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含硫污水罐復(fù)合防腐蝕措施

文檔作者：申大勇文檔來源：錦州石化公司設(shè)備研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月13日
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砌∥ 移
含硫污水罐復(fù)合防腐蝕措施
申大勇
(錦州石化公司設(shè)備研究所，遼寧錦州121001)
[摘要] 煉油廠污水含有C1一，NH，，CN一，S 一和酚類等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，致使污水罐常規(guī)防腐蝕涂層短時間內(nèi)起
泡、剝落失效，最終導(dǎo)致罐體穿孔泄露。根據(jù)污水罐具體腐蝕情況，使用電弧噴涂鋅層與傳統(tǒng)防腐蝕涂料涂層相結(jié)
合形成復(fù)合防腐蝕涂層，獲得了較好的防腐蝕效果，延長了污水罐防腐蝕周期。
[關(guān)鍵詞] 腐蝕防護(hù)；污水罐；電弧噴涂；復(fù)合防腐蝕涂層
[中圖分類號]TQ050．9 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1001—1560(2011)11-0067—02
O 前言
煉油廠的污水中含有大量的H2S，NH。，HCN，CO ，
C1一，so；一和細(xì)菌，且溫度高(70—80 oC)，從而導(dǎo)致污
水儲罐及其他低碳鋼設(shè)備嚴(yán)重腐蝕。油田含硫污水3
- 4 a就使污水儲罐腐蝕3—4 mm，甚至造成焊縫熱影
響區(qū)應(yīng)力腐蝕開裂，出現(xiàn)多處腐蝕穿孑L。因此，防止含
硫污水儲罐腐蝕是目前油田及煉油系統(tǒng)的一大難題。
本工作先對煉油廠污水儲罐腐蝕的原因進(jìn)行調(diào)查，在
此基礎(chǔ)上采用噴涂鋅層及封閉加有機(jī)涂層的方法對其
進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，收到了較好的效果。
1 含硫污水罐的腐蝕狀況
1．1 腐蝕狀況
煉油廠2號污水罐容積1 000 m ，原罐壁厚度為
6．0 mm，材料為A3鋼，主要儲存來自常壓、催化、加氫
等裝置的污水，污水指標(biāo)見表1。長期使用溫度為70—
80℃ ，污水pH值為6．5—11．0。該罐2003年建成，采
用涂刷環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧石墨面漆防腐蝕，涂層厚
為200 txm。2008年，進(jìn)行第2次防腐蝕施工，噴砂除
銹，襯4層玻璃鋼。最近相繼發(fā)現(xiàn)漏點300余處，其中
焊縫周圍占2／3，漏點周圍及未漏處均未明顯減薄(厚
度仍為5．6 him左右)。
1．2 腐蝕原因
1．2．1 H2S-HCN-NH3-H20腐蝕環(huán)境
污水介質(zhì)中NH，，S ，CN一含量很高，鋼鐵在H S
[收稿日期] 2011—04—28
[通信作者] 申大勇(1972一)，工程師，從事設(shè)備腐蝕與防
護(hù)工作，電話：15304167249，E-mail：sdy1972
@ 126．corn
表1 3個污水罐污水指標(biāo)
指標(biāo) 1號 2號 3號
上 下 上 中 下 上 下
pFl值 1O．35 1O．27 10．9 10．7 9．4 9．4 9．1
ps2一／(mg·L ) 13 482 13 338 20 016 19 895 9 198 8 175 8 469
pc卜／(mg·L ) 259 299 122 87 333 184 192
pNH ／(mg·L ) 9 363 12 142 67 298 37 160 4 740 6 963 3 687
p 一／(mg·1 ) 756 953 5 262 9 735 18 353 743 24 075
pro／(mg·L ) I1．0 9．0 I．I 2．5 1．7 17．0 7．0
p ／(mg·L ) 678 782 888 704 918 745 1 070
溫度／qC 41 38 38
水溶液中，不只是由于電化學(xué)反應(yīng)生成FeS引起腐蝕，
同時生成的氫原子還會向鋼中滲透擴(kuò)散，以致一部分
分散在金屬品格內(nèi)，另一部分向金屬缺陷處(錯位、空
位，也可能是亞微觀或較大的空隙，如焊縫的氣穴、夾
層等)擴(kuò)散蓄積，并形成氫分子，最終形成應(yīng)力腐蝕開
裂。此外，焊接過程中不可避免地殘存的缺陷又極易
誘發(fā)焊縫的晶間腐蝕、縫隙腐蝕等，對焊道附近產(chǎn)生破
壞作用0在pH值大于6時，鋼鐵表面被FeS覆蓋，有
較好的保護(hù)性能，如果存在CN一，會溶解FeS保護(hù)層，
加速腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。
由于污水中含有大量的NH ，能與H：s發(fā)生反應(yīng)，
致使H：s在水中的溶解度大大增加，亦即HS一濃度增
大。NH。溶于水后，提高了水的pH值，從而為FeS與
CN一的反應(yīng)提供了良好的條件。
1．2．2 污水中很高的酚含量
污水中700—1 100 mg／L的酚含量，對儲罐的腐蝕
影響非常大。酚與氨、水等小分子共同作用，有很強(qiáng)的
滲透性，穿透普通防腐蝕層到達(dá)金屬基體表面會使防
腐蝕層起泡，在兩者之間形成較小的縫隙，以致產(chǎn)生縫
， 移 移 ，
越 錯 憾
隙腐蝕；再加上H S，NH 和一定的溫度共同作用，使腐
蝕加劇，最終導(dǎo)致防腐蝕層脫落失效。
2 腐蝕防護(hù)措施
2．1 電弧噴涂鋅及涂層性能
(1)噴涂參數(shù)按GB／T 9779，將噴槍嘴到基體表
面的距離控制在150—200 mm，噴涂角度為7O。～90。，
噴涂方式采用垂直交叉噴涂，每道噴涂厚度為0．03～
0。05 mm，控制好涂層密度。表2是63 mm絲材鋅鋁
電弧噴涂的工藝規(guī)范。
表2 4,3 mm鋅鋁絲材電弧噴涂工藝參數(shù)
(2)結(jié)合性能按GB／T 9796—88切格試驗法檢
測涂層的結(jié)合強(qiáng)度：使用硬質(zhì)刃口刀具，將涂層切斷至
基體，成為小方格，并貼上粘膠帶壓緊，然后持帶一端
垂直拉開(見表3)，以涂層破斷與否判斷其結(jié)合性能。
試驗結(jié)果表明：相同噴涂工藝條件下鋅涂層與A3鋼的
結(jié)合牢固，均未發(fā)現(xiàn)剝落。
表3 不同涂層厚度切格區(qū)面積及劃痕間的距離
此外，對試件進(jìn)行彎曲和錘擊試驗也未發(fā)現(xiàn)涂層
剝落。
(3)耐蝕性由于石化設(shè)備使用環(huán)境是腐蝕介質(zhì)
和干濕交替，因此參照GB／T 10124對電弧噴涂鋅層進(jìn)
行3．5％NaC1溶液浸泡試驗。鹽霧試驗參照GB／T
6458，溫度(35±2)℃，相對濕度95％以上，1 000 h鹽
霧試驗后取出，按GB／T 6461進(jìn)行評價，各參數(shù)狀態(tài)下
鋅層耐蝕性表現(xiàn)較好。從電化學(xué)試驗各參數(shù)來看，電
弧噴鋅層的各項性能都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2．2 復(fù)合防腐蝕涂層性能
鋅涂層試件用乙烯基樹脂封閉，再涂刷綠色玻璃
鱗片涂料。注意選用涂料時應(yīng)保證其：(1)耐含硫污
水，耐溫達(dá)70～80℃ ，長期浸泡無變化；(2)耐含酚污
水；(3)具有良好的附著力、孔隙率小，抗?jié)B性能好、不
脫落、不起皮；(4)要求常溫固化，施工方便。施工完成
后將其置于污水罐中浸泡6個月，取出時防腐蝕涂層
完好。由此表明：以電弧噴涂鋅層為基底的復(fù)合防腐
蝕層對含硫污水的抗腐蝕作用是明顯的。
對于耐含硫含酚污水，選擇乙烯基酯玻璃鱗片涂
料最佳，理由：乙烯基酯樹脂耐溫、耐腐蝕性能優(yōu)于環(huán)
氧樹脂，無溶劑，涂層無孑L，以玻璃鱗片作填料，鱗片在
涂層中平行重疊排列，抗?jié)B性能好、抗磨耐蝕、附著力
強(qiáng)、固化速度快。因此將選用乙烯基酯玻璃鱗片涂層
與電弧噴涂鋅層結(jié)合，可以構(gòu)成長效防腐蝕結(jié)構(gòu)。
為了更好地對整個罐體內(nèi)表面進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，
采用聯(lián)合防腐蝕方案，即陰極保護(hù)和玻璃鱗片涂層長
效聯(lián)合防護(hù)。罐內(nèi)表面噴砂達(dá)到sa 2．5級，粗糙度RZ
40～50 I．Lm，然后電弧噴鋅，涂層厚度為200 m，用乙
烯基樹脂清漆封孔，涂刷后固化2 h，再涂刷乙烯基酯
玻璃鱗片涂層3道。涂層總厚度為250～350 m。電
弧噴涂鋅層時對內(nèi)環(huán)焊縫進(jìn)行加強(qiáng)處理。
在罐內(nèi)噴涂鋅層及涂刷玻璃鱗片涂層后，形成了
一密閉結(jié)構(gòu)層，防止了污水滲漏。鋅涂層對A3鋼基體
具有很好的陰極保護(hù)作用，且具有一定的延展性，玻璃
鱗片涂料的膨張系數(shù)與鋼鐵相近，因此此復(fù)合涂層與
基體的結(jié)合強(qiáng)度大大增加，陰極保護(hù)與封閉隔離同時
作用，可大大延長防腐蝕周期。
3 應(yīng)用效果
對污水儲罐采用以上防護(hù)措施后，污水罐運行正常，
未出現(xiàn)泄露等事故。開罐檢查，雖有腐蝕介質(zhì)附著在涂
層表面，但未出現(xiàn)氣泡、破損等，涂層強(qiáng)度較高。破壞涂
層觀察發(fā)現(xiàn)，罐體金屬表面依然呈噴砂后的金屬光澤，腐
蝕介質(zhì)未滲透到基材，涂層起到了很好的保護(hù)作用，其防
腐蝕效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一般的涂料涂層。 [編校：張德忠]
(上接第57頁)
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