摘要：  分析了城鎮(zhèn)燃氣管道中的法蘭、閥門等異型構(gòu)件防腐現(xiàn)狀和存在的問題，介紹了一種新型噴涂防腐涂料的防腐原理和應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：  法蘭防腐；  閥門防腐；  異型構(gòu)件防腐；  噴涂

Abstract：The anti-corrosion status and problems of special-shaped components such as flanges and valves in city gas pipeline are analyzed．The principle and application cases of a new spray anti-corrosion coating are introduced．

Key words：flange anti-corrosion；  valve anti-corrosion：  special-shaped component anti-corrosion；  spray

1  應(yīng)用背景

腐蝕是引起金屬法蘭、閥門損壞的主要原因之一。城鎮(zhèn)燃氣閥門井內(nèi)的法蘭、閥門較多，有些閥門井地下水位高，井內(nèi)嚴重積水，產(chǎn)生嚴重的腐蝕損傷，成為嚴重的安全隱患^[1]。其后果有三個，一是維修時螺栓螺母不易拆卸，影響維修施工；二是拆卸后由于腐蝕嚴重，螺栓螺母失效，不能再次使用；三是腐蝕導(dǎo)致法蘭和螺栓螺母出現(xiàn)早期失效，大大縮短整個結(jié)構(gòu)的壽命和結(jié)構(gòu)服役的安全性。如果采取更換材質(zhì)(不銹鋼等)來防腐，成本將增加很多。

國內(nèi)對法蘭閥門的保護，采用比較多的方法是涂抹黃油，或是換用不銹鋼螺母加涂抹黃油的方式。美國NACE SP 0108--2008《使用防護涂層對海上平臺結(jié)構(gòu)進行防腐蝕控制》提出對海上平臺進行防腐的一個技術(shù)建議：首先采用已商業(yè)化的密封劑，灌注進法蘭的縫隙；然后宜用聚合物膠帶或不銹鋼帶包覆在法蘭上，以完全封閉住法蘭縫隙。整個法蘭宜采用浸透了非常疏水的礦物油或蠟的聚酯膠帶進行包覆，以提供防水隔離性能。經(jīng)過上述防腐處理后的法蘭，在不打開膠帶的情況下無法進行目視檢查，因此，在檢查后應(yīng)重新進行包覆。

在實際施工作業(yè)中，存在另外一個問題：諸多閥門和螺栓螺母處在一個狹小擁擠的空問內(nèi)，而且?guī)缀涡螤钶^為復(fù)雜，施工難度較大。利用一般的纏帶技術(shù)很難對其進行防腐施工。此外，目前業(yè)界對法蘭進行防腐處理所采用的技術(shù)都存在工序過多和后續(xù)維修、檢修困難的問題。

2法蘭、閥門防腐蝕新技術(shù)

2．1  法蘭、閥門腐蝕種類及應(yīng)對方法

法蘭、閥門的腐蝕通常為局部腐蝕，有以下4種：法蘭、閥門縫隙問的晶問腐蝕；法蘭連接處金屬材料和導(dǎo)電性的非金屬材料如石墨等相連而導(dǎo)致的電偶腐蝕；法蘭連接處由于存在縫隙而發(fā)生的縫隙腐蝕^[2]；應(yīng)力腐蝕開裂(Stress Corrosion Cracking．SCC)，是指金屬材料或結(jié)構(gòu)在承受靜態(tài)或準靜態(tài)拉伸應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用下引起的破裂，它是危害最大的腐蝕形式之一，常常會突然發(fā)生而引起災(zāi)難性后果^[3-4]。

法蘭、閥門的腐蝕通常是多種腐蝕綜合作用的結(jié)果，這給法蘭、閥門的防腐增加了難度。下面介紹一種新型的法蘭、閥門防腐技術(shù)——Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)，該系統(tǒng)為英國48LE公司產(chǎn)品，涂層的主要成分為醋酸纖維素，其技術(shù)參數(shù)見表1。

表1  Enviropeel材料的技術(shù)參數(shù)

Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)不受環(huán)境和物體形狀、尺寸約束，它優(yōu)良的防腐性能和易于應(yīng)用的特點使其可以應(yīng)用于多種工業(yè)場所，特別是受電偶腐蝕的螺栓連接系統(tǒng)，如法蘭、閥門、螺栓、螺母。該系統(tǒng)還可以阻止灰塵和其他污染物進入軸承等旋轉(zhuǎn)體系，保護設(shè)備不受損。Enviropeel涂層無毒，不含揮發(fā)性有機物，易于剝離。當(dāng)被防腐構(gòu)件需要檢查、更換或維修時，Enviropeel涂層可以被迅速地剝離而露出涂層下的金屬表面。涂層被剝離后的構(gòu)件見圖1。

2．2  Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)的防腐原理

Enviropeel是一種在材料內(nèi)部嵌入緩蝕劑的可噴涂熱塑性塑料。Enviropeel防腐涂層系統(tǒng)有兩道防線：第一道防線是通過所噴涂的涂層將構(gòu)件整個包覆起來，阻止灰塵、水等腐蝕物質(zhì)進入，隔絕腐蝕環(huán)境，從而防止電偶腐蝕、點蝕和大氣腐蝕；第二道防線是通過內(nèi)嵌在涂層中的緩蝕劑的緩慢釋放，滲入涂層所包裹的各種構(gòu)件的表面及其縫隙，如法蘭之間的縫隙、螺栓螺母之問縫隙等，達到阻止腐蝕繼續(xù)進行的目的。

當(dāng)Enviropeel涂料噴涂到基體上時，其內(nèi)嵌的緩蝕劑就不斷釋放出來，滲透到每一個縫隙處和連接處，并在系統(tǒng)的使用壽命內(nèi)發(fā)揮作用。緩蝕劑在材料制作初期就已經(jīng)和Enviropeel基體材料通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在一起。該緩蝕劑最大特點就是分子具有高度不對稱性，由極性和非極性兩個基團組成。當(dāng)內(nèi)嵌緩蝕劑的Enviropeel涂料噴涂到法蘭等金屬表面上后，由于金屬表面是極性的，而Enviropeel基體材料是非極性的，結(jié)果緩蝕劑分子的極性基團有逃出Enviropeel基體材料而親和到金屬表面的趨勢；而非極性基團由于其結(jié)構(gòu)與Enviropeel基體材料相似，有溶人Enviropeel基體材料的趨勢。結(jié)果是緩蝕劑分子的極性基團吸附在金屬表面上，而非極性基團則溶人Enviropeel基體材料中，即緩蝕劑分子定向吸附于Enviropeel基體材料和金屬表面之問。

Enviropeel系統(tǒng)符合美國標準ASTMBll7《熱鹽霧實驗》。圖2為在該標準下測試3 000 h之后的法蘭表面效果。實驗表明，Enviropeel系統(tǒng)對其覆蓋范圍內(nèi)的金屬具有良好的防腐效果，而在沒有Enviropeel涂層保護的地方，如法蘭兩側(cè)連接處，則腐蝕非常嚴鶯。

2．3應(yīng)用實例

深圳市燃氣集團股份有限公司利用Enviropeel防腐系統(tǒng)對某天然氣管道閥門井內(nèi)閥門進行了防腐施工。該閥門井底面低于地表1．5 m，當(dāng)處于汛期時，閥門井內(nèi)會積聚雨水，造成法蘭、閥門的腐蝕。圖3、4分別為閥門井內(nèi)的法蘭、閥門防腐施工前、后的情況。

防腐施工前的法蘭已經(jīng)發(fā)生了部分腐蝕，且表面油泥沉積較多。Enviropeel防腐施工分兩步完成。

①噴涂前的表面處理

利用電動鋼絲刷、刮刀、線刷、砂紙和清洗劑等工具和材料進行除銹。表面處理要求達到St₂等級，構(gòu)件表面疏松的油漆涂層、鐵銹和污垢應(yīng)清理干凈。如果法蘭或管道表面的油漆涂層粘接非常牢固，可以不用清理。

②噴涂施工

Enviropeel防腐涂層施工使用專用噴涂工具，見圖5。

Enviropeel原料以切片的形態(tài)放人加熱罐，加熱到170℃時成為液體。然后該液體經(jīng)泵通過帶有加熱功能的軟管輸送到噴槍，噴射到基體金屬上。En。viropeel涂料迅速(時間小于l0s)凝固成具有彈性及耐蝕性的覆蓋層。Enviropeel噴涂設(shè)備包括加熱罐、泵、帶有加熱功能的軟管和噴槍。

上述單個閥門井(包含l個DN 250 mm閥門及2對法蘭)的防腐施工共計花費時間50 min。

3結(jié)語

Enviropeel系統(tǒng)將特殊構(gòu)件整體包覆起來，與其他防腐方法相比有如下明顯優(yōu)勢：

①采用噴涂施工，不受物體形狀、尺寸的約束，特別適用于法蘭、閥門等異型構(gòu)件。

②涂料內(nèi)嵌緩蝕劑，并在其全壽命期內(nèi)不斷釋放。

③涂料無毒，不含揮發(fā)性有機物。

④施工完成后的材料易于剝離，如果該構(gòu)件需要拆卸或維修，只需將防腐材料用刀具割開剝下即可。

參考文獻：

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本文作者：陳  飛

作者單位：深圳市燃氣集團股份有限公司