石油化工企业钢结构腐蚀与防护.doc

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1、石油化工企业钢结构腐蚀与防护石油化工企业中的冷换框架、反应器框架、管架、厂房、泵棚及楼梯间等大多采用钢结构。由于钢结构长期暴露于大气环境中，除受到一般自然条件的侵蚀外，不可避免地会被少量但腐蚀性较强的各种化工气体如氮氧化物和硫化物所腐蚀［1］，尤其是炼制高含硫原油而带来的H2S和SO2，进一步恶化钢结构的腐蚀环境。而且装置一旦发生泄漏会造成其邻近的钢结构处于高浓度的腐蚀性化工气体中，对钢结构造成更大的腐蚀危害。目前，为防止钢结构的大气腐蚀，在石油化工装置中的所有钢结构均需喷涂防腐蚀涂料，但是，防腐蚀涂料在实际使用过程中仍然存在过早失效的问题［2-3］，不能起到长效防

2、腐蚀作用。而钢结构的腐蚀破坏严重威胁装置生产安全和人员人身安全，因此，需要根据石油化工钢结构的腐蚀特点，采取适当的防腐蚀措施。1钢结构的腐蚀原因4学海无涯影响石油化工企业钢结构腐蚀的主要因素有环境、设计选材、施工与管理等。1．1环境因素。石油化工企业钢结构的腐蚀主要为大气腐蚀。化工厂的工业大气中含有较高浓度的SO2和H2S等腐蚀介质，具有较强的腐蚀性，按文献［4］的规定，化工工业大气腐蚀等级划分为C4(高)至C5(很高)级。处于海滨的炼化中心，如广东大亚湾和广西钦州，受海洋大气和化工大气的双重影响，在某些局部区域大气的腐蚀等级能达到规定的最高腐蚀等级CX(极端)。研

3、究表明，当石油化工企业的钢结构长期暴露在大气中时，若空气的相对湿度超过某一临界值，钢结构的表面就会形成水膜［5］，而一旦形成水膜，化工大气中的SO2，H2S，Cl2，HCl，CO2，NH3，NOx以及灰尘等物质将会被钢铁表面的水膜溶解，成为导电性良好的电解质溶液，从而加速钢结构的腐蚀。钢材表面形成水膜的空气相对湿度临界值与钢材的表面状态有关，当干净表面在空气中时，临界空气湿度接近100%;在接触过SO2的表面，临界湿度为80%;在3%氯化钠溶液中浸泡过的表面，临界湿度为55%［6］。临界湿度越低，钢结构表面越容易形成水膜。可以看出，对处于化工大气中的钢结构其表面易形

4、成水膜也更易被腐蚀。沿海的炼化企业，钢结构所处大气环境中，既含有工业大气的有害杂质，又含有海洋大气环境的钠、钾、钙和镁等氯化物，这些氯化物被海风携带并沉降在钢结构的表面上，与钢结构表面水膜结合形成强腐蚀介质，使钢结构的腐蚀更加严重。1．2设计选材因素。一般大气环境中，钢结构涂料的选用没有考虑具体的环境介质和工艺条件等因素。针对户外钢结构的防腐蚀，习惯上采用亲水性较大，耐候性相对较差的适用于一般大气环境的涂装体系，即采用醇酸底漆和面漆两层结构，另外不再加中间漆。但对于石油化工企业，由于其工业大气中含有较多腐蚀性较强的SO2和H2S气体，若钢结构外防腐蚀涂层采用底漆和面

5、漆两层涂装结构，其耐用性肯定较差，即使面漆采用耐候性和耐蚀性均较好的氯化橡胶涂料，也存在过早失效的问题。1．3施工因素。除设计选材外，防腐蚀涂装的施工工艺也是影响涂层质量的关键。采用合适的表面处理方法将钢结构表面的杂质清除干净，如污物、锈层和轧制钢材时形成的氧化皮。按文献［7］中的规定，钢结构表面需达到Sa2．5级以上。对户外钢结构常用的表面处理方法有工具除锈(包括手动和动力工具除锈)和喷射除锈。喷射除锈和手工除锈相比，同一种油漆在相同的腐蚀环境下，采用前者除锈较后者的漆膜寿命可延长3～5倍。若现场施工过程中仅依靠手工除锈，难以彻底清除钢结构表面的旧漆与锈垢，易导致

6、涂层附着力差，造成涂层过早失效。一般防腐蚀涂层越厚，其耐蚀性能越好。结合文献［8］中的要求，防腐蚀涂料的最低使用年限、各涂层的干漆膜厚度和总厚度需要根据各单体的重要性、维修的难易程度以及建设工程的要求确定［9］，一般来说，干膜总厚度最少不低于200μm。由于钢结构防腐蚀涂装的施工工艺不合理，现场施工时仅3～4道涂装，且省略了中间漆，这样就会导致干膜总厚度不足，而干膜总厚度不足的涂层易发生水和氧气的渗透现象，致使涂层起泡、剥离及失效。1．4管理因素企业更注重生产效益，没有专职防腐蚀管理人员，一般由设备管理人员兼管防腐蚀，而设备管理人员更关注与生产工艺流程相关的设备，容

7、易忽视钢结构的防腐蚀问题。一是在钢结构外防腐蚀施工过程中，疏于管理施工质量，对施工队伍资质审查不严;二是由于石化企业装置的检维修周期较长，多在3a以上，对钢结构外防腐蚀涂层不能及时进行维护。2防腐蚀措施4学海无涯金属防腐蚀最常用的一种方法是表面涂覆有机涂层，涂层的防护作用主要是:(1)对金属基体起着机械保护作用或屏蔽作用;(2)具有良好的抗渗性能，减缓水蒸气、氧气或其他侵蚀性离子的渗透，阻碍基材金属的电化学腐蚀过程［10］。目前，钢结构所采用的主要防腐蚀手段是喷涂防腐蚀涂料，正确选择防腐蚀涂料和合理的施工工艺是保证防腐蚀质量的关键。2．1涂料的选择。按保护功能划