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气柜腐蚀原因分析及防护措施韩相东(锦州石化公司环丁砜车间 , 锦州 , 121001)摘　　要本文以锦州炼油厂 10000m 3 气柜为例 , 分析了气柜的腐蚀原因 , 并介绍了采用新型防腐涂料、水质缓蚀剂与阴极保护的综合防护措施及使用情况关键词 : 气柜　腐蚀　涂料　缓蚀剂　阴极保护一、前　　言气柜一般由水槽、中节和钟罩等三部分组成主要材料为碳钢工作原理是中节和钟罩在水槽中 , 在一定条件下自由升降而改变储气容积由于气柜中节、钟罩经常浸入和升出水面 , 在瓦斯、水、化工大气等腐蚀介质长期作用下 , 金属表面会发生严重腐蚀气柜内壁上部与气体接触 , 下部与水接触 , 内壁表面受到瓦斯、水中腐蚀介质的腐蚀 , 如果不采取防护措施 , 气柜使用 1- 2 年就普遍减薄、局部穿孔 , 使气体泄漏 , 直接危害安全 , 污染环境因此对气柜内、外壁采用防腐蚀措施 ,对保证生产安全、延长气柜的使用寿命至关重要二、气柜的腐蚀情况锦州炼油厂焦化 10000m 3 气柜 (介质为低碳烃类 )外表面为涂刷一道环氧铁红底漆 ,三道氯磺化聚氯乙烯面漆 ; 内表面涂刷一道红丹环氧底漆 , 三道环氧沥青漆使用一年 ,外表面涂层开始褪色、鼓包 , 个别地方出现锈蚀斑点 , 不到一年半 , 在中节、钟罩表面涂层开始出现部分脱落 , 露出的金属表面 发生腐蚀。

在中节外表面出现很多腐蚀斑点和蚀坑 ,特别是在水槽附近 (中节全升起后 , 在水线附近部位 ) 较多 , 腐蚀严重的地方减薄 1. 0-1. 5mm 左右停车清罐检查 , 内壁漆膜出现脱落、损坏现象 , 锈蚀产物也较多 , 金属表面出现很多锈蚀斑点可以看出 , 虽然气柜表面采取了防护措施 , 但由于防腐措施单一、防腐蚀选材及施工上存在一定的不足之处 , 造成气柜腐蚀严重 , 不得不停止使用 , 进行修复 ,采取多种防腐措施三、气柜的腐蚀原因1. 　 漆膜表面的破坏当被保护设备的表面涂覆氯磺化聚氯乙烯涂料时 , 由于涂料的透气性 , 腐蚀物质会透过涂层在金属界面进行扩展 , 破坏涂料与金属表面的粘接力同时在太阳光的照射下 , 使漆膜老化、涂层变软、变脆而丧失原有的物理机械性能 , 导致漆膜破坏当中节、钟罩上下浮动时 , 在原涂层表面较软、气孔率较大的情况下 , 涂层易渗水当水份到达漆膜与基体之间的界面后 , 使漆膜与基体的结合强度下降 , 出现漆膜剥离或鼓泡 , 进而金属遭到腐蚀2. 　 漆膜下金属的腐蚀漆膜下的金属腐蚀 , 是由电化学作用引起的在阴极 , 氧有去极化作用 , 反应如下 :O 2+ H 2+ 2e= 2OH -75第 3 卷　 2000 年第 1 期 四川化工与腐蚀控制© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.因此 , 膜下泡内溶液呈微碱性 , 这时阴极部位的 pH 值高达 13 以上。

界面一旦成为高碱性状态 , 就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和漆膜的碱分解同时 , 在阳极发生如下反应 :Fe= Fe2+ + 2eFe2+ 与氧、水及 OH - 反应生成 Fe (OH ) 2、Fe (OH ) 3、 Fe2O 3· xH 2O 等腐蚀产物 , 其体积要增大好几倍 , 使漆膜鼓起 , 最后破裂这时泡内溶液呈酸性 , 泡内部 pH 值仅为 2- 4所以 , 从漆膜脱落部位产生的阴极、阳极反应来看 , 由于阴极反应产生的 OH - 离子使得界面pH 值上升 , 造成 Fe2+ 水解 :Fe2+ + 2H 2O = Fe (OH ) 2+ 2H +上述反应使界面 pH 值降低 , 从而加速了阳极反应 (金属的腐蚀 ) , 使腐蚀面积扩大 ,漆膜脱落的范围增加部分表面涂刷的漆 , 不到半年出现开裂、脱落 , 使金属表面遭到腐蚀另一方面 , 由于气柜运行时反复升降 , 造成设备表面干湿交替金属表面暴露在空气中 , 当表面存在锈蚀层时 , 锈蚀层就起到水和氧的储槽作用 , 对锈层下基体铁具有强氧化的作用在一定条件下发生大气腐蚀的电极反应大气腐蚀的锈蚀层处在润湿条件下 , 阳极反应发生在金属 Fe3O 4 界面上 , 阴极反应发生在 Fe3O 4 FeOOH 界面上 , 即锈层内发生了 Fe3+ → Fe2+ 的还原反应 , 说明锈层参与了阴极过程。

由于天气变化 , 金属表面温度、湿度随之变化 , 这样在化学、电化学作用下 ,金属表面将加速腐蚀3. 　 酸性水的腐蚀经分析 , 瓦斯气中含有大于 1% (体积比 )的二氧化碳、硫化氢气体瓦斯气进入气柜后 , 在夜间或冬季 , 饱和瓦斯气将在冷壁上析出含有 H 2S、 CO 2 等酸性气体的冷凝液 , 造成 H 2S2CO 22H 2O“液膜态”电化学腐蚀除引起点蚀外 , 还将导致应力腐蚀开裂水封槽水线附近的腐蚀最为严重溶于水中的 H 2S 大于 800× 16- 6, 几乎处于饱和状态水面上漂浮着 8- 10mm 厚的粘稠状聚合物 (致密不透气 ) , 使 H 2S 不能逸出 , 臭味极大塔壁腐蚀产物呈黑褐色 , 一触便脱落用 X 射线衍射分析 , 其主要成分是硫化物与氧化物的混合物 : Fe9S8 + FeS > 70%、Fe2O 3· 3H 2O > 20%对腐蚀产物分析表明 ,H 2S 是腐蚀的主要原因 , 它能引起点蚀和应力腐蚀裂纹4. 　 微生物腐蚀水面上部接触大气 , 腐蚀较轻水槽中的水由于长期不更换 , 30- 40℃的死水正适于硫酸盐还原菌的繁殖 , 菌数高达 107 - 108个。

可把硫化物还原生成 H 2S, 增加了 H 2S 在水中的含量 , 进一步加速金属表面的腐蚀水槽、水封底部发生严重的斑点和溃疡腐蚀 , 其年腐蚀率可达 1mm 左右四、气柜的防腐蚀措施根据气柜的腐蚀原因与腐蚀情况 , 采用适当的防护措施至关重要我们是选用合适的涂料防护、阴极保护与恰当的水质缓蚀剂来解决的1. 　 缓蚀剂的选择通过对气柜水质的分析 , 确定出水中含的有害杂质后在大庆炼油厂对气柜使用水质缓蚀剂的成功经验的基础上 , 我们采用了大庆石油学院研制的 JF90202 型缓蚀剂的配方其主要成分为乙酸三乙醇胺、季胺盐等其腐蚀率为 9. 9× 10- 6mm a 左右 , 保护度达99. 99% , 与未加缓蚀剂的腐蚀率 0. 3638mm a 相比 JF90202 缓蚀剂的保护效果很好2. 　 涂料防护(1)气柜外壁涂料的选择气柜外壁的涂料 , 不仅要求耐水性、耐腐85 四川化工与腐蚀控制 第 3 卷　 2000 年第 1 期© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.蚀性好 , 而且要求漆膜的附着力、表面强度、硬度要好 , 特别是要求防腐涂料具有优良的抗老化性、耐候、耐工业大气性能。

以前选用的氯磺化聚乙烯涂料虽然有耐老化、耐候性好等优点但是有强度差、附着力欠佳及易粉化失光等缺点我们采用环氧树脂改性高氯化聚乙烯涂料该涂料是以环氧树脂改性高氯化聚乙烯作为主要成膜物质 , 再加入增塑剂 , 溶剂、填料、助剂等组成高氯化聚乙烯、环氧树脂有良好的相溶性 , 成膜后环氧树脂吸收了高氯化聚乙烯的高弹性、低透气性、耐热性和较突出的耐候性 ; 高氯化聚乙烯吸收了环氧树脂的粘结性、憎水性和抗腐蚀性 , 克服了其附着力欠佳等缺点 , 改性后使之具有它们的共性 , 使涂层具有良好的柔韧性、抗冲、耐磨、对金属、非金属 (混凝土 ) 有良好的粘结强度、优良的耐久性、耐候性、耐水性、耐蚀性能等2)气柜内壁涂料的选择气柜内壁不受太阳光照射 , 涂料的老化速度相对较慢 , 对于内壁涂料只要求耐水、耐各种有害介质的腐蚀即可以前用的环氧煤沥青涂料虽然有较好的耐水、耐蚀性能等 , 但其弹性、韧性较差、抗渗性欠佳等缺点 , 导致漆膜的破坏我们采用环氧橡胶煤沥青玻璃鳞片涂料该涂料是以环氧树脂、天然橡胶、石油沥青、煤焦油改性为主要成膜物质 , 加入溶剂、玻璃鳞片填料、助剂等组成的双组分涂料环氧橡胶煤沥青玻璃鳞片涂料吸收了环氧树脂、石油沥青、天然橡胶等的优点 , 克服了它们的缺点 , 玻璃鳞片的加入使涂料具有良好的抗渗性能 , 从而使该涂料具有优良的粘结性能、耐蚀性、耐水性能、柔韧性能、抗渗性能、低透性等。

3. 　 施工工艺金属表面先进行喷砂处理 , 除锈标准达到 Sa2. 5, 除去原金属的旧漆膜及锈层检查发现有腐蚀严重的地方需进行特殊处理内壁 : 涂刷一道磷化底漆、二道环氧橡胶煤沥青玻璃鳞片涂料底漆、二道环氧橡胶煤沥青玻璃鳞片涂料面漆外壁 : 涂刷一道磷化底漆、二道环氧改性高氯化聚乙烯底漆、三道环氧树脂改性高氯化聚乙烯面漆4. 　 阴极保护涂料施工时 , 涂层覆盖了绝大部分金属表面 , 只有涂层的针孔处及局部破损处裸露裸露部分的金属与涂层部分形成小阳极大阴极的局部电池 , 使局部金属遭受严重腐蚀 , 漆膜将破坏得更严重采用涂料和阴极保护联合防护 , 则裸露部分的金属表面 , 由于获得集中的保护电流而得到阴极保护 , 弥补涂层的缺陷联合防护只需较小的电流就可将被保护的罐体及部件极化至保护电位但结构复杂的设备进行防护时 , 需增加阳极数目并合理分布 , 使各处的电流密度均匀根据以下公式可确定阳极的使用年限、重量、表面积及阳极块数之间的关系I= i× S (1)其中 i- 联合防护的最小保护电流密度S- 需保护的设备的总表面积I- 阴极保护所需总电流G= K× gA× S× I (2)其中 K- 校正系数gA- 阳极消耗率S- 预计工作年限G- 需要阳极总重量N = A× I In (3)其中 : N - 所需的阳极个数A- 遮蔽系数In- 每块阳极发生的电流量G1= G N (4)其中 G1- 每个阳极块的重量A = I in (5)其中 A - 所需阳极的表面积95第 3 卷　 2000 年第 1 期 四川化工与腐蚀控制© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.简　讯脱硫新技术国际培训班在武汉成功举办由中国国家科技部主办、湖北省科委协办、湖北省化学研究所承办的首届常温精脱硫新技术国际培训班于去年 10 月 12 日至25 日在武汉成功举办。

印度、孟加拉国、泰国、斯里兰卡、埃塞俄比亚、坦桑尼亚、赞比亚、尼日利亚、塔吉克斯坦、越南、罗马尼亚、英国、德国等 13 个国家来自合成氨、化学工程公司、高等学校、国家科技部与环境保护等有关部门的 18 位学员参加了本次培训班常温精脱硫是由湖北省化学研究所气体净化中心经过十年的研究开发的一项新技术它具有脱硫精度高而能耗很低的特点因而在国内保护高效催化剂与吸附剂、提高产品质量、防止设备腐蚀与环境污染中得到广泛应用为了加强国际技术交流与合作 , 该所举办了本届常温精脱硫新技术国际培训班培训班举办期间 , 全国化工小合成氨设计技术中心站站长徐京磐介绍了我国小合成氨厂对中国氮肥工业的贡献 , 从小合成氨厂中使用、推广而发展起来的常温精脱硫新技术的特点 , 及其对我国合成氨与煤化工技术进步的贡献湖北省化学研究所孔渝华、王国兴等专家讲授了精脱硫的意义与重要性及高温精脱硫与常温精脱硫在国际上的发展动态 ; 该所开发的 JTL 21、 JTL 24、 JTL 25、 JTL 26常温精脱硫新工艺的组成、原理与使用条件 ;T 504、 T 102、 T 103、 EA C24、 EZX、 EF22、EA C26、 EA C27 等 各 种 H 2S、 CO S、 CS2、R SH、 R SSR、 SO 2 精脱硫剂的脱硫原理与影响因素 ; 常温精脱硫新技术在甲醇、合成氨、食品 CO 。