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濕式儲氣罐的腐蝕及涂層防護(hù)

文檔作者：彭榮華彭軍文檔來源： 1．湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2．湘潭合成化工廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年01月23日
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第23卷第1O期
2003年1O月
煤氣與熱力
Gas&amp;amp; Heat
V01．23 No．1O
Oct．2003
文章編號：1000—4416(2003)10一O6OO—o3
濕式儲氣罐的腐蝕及涂層防護(hù)
彭榮華 ，彭軍
(1．湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系，湖南湘潭411201；2．湘潭合成化工廠，湖南湘潭411202)
摘要：濕式儲氣罐的腐蝕原因主要是涂料涂層部位和漏涂部位鋼板形成的大陰極和小陽極之間局
部腐蝕。提出采用超粘附長效防腐涂料作為底漆、環(huán)氧樹脂高氯化聚乙烯涂料作為外壁涂料、環(huán)氧
橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料作為內(nèi)壁涂料，進(jìn)行涂層防護(hù)。
關(guān)鍵詞：濕式儲氣罐；腐蝕；涂料；防護(hù)
中圖分類號：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
Corrosion and Protection with Coating for W ater—sealed Gasholder
PENG Rong．hua ，PENG Jun2
(1．Department of Chemical Engineering ofXiangtan Polytechnic University，Xiangtan 411201，China；
2．Synthesis Chemical Industrial Plant ofX／angum，X／angum 411202，China)
Abstract：The main ro~tson of cor／Y)$ion of water-sealed gasholder is that the partial corrosion is formed between
cathode and anode due to the diference be twen coating and uncoated position in the individual part．of ste l
shet．It can prolong the water-sealed gasholder life that hyperploid eonglutination an d lasting-efect an ticorros—
ive paint is used as priming，epoxy resin and hish chlorinated po lyethylene paint is used as ou~ide paint，and
epo xy-rubbe r-coal tar paint is used as inside paint．
Key words：water-sealed gasholder；corrosion；paint；protec tion
1 前 言
濕式儲氣罐的腐蝕，既有氣相腐蝕又有液相腐
蝕．既有結(jié)構(gòu)本身的應(yīng)力腐蝕又有電化學(xué)腐蝕。因
而，濕式儲氣罐一般難以達(dá)到設(shè)計使用年限。濕式
儲氣罐在各種腐蝕的交互作用下，其腐蝕速度較快。
因此，搞好濕式儲氣罐的防護(hù)工作很重要 J。為
此，我們從濕式儲氣罐的結(jié)構(gòu)與工況出發(fā)，分析了濕
式儲氣罐的腐蝕原因，并在此基礎(chǔ)上提出采用超粘
附長效防腐涂料作為底漆、環(huán)氧樹脂高氯化聚乙烯
涂料作為外壁涂料、環(huán)氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料
作為內(nèi)壁涂料，并制定相應(yīng)的施工方案進(jìn)行濕式儲
氣罐的涂層防護(hù)，可以達(dá)到延長濕式儲氣罐使用壽
命的目的。
2 濕式儲氣罐腐蝕原因分析
2．1 結(jié)構(gòu)與工況
湖南某氮肥廠的2萬rn3儲氣罐系低壓濕式螺
旋導(dǎo)軌式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為Q235一A。進(jìn)儲氣罐的人工
煤氣溫度25—35℃ ，運(yùn)行溫度為常溫，夏季儲氣罐
鋼板外表面溫度可達(dá)60 ℃ 以上。操作壓力3—6
kPa。煤氣中的主要腐蝕性介質(zhì)為NH3，H，S，S02，
HCN，CO，C()’等。
- 收稿日期：2002—09—21
作者簡介：彭榮華(1967一)，女，湖南湘潭人，講師，學(xué)士，從事化工專業(yè)的教學(xué)與科研工作。
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第l0期 彭榮華等：濕式儲氣罐的腐蝕及涂層防護(hù) ’601。
2．2 腐蝕情況調(diào)查
我們對該廠的儲氣罐進(jìn)行了腐蝕情況的測試。
儲氣罐使用11年，殼體鋼板減薄量達(dá)1～1．2 mill，
均勻腐蝕速率0．11 mm／a左右，但局部腐蝕穿孔及
產(chǎn)生的裂紋較為嚴(yán)重。
對泄漏點(diǎn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：儲氣罐頂板9o％ 以上
的腐蝕漏點(diǎn)都在頂架上方的鋼板處；沿鐘罩和中部
塔節(jié)立柱兩側(cè)的壁板基本上被腐蝕穿孔，靠近立柱
約150～200 mm寬的壁板不能再用。這主要是因為
拱架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上方頂板和立柱處壁板緊貼拱架和
立柱，頂板邊環(huán)與罩頂邊緣包邊角鋼焊接后，給防腐
施工會帶來較大困難，造成涂層難以達(dá)到規(guī)定厚度，
甚至有漏涂或根本涂敷不上的情況，或立柱或拱頂
與鋼板的縫隙上的涂膜形成“架橋”現(xiàn)象等。鐘罩和
中節(jié)升降時，稍有振動就會引起“斷橋”，致使涂層失
去防腐效果。
2．3 腐蝕類型
對造成濕式儲氣罐的腐蝕原因進(jìn)行分析，認(rèn)為
主要存在以下幾種腐蝕：
(1)氧濃差腐蝕
儲氣罐在運(yùn)行中，其鐘罩和中部塔節(jié)需經(jīng)常升
降，致使壁板時常處于干濕交替的狀態(tài)中，從而形成
氧濃差腐蝕。
(2)酸性氣體腐蝕
煤氣中含有H2S，C02等酸性腐蝕性氣體，這些
酸性腐蝕性氣體與儲氣罐壁板金屬發(fā)生如下反應(yīng)：
C02+H2O — H2C()3
Fe+H2C()3一 ()3+H2
Fe+H2S— FeS+H2
由此形成H2S—C02一H2O“液態(tài)膜”，使化學(xué)和
電化學(xué)腐蝕不斷進(jìn)行，因而除引起內(nèi)壁點(diǎn)蝕穿孔外，
還導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。
(3)細(xì)菌腐蝕
水槽容積較大，其中的水基本上是死水。而南
方氣候溫和潤濕，正適合硫酸鹽還原菌的繁殖，從而
將硫化物還原成H2S，增加了H2S在水中的含量。
因而，進(jìn)一步加速了儲氣罐壁的腐蝕。
(4)氨和氫氰酸腐蝕及大氣腐蝕
煤氣中含有NH3和HCN，其腐蝕跡象主要體現(xiàn)
在儲氣罐壁上有藍(lán)色腐蝕產(chǎn)物，腐蝕物之下有深淺
不一的小坑蝕。另外，儲氣罐位于工業(yè)區(qū)內(nèi)，周圍
CO2，SO2， S等的濃度較大，致使儲氣罐外壁遭受
嚴(yán)重的大氣腐蝕。
(5)應(yīng)力腐蝕
儲氣罐所選用的材質(zhì)為Q235一A，該材質(zhì)中含
有少量的硫、磷等雜質(zhì)。在常溫下鋼材中的硫、磷雜
質(zhì)對應(yīng)力腐蝕較為敏感，特別是對焊縫熱影響區(qū)更
為嚴(yán)重。當(dāng)腐蝕發(fā)生在應(yīng)力集中區(qū)域時，儲氣罐在
各種載荷作用下稍微產(chǎn)生振動或扭曲，腐蝕點(diǎn)就會
開裂，嚴(yán)重時將擴(kuò)展成裂紋。
通過上述分析認(rèn)為影響濕式儲氣罐使用壽命的
主要原因是局部腐蝕— — 點(diǎn)蝕穿孔。被拱架和立柱
擋住漏涂部分鋼板形成的小陽極與整體被涂鋼板的
大陰極，構(gòu)成大陰極一小陽極的腐蝕原電池，產(chǎn)生強(qiáng)
大的腐蝕電流使小陽極漏涂壁板迅速溶解而穿孔。
3 涂層選擇
涂層防腐具有省力、快捷、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。其防腐
機(jī)制有屏蔽、電化學(xué)和黏結(jié)。儲氣罐內(nèi)、外壁采用涂
層防腐，主要是利用涂層的屏蔽機(jī)理，涂層的主要作
用是阻止電荷的傳遞和阻止周圍介質(zhì)向涂層中滲
透、擴(kuò)散，使涂層下的金屬不發(fā)生電化學(xué)腐蝕。但所
使用的涂層一般都難以達(dá)到理想的屏蔽效果。主要
是因為各種涂層是多種組分的復(fù)雜體系，施工時在
常溫下干燥，溶劑緩慢揮發(fā)，環(huán)境中的灰塵等雜物容
易侵入，使涂層出現(xiàn)較多的針孔，周圍介質(zhì)也可以通
過擴(kuò)散到達(dá)基體。所以，儲氣罐在采用涂層防腐時，
關(guān)鍵是如何改進(jìn)涂層的結(jié)構(gòu)體系和致密度。另外。
所選擇的防腐涂料要求具有耐煤氣、耐含 S等的
酸性水、耐霉菌、耐工業(yè)大氣和抗紫外線、防老化等
特點(diǎn)，同時還要求涂料具有良好的物理機(jī)械性能，常
溫固化，現(xiàn)場施工方便和施工中對環(huán)保沒有不良影
響。
(1)底層涂料選擇
目前，常用的濕式儲氣罐防腐涂料配套方案，在
耐水性、耐蝕性、抗?jié)B性、耐候性等方面均能滿足儲
氣罐防腐的要求，但濕式儲氣罐在防腐施工時無法
滿足目前通常采用的富鋅底漆對底材處理的要求，
富鋅底漆對基材表面的除銹處理要求達(dá)到sp—l0
級(相當(dāng)于Sa2．5級)以上才能起到長效防腐的作
用_3 J，由此導(dǎo)致濕式儲氣罐的重涂期一般較短。
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煤氣與熱力 2003正
因此，要延長濕式儲氣罐的重涂期，重點(diǎn)在于解
決局部除銹級別低的難題。超粘附長效防腐涂料能
在sp一3級的鋼板表面實(shí)現(xiàn)長效防腐 ，用該涂料
取代富鋅底漆作為濕式儲氣罐的防腐底漆，在防腐
施工方法不變的前提下，可以滿足濕式儲氣罐的防
腐施工的條件。因此，選擇超粘附長效防腐涂料作
為濕式儲氣罐的底層涂料，防腐效果將會得到提高，
而且還可大幅度降低除銹的勞動強(qiáng)度。
(2)儲氣罐外壁涂料選擇
濕式儲氣罐外壁的涂料不僅要求耐水性、耐蝕
性好，而且要求涂層具有較強(qiáng)的附著力，表面強(qiáng)度
高，硬度好，特別是要求涂料有優(yōu)良的抗老化性、耐
候、耐工業(yè)大氣的性能。目前普遍采用的氯磺化聚
乙烯涂料雖然具有耐老化、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在
強(qiáng)度差、附著力欠佳及易粉化失光等缺點(diǎn)。如何提
高涂層抗老化、抗?jié)B透、耐酸堿及裝飾性，是延長濕
式儲氣罐涂層的重涂期、提高濕式儲氣罐使用壽命
的重要途徑。
通過篩選，認(rèn)為環(huán)氧樹脂高氯化聚乙烯涂料L5
用作濕式儲氣罐的外壁防腐較好。該涂料以環(huán)氧樹
脂改性高氯化聚乙烯作為主要成膜物質(zhì)，另外加入
增塑劑、溶劑、填料、助劑等組成。高氯化聚乙烯與
環(huán)氧樹脂有較好的相溶性，成膜后環(huán)氧樹脂吸收了
高氯化聚乙烯的高彈性、低透氣性、耐熱性和較突出
的耐候性；高氯化聚乙烯吸收了環(huán)氧樹脂的粘接性、
增水性和抗腐蝕性，克服了其附著力欠佳等缺點(diǎn)，改
性后使之具有它們的共性，使涂層具有良好的柔韌
性、抗沖擊、耐磨、對金屬和非金屬有良好的粘接強(qiáng)
度、優(yōu)良的耐久性、耐候性、耐水性、耐蝕性能等。
(3)內(nèi)壁涂料選擇
濕式儲氣罐內(nèi)壁不受太陽光照射，涂料的老化
速度相對較慢，對于內(nèi)壁涂料只要求耐水、耐各種有
害介質(zhì)的腐蝕即可。目前普遍采用的環(huán)氧瀝青涂料
雖然有較好的耐水、耐蝕性等，但其彈性韌性較差、
抗?jié)B透性欠佳等缺點(diǎn)導(dǎo)致涂層破壞。
通過篩選，認(rèn)為環(huán)氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂
料L6 J用作濕式儲氣罐的內(nèi)壁防腐較好。該涂料以
環(huán)氧樹脂、天然橡膠、石油瀝青、煤焦油為主要成膜
物質(zhì)，加入溶劑、玻璃鱗片、填料、助劑等組成的雙組
分涂料。環(huán)氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料吸收了環(huán)氧
樹脂、石油瀝青、天然橡膠等的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的
缺點(diǎn)，涂料具有良好的抗?jié)B性能、粘接性能、耐蝕性
能、耐水性能等。
4 結(jié) 語
(1)超粘附長效防腐涂料能在sp一3．0級的鋼
板表面實(shí)現(xiàn)長效防腐，用它作為濕式儲氣罐的防腐
底漆，可以滿足濕式儲氣罐防腐施工條件，大幅度降
低除銹的勞動強(qiáng)度。
(2)環(huán)氧橡膠煤瀝青玻璃鱗片涂料具有優(yōu)良的
粘接性能、耐蝕性能、耐水性能、抗?jié)B性能，完全滿足
濕式儲氣罐內(nèi)壁防腐的要求。
(3)環(huán)氧樹脂高氯化聚乙烯涂料具有良好的柔
韌性、抗沖擊、耐磨、對金屬和非金屬有良好的粘接
強(qiáng)度、優(yōu)良的耐久性、耐候性、耐水性、耐蝕性能等，
可滿足濕式儲氣罐外壁防腐的要求。
參考文獻(xiàn)：
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