防腐蚀案例分析

防腐蚀案例分析《腐蚀失效分析案例》简要介绍了腐蚀失效分析的原则、设备、方法及应用，重点剖析包括锅炉与废热锅炉、复水器和凝汽器列管、湿硫化氢环境中金属设备及管线、石油化工动设备、液氨储罐、尿素系统高压设备、石油化工其他反应设备、换热器、高温炉管、不锈钢回路管道腐蚀失效案例，对技术人员进行金属腐蚀失效分析工作以及日常设备腐蚀与管理有一定的借鉴和帮助。第一节防腐蚀成功案例•燃气管道防腐技术埋地燃气钢管与土壤或水长期接触，会产生化学腐蚀，对管网的安全运行与使用寿命带来极大危害。因此，埋地燃气钢管必须采取适当防腐控制技术，确保管网安全运行，延长燃气钢管使用寿命。目前，埋地燃气钢管常用的防腐技术为绝缘层防腐法和电化学保护法，通常这两种方法总是同时使用，提供防腐双重屏障，以增强防腐效果。常用燃气钢管的防腐方式1、沥青防腐沥青防腐分石油沥青和环氧煤沥青防腐。石油沥青是我国早期使用最多的防腐材料，它的优点是施工工艺简单、技术成熟、设备定型、防腐性能可靠、成本低廉；缺点是吸水率大，耐老化性能差，耐细菌性差。环氧煤沥青是石油沥青的改进代品，是由环氧树脂、煤焦油沥青、固化剂和填料组成的新型防腐材料。它的发明初衷是提高防腐层的耐矿物油及化学药品性能，增大耐磨性及对金属的附着力。但其出现后,由于其防腐层太薄（小于1mm），施工中容易产生机械损伤，且对施工工艺要求高，其固化时间长，对环境、管材除锈等要求严格，这一系列问题严重影响了其推广使用，在燃气界一直争论不断，目前很多地方已经不再使用。早期埋地钢管，均采用沥青防腐，据老一辈工程技术人员讲，石油沥青熬制，要用微火熬数小时，熬干水分，三油三布工艺控制严格。防腐效果良好。上世纪70年代埋设的沥青防腐管道，至今时有挖出来，剥开防腐层，钢管表面仍保持完好。由于沥青防腐污染环境，随着新的表面防腐技术不断出现，石油沥青防腐在大城市现已基本淘汰，仅在部分小城市还有使用。2、粘胶带防腐国外埋地钢管外壁采用胶带防腐已有五十余年历史。我国至90年代初引进国外胶带生产技术及装备。目前主要有宁波安达防腐材料有限公司,天津中央制塑公司等厂家生产防腐胶带，且应用较为广泛。胶带防腐执行行业标准SY/T0414-1998《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》。重庆燃气集团2001年建成一条胶带防腐机械自动化生产线，至2008年止，已累计加工生产聚乙烯胶带防腐管5000余km。从使用效果来看，胶带防腐具有优异的抗水、汽渗透性，防腐蚀能力强，加工工艺简便、无污染、成本低廉。管道施工中采用专用补口带易于修复破损和现场补口,简便、快捷。采用胶带防腐技术，只要严格执行SY/T0414-1998标准，不失为一种较好的防腐选择。•胶带防腐必须注意几个问题：①胶带防腐层厚度较薄（加强级≥1.44㎜～2.2㎜），强度较差，在防腐管施工及搬运过程中易造成防腐层破坏。在埋填管道之前，一定要仔细检查，用补口带补好破损处，管沟低部一定要铺软土或河沙，回填用软土。针对这一问题，目前开发出一种网状增强型聚乙烯纤维防腐胶带，抗拉伸强度是一般胶带3倍以上，具有良好的抗弯曲性能、耐磨性能、耐压痕性能。另外此胶带网状纤维结构不会阻碍阴极保电流，使得防腐层不会产生阴极屏蔽现象，适合于阴极保护系统中使用。②焊口补口、补伤一定要用相同材料的补口带。补口胶带有较厚的胶层，适合手工缠绕。补口、补伤前一定要做好清理，除锈，深刷底胶漆工序。确保管线防腐性能一致性。目前很多地方采用环氧煤沥青，热缩套补口、补伤，因搭接处材料、工艺不一致，会产生间隙，水、汽易渗透。造成腐蚀穿孔危害，不宜采用。③聚乙烯胶带在阳光紫外线作用下，易发生老化。因此胶带防腐不宜用于露天管线。目前中央塑胶公司有一种铝箔防紫外线防腐胶带可用于露天管道，必要时可以选用。④选用胶带产品时，注意检测胶带的抗剥离强度，抗剥离强度越高，粘胶越牢、抗水、汽渗透能力越强。SY/T0414-1998标准中规定的抗剥离强度是：胶带对底漆钢材剥离强度≥18N/㎝。目前有的胶带产品已能达到≥45N/㎝。从近十年使用胶带防腐经验来看，重庆属丘陵山区地带、直径大于DN200mm以上的钢管，由于自重大，施工、运输过程中胶带防腐层易破损，不太适用胶带防腐，宜选用其它防腐材料。对小口径的城市燃气管网，胶带防腐是一种防腐性能优良，成本低廉的较好选择。3、3PE防腐3PE防腐是近年来流行的一种新型复合结构的外防腐技术，它是由底层喷涂环氧粉末、中间层为胶粘剂、外层为聚乙烯复合组成的一种防腐结构。三层PE具有良好的机械性能和优良的防腐性能、防腐管寿命可达50年。近年来3PE防腐在我国石油、城市燃气行业得以广泛应用、是目前技术领先的防腐技术。重庆燃气集团近年来铺设直径DN200mm以上的埋地钢管都采用了三层PE防腐技术，从使用情况上看；防腐层强度高，不易发生破损，防腐性能优异，值得推广。3PE防腐主要缺陷：焊接补口问题。现有工艺是采用热缩套补口，补口工艺与3PE防腐工艺不一致。管子端部焊口处实际只有一层热缩套防腐层，且热缩套与3PE接合处工艺不一致，成为防腐薄弱处。3PE防腐寿命长，但防腐造价较高，补口处防腐工艺不一致，应证了经济学上的木桶原理。木桶盛水多少，取决于最短一块木板，管线防腐寿命长短，取决于最薄弱处防腐质量。现国内已有企业致力解决此问题，中国石油物资装备（集团）总公司已开发出3PE补口防腐涂装机，应用于施工现场3PE补口。四川油建公司也开发建成了钢管弯头3PE防腐作业生产线，生产3PE防腐的弯头。若将上述两项技术应用于3PE防腐管线建设，将完善3PE防腐技术，整条管线防腐工艺技术完全一致，将大大提高管线的防腐可靠性。选择3PE防腐管，有的生产厂家将管子端部预留焊口处，喷涂了环氧粉末，这样做，管道在露天存放期间端部不易锈蚀。环氧粉末在电弧高温下会蒸发，不会影响焊接质量，且用热缩套补口后也多一层防腐层。但因环氧粉末涂层是绝缘体，会造成电焊起弧困难。因此焊接前必须打磨焊口。4、室内管道的防腐城市燃气系统室内金属管道防腐常用有镀锌管，油漆防腐等。重庆燃气集团是在防腐厂先将钢管表面用自带化学除锈功能的防腐底漆处理后，交付施工现场安装后再涂面漆，效果较好。以前曾用过化学除锈剂浸泡钢管除锈后，涂刷防腐底漆。但这样做工艺步骤多，成本高，且除锈液污染环境。随着新技术，新产品的发展，现已有不少带化学除锈功能的防腐底漆产品可选用。在3PE防腐工艺中，环氧粉末喷涂厚度可达50μm～100μm，可只喷涂环氧粉末，作为室内钢管表面的防腐措施，也可取得很好的防腐效果。燃气管道防腐是城市燃气企业一项重要的技术管理工作，应予以足够重视。随着城市建设发展，管网抢险开挖成本越来越高，燃气管网安全可靠运行日显重要。腐蚀泄漏，将造成抢险费用加大、严重安全隐患、漏气及抢险排空带来的输差损失等,都将给燃气企业带来很大的经济损失和社会危害。因此燃气企业应加大在防腐技术上的投入，把治病的钱用于预防，采用高水平、高质量的防腐技术，加强管网建设施工质量监督管理;从源头上减少燃气管道锈蚀泄漏事故的不利因素，从而达到减少抢险次数，提高管网的安全运行可靠性，经济性的目的。•国内桥梁防腐蚀案例介绍国内的钢桥均采用涂料进行防腐，随着腐蚀环境的差异而采用不同的涂料配套体系进行防护。近年来，为防止钢结构在使用寿命中过早腐蚀，我国桥梁的钢结构基本上都采用富锌漆或电弧喷铝涂层的方案进行涂装保护。•富锌涂料主要有无机富锌和有机富锌(环氧)两大类组成，富锌涂料防腐涂层就是以富锌底外加中间漆和面漆组成的重防腐涂料体系(也称重防腐特涂)。苏通大桥•苏通大桥是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，主桥结构形式为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主跨2088m，在同类型桥梁中居世界第一。苏通大桥钢桥面防腐涂装工程中行车道、中分带面积为69530m2，检修道涂装面积为8352m2。行车道、中分带抛丸除锈要求达到GB8923-1988的Sa2.5级，粗糙度Rz为40μm～80μm，环氧富锌底漆干膜厚度60μm～80μm。检修道采用重防腐涂装体系，抛丸除锈达到GB8923-1988要求的Sa2.5级，粗糙度Rz为40μm～80μm，总漆膜厚度380μm。苏通大桥钢桥面防腐涂装工程，在施工过程中对漆膜表面、漆膜厚度、抗拉拔强度几方面进行了检测与控制。油漆表面色泽均匀，漆膜无流挂、针孔、气泡、裂纹等缺陷。漆膜厚度按50点/1000m2进行了检测，共测3500点，98%的部位均满足设计文件的要求，局部偏薄的地方经补涂检验也符合要求。抗拉拔强度（漆膜7d后）按6点/1000m2进行了检测，共测390点，全部满足要求，最高点达19MPa以上。上海长江大桥上海崇明越江通道长江大桥工程是交通部确定的国家重点公路建设项目,是上海到崇明越江通道南隧北桥的重要组成部分之一，连接长兴岛和崇明岛，全长16.5公里，其中越江桥梁长约10公里。主通航孔桥型采用主跨730m的双塔斜拉桥方案，是世界最大跨度的公路与轨道交通合建斜拉桥。（1）上海长江大桥经过严格的表面净化处理和喷砂除锈后，尽快进行电弧喷铝施工，避免二次污染。（2）电弧喷涂采用的线状铝丝，表面光滑干净，无刮屑、缺口、严重扭弯和扭结,无氧化、无油脂或其它污染。材料按GB/T3190-96标准执行。电弧喷涂时喷枪与钢梁等基体表面成直角方向，喷涂角度大于60°，无法垂直的部位斜度不小于45°；距离大致保持在150～200mm范围内，喷枪均匀移动速度在300～400mm/s，铝丝的输送速度为1～4m/min。•喷涂铝层采用分层喷涂，前一层与后一层的喷涂方向必须是和90°和45°交叉，以保证涂层的均匀与高黏结性。•喷涂环氧封闭漆、中间漆和氟碳面漆时，喷涂距离大致保持在70~200mm范围内。喷涂时喷枪与钢箱梁等基体表面成直角方向，无法垂直的部位斜度不宜小于45℃；喷枪均匀移动，速度在300～400mm/s选择。•喷涂环境温度大约10～35℃，应严防基体表面结露；基体表面温度高于空气露点3℃以上，相对湿度在85%以下。长江大桥钢结构防腐工艺采用电弧喷铝的防腐技术，该技术是经过几十年的不断创新，发展成为高效、节能、节材的长效防腐技术，它具有防护周期长、保护性能强、方便操作、普遍适用等特点，已经发展成为金属热喷涂技术中应用最广泛一种，日益成为国内外众多大跨度钢结构桥梁长效防腐的主流应用技术。•“鸟巢”防腐技术“鸟巢”外形结构主要是由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。我国原来标准的钢材无法满足“鸟巢”要求。武阳钢铁公司最终研制出成110毫米厚的“鸟巢”特殊用钢，保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢复到原有形状。这意味着如果北京再次遭受上世纪70年代唐山地震一样的地震波及，鸟巢依然能保持原状。“鸟巢”所用钢材名为Q460EZ235，是顶级建筑用钢，“460”指钢材的强度，表明这种钢的强度是普通钢材的两倍，“E”指的是负40度的冲击韧性指标，这表明此钢的韧性十足，而“Z235”则表明“鸟巢”钢材的性能是最高级的。“鸟巢”的防腐“鸟巢”钢结构的防腐工程是国内建筑钢结构加注防腐涂料程序最多的一次。作为目前世界最大的单体钢结构工程，“鸟巢”的钢结构涂装面积达到28.4万平方米。“鸟巢”将戴6层防腐面具，可以保持25年。全国有6个厂家生产“鸟巢”所需的钢制品。在原产地，这些钢制品就要刷上底漆和封闭漆，分别为黄色和红色，这是头两道防腐面具。然后，再把所有的钢制品集中到工地，涂上中间漆和氟炭色漆，是第三道和第四道工序。从第四道开始，涂料的颜色就变成灰色。之后，开始钢结构的上架和组装，依次上面漆和罩面漆。•钢板表面处理严格的表面处理是决定钢结构涂层寿命诸多因素中的首要因素。如表面处理达不到有关技术的要求，将影响涂层与基体金属间的附着力。从而无法保证设计的防腐年限.1喷砂前表面处理(新钢材)使用适当清洁剂去除表面油脂等污染物，用(高压)淡水清洗掉盐份和其它污染物，