石化行业的主要原料是石油、天然气等,其基础设施和设备装置需要用到大量的钢铁,酸、碱、盐、油气等腐蚀性介质影响相关设备的正常运行,必须采取积极有效的应对措施确保相关设备的安全使用,并根据石化设备的腐蚀特点,采取积极有效的防腐措施,从根本上降低安全生产事故的可能性。随着科学技术的不断发展,各种先进的防腐技术被应用于石油化工设备的防腐,这些防腐技术经过不断的实践,取得了非常重要的成果。
1防腐涂料在石油化工应用中的问题
1.1设备表面处理不到位
在石油化工行业,所有应用设备都处于复杂的环境中,在对相关设备进行防腐处理之前,需要对金属或非金属材料的表面进行预处理。为了充分发挥涂料对设备的保护作用,除了涂料本身的质量之外,基材的表面处理和施工水平直接影响着涂装的工程质量。在涂装之前,我们需要充分去除基材上对涂料有损害的物质,包括氧化皮、铁锈、油脂、盐分以及水分。如果表面处理不彻底,表面残留的杂质污物,会直接影响到涂料的有效防护寿命。
1.2防护涂料体系设计的不合理
在构建防腐技术之前,要充分考虑防腐涂层的化学和物理性能,综合考虑底漆、中漆和面漆的厚度、涂装工艺、次数。避免因设计不合理,造成不必要的损失[1]。事实上,只有选择兼具防腐涂料性能、适用性强、易于涂装的材料,才能提高防腐涂料的应用效果。在石油化工行业,很多企业往往选择短期防腐涂料,以实现经济效益最大化,因为很多企业忽略了防腐作业实际上具有长期性这一重要问题。。很多采购人员甚至认为防腐涂层只要刷了,就会效果持久。正确的做法是根据工厂内部环境选择合适的、实用的防腐材料进行涂装,定期检查防腐涂层是否还具有防腐性能,对不具有防腐性能的区域进行重新喷涂。为提高使用安全系数,石化企业在选择防腐涂料时应考虑防腐寿命这一重要因素,根据工程设计的不同防腐时限选择最合适的防腐涂料。
2防腐涂料在石油化工产业中的应用类型
2.1低VOC高膜厚涂料
这种涂料的主要特点是低污染、低溶剂和高涂布效率。对于底漆、中间漆、面漆、等有机溶剂含量,低VOC厚浆涂料可降低30%以上,单位涂装面积增加,帮助石化行业降低防腐涂料的成本[2]。此外,传统防腐涂料希望达到其设计所需的厚度,而其高溶剂特性使工艺更加复杂,需要多道涂装,VOC排放量较多。低VOC厚浆型涂料本身溶剂含量较低,一次性施工成膜厚度高,降低了施工道数,有效节省施工成本和施工时间,同时也大大降低了VOC排放。
2.2快干型环氧涂料
传统的环氧防腐涂料通常使用聚酰胺硬化剂,其特点是第一道工序后间隔比较长,在低于5℃的条件下几乎不固化,不适合在低温下使用。快干环氧涂料采用新型固化材料,可大大减少涂料固化时间,可在低温环境下使用,可大大缩短防腐涂料的施工时间。使用快干环氧涂层,下一道涂层可在室温下约两小时内完成,三层防腐涂层通常可在十二小时内完成。
2.3低表面处理环氧涂料
石化设备运行时的介质在一般情况下都是不能与火花接触的易燃易爆物质,而我们经常需要在设备处于运行状态下对设备进行翻新涂装,在此情况下没有办法对设备进行彻底的前处理作业,低表面处理环氧涂料应运而生。低表面处理环氧涂料具有较高的施工容忍性,针对在不能进行彻底喷砂,同时又需要高级别的防腐蚀保护要求的情况下使用,同时又可以解决与旧涂层的配套相容性问题。可用手工或动力工具打磨表面至St2/St3,或通过高压喷射清除表面旧漆膜,以达到涂装前处理的要求,同时也不影响到涂层的使用寿命。
3 石油化工设备防腐措施的具体应用
3.1 隔离腐蚀介质,控制化工介质浓度
考虑到石化设备最常见的腐蚀环境,如沿海氯离子腐蚀,可以有针对性地对石化设备进行介质腐蚀防护措施。首先,为防止海水酸蚀,使设备远离腐蚀性中等海水或在化工设备表面设置防腐屏障。 再者,可适当控制介质浓度,适当稀释介质,保证企业正常运行,减少化工设备腐蚀。在石化企业的生产中,大部分设备和管道都受到腐蚀介质的腐蚀,腐蚀介质的浓度和温度变化频繁,腐蚀情况十分严重。
3.2 选择合适的处理材料
我国石油化工厂腐蚀防护相关材料的研发进展迅速。在传统常用化工设备防腐材料的基础上,开发了许多性能优良的新型防腐材料并投入生产。利用各种防腐材料制作涂层或衬里,可以将金属设备与腐蚀性介质完全隔离,防止设备腐蚀磨损,提高耐腐蚀性、耐磨性、安全性,延长设备使用寿命。石油化工防腐涂料与传统防腐涂料的主要区别在于技术含量高、耐各种化学介质技术难、使用工况环境复杂等,在整个生产过程中,钻采、炼制以及储存都对防腐蚀材料有不同的要求。石油化工厂防腐涂料的生产技术来源于高性能树脂材料的合成、高效分散剂和流变助剂的组合应用,此类新型的防腐措施采用了高效防腐颜料和填料的开发、先进的检测设备等相关的配套措施[3]。可以说,石油化工防腐设备和材料的技术发展,也意味着化工企业质量水平的实质性进展和提高。
3.3 加强防腐技术管理
针对众多的化工设备腐蚀问题,可以采用在设备上涂防腐涂料和OTC氧化聚合型包覆防腐的方法,同时必须加强对相关防腐技术的管理。石化设备的使用需要对石化设备各个环节的具体使用进行严格控制,以确保石化设备的质量和生产水平。石油化工生产本质上是危险的,虽然生产设备的腐蚀看起来很小,但它有可能在生产过程中演慢慢积累变成一场灾难。因此,企业要始终贯彻对操作人员的安全生产理念,建立严格的管理制度,定期对所有生产设备进行清洁检查。在防腐技术和化工设备的维护保养过程中,需要有责任感,小心谨慎的对待,及时发现存在的问题并整改,以免造成额外的损失。
4小结
综上所述,石化行业的各个环节都与化工机械设备密不可分,只有加强化工机械设备的维护保养,定期检查和采取防腐措施,才能保证石化企业的稳健发展。防腐涂料更新换代快,关于石化设备的防腐,需要了解问题的要领,具体情况具体分析。要加大新型防腐涂料的改进和创新,只有这样才能提高设备的应用成效,可以在保障安全生产同时,为企业创造多的利润,从而促进石化行业良性可持续发展。
参考文献:
[1]徐迪,路东柱,麻福斌,倪雅.防腐涂料在石油化工领域的应用[J].化工设计通讯,2018,44(03):69-70.
[2]戴婧.防腐涂料在石油化工中的应用[J].石化技术,2018,25(04):25+35.
[3]沈祖安.功能性防腐涂层在石化行业应用分析[J].炼油技术与工程,2019,49(06):58-61.
唐洪(1974-),男,四川成都人,四川大学化学系精细化工专业毕业,工程师职称。主要从事工业防腐蚀涂料和汽车涂料的研发工作。