油田壓力容器和儲罐內(nèi)涂層的應(yīng)用

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1、油田壓力容器和儲罐內(nèi)涂層的應(yīng)用摘要:采用涂層技術(shù)是油田壓力容器和儲罐內(nèi)防腐的主要方法。為保證容器安全可靠運(yùn)行，應(yīng)該合理選擇涂料類型，嚴(yán)格規(guī)范施工過程，準(zhǔn)確檢測涂層質(zhì)量。通過文獻(xiàn)調(diào)研和現(xiàn)場工況分析，總結(jié)了涂層防腐機(jī)理和失效機(jī)理、油田常用涂料的特性和適用條件以及涂層適用性評價方法，同時提出了涂層施工質(zhì)量控制的方法，明確了常用檢測儀器對應(yīng)的檢測項(xiàng)目，并從進(jìn)罐查看、施工準(zhǔn)備、表面處理和現(xiàn)場涂裝等4個重要環(huán)節(jié)具體分析了施工過程存在的問題，針對各種問題提出了解決措施。據(jù)此將為油田壓力容器和儲罐內(nèi)涂層的應(yīng)用提供…定的理論和技術(shù)支持，并將顯

2、著提高涂層的壽命和可靠性。關(guān)鍵詞:防腐；內(nèi)涂層；適用性；質(zhì)量控制；檢測壓力容器和儲罐廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，尤其在油田中油氣凈化單元、煉化單元和儲運(yùn)單元等過程大量使用；因此，提高壓力容器和儲罐的可靠性對油田的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。目前，服役中的壓力容器和儲罐主要采用的防腐方法有添加緩蝕劑、控制介質(zhì)溫度、定期清除油泥與積液、加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)以及噴涂涂料等,但最有效且最經(jīng)濟(jì)的還是內(nèi)涂層技術(shù)［1］。本文研究涂層的防腐機(jī)理和失效機(jī)理，選擇合適的涂料類型，并結(jié)合評價涂層適用性的試驗(yàn)方法,控制涂層施工過程的質(zhì)量，以及針對存

3、在的問題提岀解決對策,旨在提高涂層的施工質(zhì)量，延長涂層的使用壽命，保證容器的安全可靠運(yùn)行。1涂層的防腐機(jī)理與失效機(jī)理1?1涂層防腐機(jī)理涂層防腐的機(jī)理目前還未完全給岀準(zhǔn)確的分析,被人們普遍認(rèn)可的有如下5種作用［2—5］。1）屏蔽作用。具有一定厚度的致密涂層能直接隔離金屬和腐蝕性介質(zhì)的接觸，阻止水、氧及其他離子透過而腐蝕電池。2）緩蝕鈍化作用。涂層含有的某些植物油酸與堿性顏料發(fā)生反應(yīng)，得到具有緩蝕功能的皂類化合物；同時，防銹顏料中的錚酸鹽、磷酸鹽和鉛酸鹽等在涂層吸水后溶解，與基體金屬發(fā)生鈍化反應(yīng)。3）犧牲陽極保護(hù)作用。在涂料中加

4、入鋅粉等比基體金屬更活潑的金屬，一旦發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，鋅粉等活潑金屬會作為陽極首先被溶解，間接保護(hù)了基體金屬。4）附著力作用。涂層與金屬表面的附著力可以避免涂層鼓泡或剝離，從而避免由于鼓泡或剝離引起的涂層下水、氧氣等腐蝕性介質(zhì)的滲透壓增大而加速腐蝕性介質(zhì)的滲透。5）電阻效應(yīng)。涂層良好的電絕緣特性能阻止腐蝕電池的形成，可有效抑制電化學(xué)腐蝕過程中陰極的放電現(xiàn)象和陽極金屬離子的溶出。1?2涂層失效機(jī)理涂層失效一方面是由于涂層老化導(dǎo)致其性能下降；另一方面是由于水、氧氣和離子的滲透，在涂層微孔、不均勻等缺陷處形成陰極區(qū)和陽極區(qū)，發(fā)生電

5、化學(xué)反應(yīng)而造成的［6—7］。腐蝕引起涂層失效的最典型現(xiàn)象是鼓泡和脫落等。1）涂層鼓泡。涂層中含有的氣體揮發(fā)或涂層吸水都會引起涂層鼓泡，并隨著腐蝕介質(zhì)在涂層內(nèi)部的滲透，引起基體金屬的腐蝕。隨著腐蝕產(chǎn)物積聚，內(nèi)壓增強(qiáng)也會引起鼓泡。涂層鼓泡如圖1所示。2）涂層脫落。當(dāng)涂層的濕附著力降低，水分子會穿過漆膜在金屬基體表面形成水層，透過漆膜的氧氣就會溶解在水中，有了水和氧氣，鋼鐵就有了腐蝕的條件，從而會造成涂層大面積脫落或破損［8］。涂層脫落如圖2所示。2涂料選型油HI壓力容器和儲罐的防腐涂層大多采用環(huán)氧涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料、環(huán)氧導(dǎo)靜

6、電涂料和無毒環(huán)氧涂料，多為重防腐涂料，且是有機(jī)涂料，主體成分是高分子材料或聚合物，具有良好的耐酸堿腐蝕性能。SY/T0319-2012［9］標(biāo)準(zhǔn)中也對不同介質(zhì)和工作溫度范圍可選用的涂料種類做了規(guī)定。對于某些新型涂料，不確定其使用性能時，應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)評價，或要求廠家出具第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的正規(guī)報告。每種涂料均應(yīng)提供詳細(xì)的說明書，包括組成、主要特性、用途、基本參數(shù)（顏色、光澤、固體份含量、干膜厚度、理論用量、閃點(diǎn)和干燥時間等）、復(fù)涂間隔時間、表面處理、前道和后道配套用漆、施工條件、施工方法、施工參數(shù)、包裝及貯存、包裝規(guī)格

7、、注意事項(xiàng)以及健康與安全等。2?1無溶劑環(huán)氧涂料無溶劑環(huán)氧涂料是一種雙組份反應(yīng)固化型防腐涂料，是由低黏度環(huán)氧樹脂（雙酚A或雙酚F）、顏填料和助劑等合成的。添加的固化劑釆用低黏度改性胺，為絕緣型涂料［10］。與溶劑型環(huán)氧涂料相比，無溶劑環(huán)氧涂料具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）無溶劑環(huán)氧涂料未采用揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，因此，大大降低了對施工人員的身體危害，減少了空氣污染，同時降低了單位面積的涂料消耗；2）涂層的濕附著力較大，在液體腐蝕介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐久性；3）在固化過程中收縮率非常小，從而具有一次性成膜較厚、內(nèi)應(yīng)力小、邊緣覆蓋性好以及

8、不易產(chǎn)生裂紋等特點(diǎn)；4）濕膜在干燥時不會因溶劑揮發(fā)而產(chǎn)生孔隙，致密性較高；5）涂料中固體含量高，在交聯(lián)固化過程中，交聯(lián)密度更高，涂層的力學(xué)性能更優(yōu)良。因此，油田壓力容器和儲罐大都采用無溶劑環(huán)氧涂料，具有耐磨耐沖擊性能，可應(yīng)用到通風(fēng)不良的較為密閉的原油處理壓力容器或設(shè)備的內(nèi)防腐。2.2環(huán)氧玻