摘要：  分析了城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿乐械姆ㄌm、閥門(mén)等異型構(gòu)件防腐現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，介紹了一種新型噴涂防腐涂料的防腐原理和應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：  法蘭防腐；  閥門(mén)防腐；  異型構(gòu)件防腐；  噴涂

Abstract：The anti-corrosion status and problems of special-shaped components such as flanges and valves in city gas pipeline are analyzed．The principle and application cases of a new spray anti-corrosion coating are introduced．

Key words：flange anti-corrosion；  valve anti-corrosion：  special-shaped component anti-corrosion；  spray

1  應(yīng)用背景

腐蝕是引起金屬法蘭、閥門(mén)損壞的主要原因之一。城鎮(zhèn)燃?xì)忾y門(mén)井內(nèi)的法蘭、閥門(mén)較多，有些閥門(mén)井地下水位高，井內(nèi)嚴(yán)重積水，產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕損傷，成為嚴(yán)重的安全隱患^[1]。其后果有三個(gè)，一是維修時(shí)螺栓螺母不易拆卸，影響維修施工；二是拆卸后由于腐蝕嚴(yán)重，螺栓螺母失效，不能再次使用；三是腐蝕導(dǎo)致法蘭和螺栓螺母出現(xiàn)早期失效，大大縮短整個(gè)結(jié)構(gòu)的壽命和結(jié)構(gòu)服役的安全性。如果采取更換材質(zhì)(不銹鋼等)來(lái)防腐，成本將增加很多。

國(guó)內(nèi)對(duì)法蘭閥門(mén)的保護(hù)，采用比較多的方法是涂抹黃油，或是換用不銹鋼螺母加涂抹黃油的方式。美國(guó)NACE SP 0108--2008《使用防護(hù)涂層對(duì)海上平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕控制》提出對(duì)海上平臺(tái)進(jìn)行防腐的一個(gè)技術(shù)建議：首先采用已商業(yè)化的密封劑，灌注進(jìn)法蘭的縫隙；然后宜用聚合物膠帶或不銹鋼帶包覆在法蘭上，以完全封閉住法蘭縫隙。整個(gè)法蘭宜采用浸透了非常疏水的礦物油或蠟的聚酯膠帶進(jìn)行包覆，以提供防水隔離性能。經(jīng)過(guò)上述防腐處理后的法蘭，在不打開(kāi)膠帶的情況下無(wú)法進(jìn)行目視檢查，因此，在檢查后應(yīng)重新進(jìn)行包覆。

在實(shí)際施工作業(yè)中，存在另外一個(gè)問(wèn)題：諸多閥門(mén)和螺栓螺母處在一個(gè)狹小擁擠的空問(wèn)內(nèi)，而且?guī)缀涡螤钶^為復(fù)雜，施工難度較大。利用一般的纏帶技術(shù)很難對(duì)其進(jìn)行防腐施工。此外，目前業(yè)界對(duì)法蘭進(jìn)行防腐處理所采用的技術(shù)都存在工序過(guò)多和后續(xù)維修、檢修困難的問(wèn)題。

2法蘭、閥門(mén)防腐蝕新技術(shù)

2．1  法蘭、閥門(mén)腐蝕種類(lèi)及應(yīng)對(duì)方法

法蘭、閥門(mén)的腐蝕通常為局部腐蝕，有以下4種：法蘭、閥門(mén)縫隙問(wèn)的晶問(wèn)腐蝕；法蘭連接處金屬材料和導(dǎo)電性的非金屬材料如石墨等相連而導(dǎo)致的電偶腐蝕；法蘭連接處由于存在縫隙而發(fā)生的縫隙腐蝕^[2]；應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(Stress Corrosion Cracking．SCC)，是指金屬材料或結(jié)構(gòu)在承受靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)拉伸應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用下引起的破裂，它是危害最大的腐蝕形式之一，常常會(huì)突然發(fā)生而引起災(zāi)難性后果^[3-4]。

法蘭、閥門(mén)的腐蝕通常是多種腐蝕綜合作用的結(jié)果，這給法蘭、閥門(mén)的防腐增加了難度。下面介紹一種新型的法蘭、閥門(mén)防腐技術(shù)——Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)，該系統(tǒng)為英國(guó)48LE公司產(chǎn)品，涂層的主要成分為醋酸纖維素，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1  Enviropeel材料的技術(shù)參數(shù)

Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)不受環(huán)境和物體形狀、尺寸約束，它優(yōu)良的防腐性能和易于應(yīng)用的特點(diǎn)使其可以應(yīng)用于多種工業(yè)場(chǎng)所，特別是受電偶腐蝕的螺栓連接系統(tǒng)，如法蘭、閥門(mén)、螺栓、螺母。該系統(tǒng)還可以阻止灰塵和其他污染物進(jìn)入軸承等旋轉(zhuǎn)體系，保護(hù)設(shè)備不受損。Enviropeel涂層無(wú)毒，不含揮發(fā)性有機(jī)物，易于剝離。當(dāng)被防腐構(gòu)件需要檢查、更換或維修時(shí)，Enviropeel涂層可以被迅速地剝離而露出涂層下的金屬表面。涂層被剝離后的構(gòu)件見(jiàn)圖1。

2．2  Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)的防腐原理

Enviropeel是一種在材料內(nèi)部嵌入緩蝕劑的可噴涂熱塑性塑料。Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)有兩道防線(xiàn)：第一道防線(xiàn)是通過(guò)所噴涂的涂層將構(gòu)件整個(gè)包覆起來(lái)，阻止灰塵、水等腐蝕物質(zhì)進(jìn)入，隔絕腐蝕環(huán)境，從而防止電偶腐蝕、點(diǎn)蝕和大氣腐蝕；第二道防線(xiàn)是通過(guò)內(nèi)嵌在涂層中的緩蝕劑的緩慢釋放，滲入涂層所包裹的各種構(gòu)件的表面及其縫隙，如法蘭之間的縫隙、螺栓螺母之問(wèn)縫隙等，達(dá)到阻止腐蝕繼續(xù)進(jìn)行的目的。

當(dāng)Enviropeel涂料噴涂到基體上時(shí)，其內(nèi)嵌的緩蝕劑就不斷釋放出來(lái)，滲透到每一個(gè)縫隙處和連接處，并在系統(tǒng)的使用壽命內(nèi)發(fā)揮作用。緩蝕劑在材料制作初期就已經(jīng)和Enviropeel基體材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在一起。該緩蝕劑最大特點(diǎn)就是分子具有高度不對(duì)稱(chēng)性，由極性和非極性?xún)蓚€(gè)基團(tuán)組成。當(dāng)內(nèi)嵌緩蝕劑的Enviropeel涂料噴涂到法蘭等金屬表面上后，由于金屬表面是極性的，而Enviropeel基體材料是非極性的，結(jié)果緩蝕劑分子的極性基團(tuán)有逃出Enviropeel基體材料而親和到金屬表面的趨勢(shì)；而非極性基團(tuán)由于其結(jié)構(gòu)與Enviropeel基體材料相似，有溶人Enviropeel基體材料的趨勢(shì)。結(jié)果是緩蝕劑分子的極性基團(tuán)吸附在金屬表面上，而非極性基團(tuán)則溶人Enviropeel基體材料中，即緩蝕劑分子定向吸附于Enviropeel基體材料和金屬表面之問(wèn)。

Enviropeel系統(tǒng)符合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTMBll7《熱鹽霧實(shí)驗(yàn)》。圖2為在該標(biāo)準(zhǔn)下測(cè)試3 000 h之后的法蘭表面效果。實(shí)驗(yàn)表明，Enviropeel系統(tǒng)對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的金屬具有良好的防腐效果，而在沒(méi)有Enviropeel涂層保護(hù)的地方，如法蘭兩側(cè)連接處，則腐蝕非常嚴(yán)鶯。

2．3應(yīng)用實(shí)例

深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司利用Enviropeel防腐系統(tǒng)對(duì)某天然氣管道閥門(mén)井內(nèi)閥門(mén)進(jìn)行了防腐施工。該閥門(mén)井底面低于地表1．5 m，當(dāng)處于汛期時(shí)，閥門(mén)井內(nèi)會(huì)積聚雨水，造成法蘭、閥門(mén)的腐蝕。圖3、4分別為閥門(mén)井內(nèi)的法蘭、閥門(mén)防腐施工前、后的情況。

防腐施工前的法蘭已經(jīng)發(fā)生了部分腐蝕，且表面油泥沉積較多。Enviropeel防腐施工分兩步完成。

①噴涂前的表面處理

利用電動(dòng)鋼絲刷、刮刀、線(xiàn)刷、砂紙和清洗劑等工具和材料進(jìn)行除銹。表面處理要求達(dá)到St₂等級(jí)，構(gòu)件表面疏松的油漆涂層、鐵銹和污垢應(yīng)清理干凈。如果法蘭或管道表面的油漆涂層粘接非常牢固，可以不用清理。

②噴涂施工

Enviropeel防腐涂層施工使用專(zhuān)用噴涂工具，見(jiàn)圖5。

Enviropeel原料以切片的形態(tài)放人加熱罐，加熱到170℃時(shí)成為液體。然后該液體經(jīng)泵通過(guò)帶有加熱功能的軟管輸送到噴槍?zhuān)瑖娚涞交w金屬上。En。viropeel涂料迅速(時(shí)間小于l0s)凝固成具有彈性及耐蝕性的覆蓋層。Enviropeel噴涂設(shè)備包括加熱罐、泵、帶有加熱功能的軟管和噴槍。

上述單個(gè)閥門(mén)井(包含l個(gè)DN 250 mm閥門(mén)及2對(duì)法蘭)的防腐施工共計(jì)花費(fèi)時(shí)間50 min。

3結(jié)語(yǔ)

Enviropeel系統(tǒng)將特殊構(gòu)件整體包覆起來(lái)，與其他防腐方法相比有如下明顯優(yōu)勢(shì)：

①采用噴涂施工，不受物體形狀、尺寸的約束，特別適用于法蘭、閥門(mén)等異型構(gòu)件。

②涂料內(nèi)嵌緩蝕劑，并在其全壽命期內(nèi)不斷釋放。

③涂料無(wú)毒，不含揮發(fā)性有機(jī)物。

④施工完成后的材料易于剝離，如果該構(gòu)件需要拆卸或維修，只需將防腐材料用刀具割開(kāi)剝下即可。

參考文獻(xiàn)：

[1]  范金生．高效無(wú)機(jī)防水涂料在閥門(mén)井防水改造的應(yīng)用 [J]．煤氣與熱力，2009，29(5)：A36-A39．

[2]  王風(fēng)平，李曉剛，林翠，等．316L不銹鋼法蘭腐蝕失效分析及對(duì)策[J]．腐蝕科學(xué)與防腐技術(shù)，2003，15(3)：180-l83．

[3]  陳入領(lǐng)，范家峰，王曉偉．閥門(mén)腐蝕失效分析及處理 [J]．閥門(mén)，2002(2)：30-32．

[4]  車(chē)立新，段常貴．埋地鋼質(zhì)管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂及其預(yù)防[J]．煤氣與熱力，2006，26(10)：1-4．

本文作者：陳  飛

作者單位：深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司