,即產(chǎn)生腐蝕。
為了達(dá)到提升涂層的防腐性能,使涂層的防腐效果最大化,結(jié)合管道防腐的實(shí)際情況,對(duì)防腐蝕涂層性能的要求如下: 1)對(duì)腐蝕介質(zhì)的良好穩(wěn)定性;2)良好的抗?jié)B性能,保證低吸水率;3)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。4)具有優(yōu)良的電絕緣性。
表1、鍍鋅管道外壁油漆防腐技術(shù)設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)依據(jù) |
ISO12944-5:2017 色漆和清漆防護(hù)漆體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù) |
所處環(huán)境 |
C4高等;外部:中等含鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海區(qū)域 |
設(shè)計(jì)年限 |
H長(zhǎng)期 |
表面處理 |
ISO 8501-1 St2:徹底的手工和動(dòng)力工具除銹鋼材表面應(yīng)無可見的油脂和污垢,并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆層等附著物。 |
涂裝部位 |
鍍鋅管道外壁 |
涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
第一道 |
DreamCover |
鍍鋅專用底漆 DreamCover 221 |
淺灰色 中光 |
環(huán)氧稀釋劑 DreamThinner 17 |
25:5 |
160 |
第二道 |
DreamDur |
丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 |
支持勞爾、國(guó)標(biāo)調(diào)色 |
聚氨酯稀釋劑 DreamThinner 10 |
21.4:3.6 |
80 |
合計(jì) |
|
240 |
二、保溫/保冷管道防腐方案
保溫層下腐蝕(Corrosion Under Insulation,簡(jiǎn)稱CUI)是指發(fā)生在包裹了保溫材料的化工廠的管道表面上的一種腐蝕現(xiàn)象。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,僅僅在化工行業(yè)每年因?yàn)楸貙酉碌母g造成的財(cái)產(chǎn)損失可達(dá)幾十億美元,不僅造成設(shè)備故障與停工,產(chǎn)品泄漏,維修成本大量增加,更嚴(yán)重的是造成很大的安全生產(chǎn)隱患。近年來,隨著化工廠安全生產(chǎn)意識(shí)的增強(qiáng)及對(duì)CUI腐蝕行為的重視。
一般是由于冷凝水分或雨水進(jìn)入到保溫系統(tǒng)而導(dǎo)致化工廠的管道或設(shè)備外表面的局部腐蝕。當(dāng)保溫系統(tǒng)下面存在濕氣時(shí),由碳錳,低合金和奧氏體不銹鋼等材料制成的管道極易發(fā)生電化,點(diǎn)蝕,應(yīng)力開裂和縫隙腐蝕。由于腐蝕表面被保溫層覆蓋,所以保溫層下腐蝕一般很難被檢測(cè)到。根據(jù)設(shè)備材質(zhì)的不同,CUI又分成兩種類型:發(fā)生在碳鋼材料上的腐蝕(主要表現(xiàn)為坑蝕或材料的腐蝕減?。┖桶l(fā)生在不銹鋼材料上的腐蝕(主要表現(xiàn)為坑蝕或應(yīng)力腐蝕開裂)。
江銳水性納米隔熱保溫涂料 DreamHeat 300將其涂覆在輸送高溫管道,和存儲(chǔ)熱介質(zhì)容器的外表面,使用厚度2.0~5mm,表面溫度由300℃降低至78℃,降低熱損失,節(jié)能效率約15%,提高生產(chǎn)效率,同時(shí)還可以防止工作人員燙傷。江銳水性納米隔熱保溫涂料由中空陶瓷懸浮微粒和水性納米材料制作而成,能提供隔熱保溫、防腐一體化的保護(hù)。 微納米多孔填料和涂料配方設(shè)計(jì)具有:極低的熱導(dǎo)率;用薄的涂層大大的降低熱傳導(dǎo)和熱輻射——取得極好的隔熱效果。
表2:高溫管道油漆防腐技術(shù)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)依據(jù) |
ISO12944-5:2017 色漆和清漆防護(hù)漆體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù) |
所處環(huán)境 |
C4高等;外部:中等含鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海區(qū)域 |
設(shè)計(jì)年限 |
H長(zhǎng)期 |
表面處理 |
ISO 8501-1 Sa2.5:非常徹底的噴射或拋射除銹。鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等附著物,任何殘留的痕跡僅是點(diǎn)狀或條狀的輕微色斑。 |
涂裝部位 |
管道外壁 |
涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
第一道 |
DreamTherm |
有機(jī)硅耐熱底漆 DreamTherm 400 底漆 |
銀色,有光澤 |
專用稀釋劑 DreamThinner X |
20:5 |
80 |
第二道 |
DreamTherm |
水性納米隔熱保溫涂料 DreamHeat 300 |
淺灰色,白色 中光 |
去離子水 |
14:0 |
5000 |
第三道 |
DreamDur |
丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 |
支持勞爾、國(guó)標(biāo)調(diào)色 |
聚氨酯稀釋劑 DreamThinner 10 |
21.4:3.6 |
60 |
合計(jì) |
|
5140 |
三、埋地管道防腐方案
有一些化工管道被鋪設(shè)在地下,周圍土壤環(huán)境會(huì)對(duì)管道造成巨大影響。土壤的成分十分復(fù)雜,含有大量水分、二氧化碳、酸堿性鹽類物質(zhì),還有各種金屬離子,易與管道發(fā)生離子導(dǎo)電或電化學(xué)分解現(xiàn)象,還有各類化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致管道腐蝕。而土壤中的水分含量、酸堿度、電阻率、溫度高低等因素也影響著管道腐蝕速度與程度。一般情況下,土壤環(huán)境溫度高、濕度高、酸性強(qiáng)或土壤水分交替變換快,都會(huì)加快管道材質(zhì)的各種電化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致腐蝕速度加快。而通常管道鋪設(shè)得越深,周圍土壤溫度就越高。管道腐蝕還會(huì)受到土壤中各類微生物和周圍植物根系的影響,其他雜散電流也 會(huì)造成干擾,導(dǎo)致電極反應(yīng)的形成,加重管道的電阻率腐蝕。若管道暴露在空氣中,那么管道材料中的某些金屬物質(zhì)接觸到空氣中的水、二氧化硫等物質(zhì),也會(huì)出現(xiàn)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。