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关于气柜的腐蚀与防护

所属分类:公司新闻    发布时间: 2021-06-22    作者:admin
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在石油化工或煤气生产中很多气柜和气罐贮存的是酸性气体,如硫化氢、二氧化硫、氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、氢、氨等。这些酸性气体在潮湿的空气中可以转化成相应的酸,对金属产生电化学腐蚀,腐蚀程度极为严重。例如5%以下的稀硫酸对普通碳钢腐蚀率可达3. 4 mm/a;在40e时对18-8不锈钢腐蚀率可达1. 65 mm/a。如果按这样的腐蚀速度,一个厚度为5~6 mm的碳钢气柜,只能使用1~2年。含硫的酸性气体,如硫化氢、二氧化硫不仅对金属具有均匀或局部腐蚀作用,还会产生应力腐蚀破坏,达到一定程度时钢材会发生裂纹,甚至出现脱碳现象,使整个钢材疏松,.后形成脆性破裂。因此,对贮存酸性气体的气柜采取有效的防护措施是十分必要的。
气柜防护须考虑下列因素:¹气柜由钟罩、水封箱组成,一般为浮动式。首先考虑的因素是气柜内壁防护,以及如何选择耐酸性气体的涂料和树脂;º钟罩外壁、水箱内部及底部与水接触处,如何选择耐酸性水涂料和树脂;»钟罩外顶部和水箱外部与工业气体接触,如何选择耐工业大气腐蚀及耐紫外线照射抗老化的涂料及树脂。
1 气柜防护材料及防护结构形式
一般石油化工或民用煤气柜、气罐容积很大,通常在3 000 m3以上,故气柜防护是一项大型耐腐蚀工程。从防护选材、耐腐蚀结构设计、施工等方面都须慎重。随着近代工业迅速的发展,新材料、
新技术不断结合,防护效果会更加理想。为延长设备使用寿命,确保生产安全,气柜防护的材料和结构应满足如下要求。
1.1 气柜防护材料
对防护材料的要求为:涂料或树脂耐酸性强,能耐酸性气体腐蚀;º气柜多数采用水封浮动式,防护材料应具有较强的耐水性;»耐潮湿与耐霉菌腐蚀;金属附着力强,常温固化施工方便;气柜外层涂料应具有耐老化、耐候、耐紫外线照射等性能。
1.2 气柜防护结构形式
随着腐蚀防护技术的发展,出现了很多耐蚀材料。20世纪60年代采用生漆涂料,因毒性大, 70年代采用改性漆酚涂料、沥青涂料、环氧沥青涂料等。80年代采用复合材料及氯磺化聚乙烯涂料。
气柜耐蚀涂料的防护结构有下列几种形式:涂料形式采用单一涂料,同一种类涂料,分为底层涂料和面层涂料;º复合涂料形式,用附着力强的作底层涂料,用耐蚀性能好的作面层涂料。例如,环氧富锌涂料作底层涂料;氯化橡胶涂料作面层涂料;»喷铝加耐蚀涂料;涂料加衬玻璃钢加涂料。上述防护方法在工业上已获得成功的应用,使用时间可超过10年。
2 硫化氢气柜的防护
炼油厂生产中使用T202-1石油添加剂,副反应生成硫化氢气体,浓度70% ~80%。气柜用厚度为5~6mm碳钢制造。采用漆酚涂料防护施工的程序如下。
2.1 表面除锈处理
喷砂除锈所用石英砂粒度为1~3mm,压力为0. 5~0. 6 MPa。喷嘴与加工表面距离150~200mm,喷嘴直径<8 mm,喷砂角度(35?4)b。除锈能增加表面积,增加附着力。如果没有喷砂条件则可采用磷酸盐除锈剂除锈。气柜除锈前用0. 6 MPa的水冲刷几遍,以除去浮锈,待水干后,用耐酸泵喷磷酸盐除锈剂。磷酸盐除锈剂配方见表1。
表1 磷酸盐除锈剂配方
加料顺序为:水)磷酸)氧化锌)三氧化铬,搅拌至氧化锌溶解为止。磷酸与铁锈作用生成的磷酸盐不溶于水而构成防护膜。磷酸盐除锈剂反应机理是生成难溶的磷酸盐沉积在金属表面,以防止
氧化生锈。
2.2 刷涂漆酚涂料
刷涂漆酚涂料应在除锈后进行,漆酚涂料配方见表2。
表2 漆酚涂料配方
 
刷涂漆酚涂料后使用时间可达12年之久,涂层仍完好无变化。漆酚经生漆改性,具有生漆的性能,耐腐蚀性能好,耐硫化氢腐蚀,对金属附着力强,施工方便,毒性低于生漆,且价格不高。
炼油厂硫化氢气柜用厚度为5~6 mm碳钢制成,采用环氧涂料和玻璃钢防腐蚀。钟罩内部与硫化氢接触,采用喷砂除锈再喷铝,在铝层上涂2层环氧涂料,钟罩外部衬3层环氧玻璃钢。水箱内部衬3层环氧玻璃钢,外面涂绿色醇酸磁漆。
喷砂除锈检查合格后进行喷铝,要求喷铝层均匀,附着力好。钟罩内部喷铝工艺条件为:空气压力0. 5~0. 6MPa;乙炔气压力0. 06~0. 1MPa,常用0. 07MPa;氧气压力0. 5~0. 6 MPa;铝丝直径为<2. 3~<3 mm;进丝速度1. 7~2. 2 m/min;枪口移动速度10~17 cm/s;枪口与气柜壁距离90~140mm;喷射角度为80b~90b,特殊部位45b;喷铝层厚度0. 2~0. 3 mm;喷铝层数2层;钟罩铝层上刷涂环氧涂料2层。环氧涂料配方见表3。
表3 环氧涂料配方
第1层自干24 h后,再涂刷第2层。钟罩外部和水箱内部及底部衬3层环氧玻璃钢,配方同上。水箱外部涂1层绿色的醇酸涂料。采用环氧涂料后气柜使用时间可超过10年。

某炼油厂碳钢硫化氢气罐腐蚀严重,采用喷铝再涂刷环氧富锌涂料,使用效果很好。H06-4环氧富锌涂料,以环氧树脂为基材,聚酰胺树脂为固化剂,超细锌粉涂料量为82% ~85%。它具有优异的防护功能,有电化学保护作用,涂层中超细锌粉含量较高,锌粉颗粒之间、锌粉与钢板之间可保持良好的接触。涂层少许损伤时会有足够的金属锌对露出的小面积钢板起电化学保护作用。这些优点是其他类型耐蚀涂料所不具备的。环氧涂料还具有附着力强、常温干燥快、施工方便等优点。H06-4环氧富锌涂料配方见表4。
表4 H06-4环氧富锌涂料配方
3 二氧化硫气罐的防护
某炼油厂二氧化硫气罐,直径<2 m,长6 m,用厚度为5~6 mm的碳钢制成,采用氯磺化聚乙烯涂料防护。先用砂纸除锈,再用乙醇脱脂擦净,然后刷涂3~4层氯磺化聚乙烯涂料,配方见表5。
表5 氯磺化聚乙烯涂料配方

 
防老化剂PS264和松香溶于甲苯后再加入氯磺化聚乙烯漆中,现场现配,应在10 h之内用完,否则聚胶不能使用。每层自干后再涂下1层,罐内外各刷涂4层。例如,某气柜介质为二氧化硫,浓度99%,常温,采用氯磺化聚乙烯涂料防护,经6年多使用,效果良好,漆膜无变化,预计可使用8~10年。
4 乙炔、乙烯、氢气等气柜的防护
(1)乙炔、乙烯、氢气、氮气气柜内外防护可采用红丹酚醛底层涂料刷涂2层,沥青耐酸面层涂料L50-1刷涂2层。
(2)氨气气柜的防护可采用环氧涂料H52-3刷涂5层。
(3)氧气气柜内外防护刷涂过氯乙烯涂料10层。
(4)一氧化碳、二氧化碳、焦炉气气柜内外防护涂刷T09-11型漆酚涂料,共8层。
5 煤气柜的防护
煤气柜是由碳钢焊接而成,长期暴露于工业大气和含硫化氢的工业水中,故要求煤气柜内壁防护涂料耐煤气和水的腐蚀,外壁涂层必须耐工业大气和紫外线,同时还要求涂层具有良好的物理力学性能,应采用合适的底层涂料与面层涂料配套。煤气柜防护涂料配套体系见表6。
表6 煤气柜防腐蚀涂料配套体系