摘要：  分析了城鎮(zhèn)燃氣管道中的法蘭、閥門等異型構件防腐現(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用實例。

關鍵詞：  法蘭防腐；  閥門防腐；  異型構件防腐；  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)燃氣閥門井內的法蘭、閥門較多，有些閥門井地下水位高，井內嚴重積水，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；三是腐蝕導致法蘭和螺栓螺母出現(xiàn)早期失效，大大縮短整個結構的壽命和結構服役的安全性。如果采取更換材質(不銹鋼等)來防腐，成本將增加很多。

國內對法蘭閥門的保護，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構進行防腐蝕控制》提出對海上平臺進行防腐的一個技術建議：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，而且?guī)缀涡螤钶^為復雜，施工難度較大。利用一般的纏帶技術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

2．1  法蘭、閥門腐蝕種類及應對方法

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電性的非金屬材料如石墨等相連而導致的電偶腐蝕；法蘭連接處由于存在縫隙而發(fā)生的縫隙腐蝕^[2]；應力腐蝕開裂(Stress Corrosion Cracking．SCC)，是指金屬材料或結構在承受靜態(tài)或準靜態(tài)拉伸應力與腐蝕介質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——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，其技術參數(shù)見表1。

表1  Enviropeel材料的技術參數(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用的特點使其可以應用于多種工業(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體系，保護設備不受損。Enviropeel涂層無毒，不含揮發(fā)性有機物，易于剝離。當被防腐構件需要檢查、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件整個包覆起來，阻止灰塵、水等腐蝕物質進入，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Enviropeel涂料噴涂到基體上時，其內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基體材料通過化學反應結合在一起。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。當內嵌緩蝕劑的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構與Enviropeel基體材料相似，有溶人Enviropeel基體材料的趨勢。結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，如法蘭兩側連接處，則腐蝕非常嚴鶯。

2．3應用實例

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閥門進行了防腐施工。該閥門井底面低于地表1．5 m，當處于汛期時，閥門井內會積聚雨水，造成法蘭、閥門的腐蝕。圖3、4分別為閥門井內的法蘭、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，構件表面疏松的油漆涂層、鐵銹和污垢應清理干凈。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結語

Enviropeel系統(tǒng)將特殊構件整體包覆起來，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、閥門等異型構件。

②涂料內嵌緩蝕劑，并在其全壽命期內不斷釋放。

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：

[1]  范金生．高效無機防水涂料在閥門井防水改造的應用 [J]．煤氣與熱力，2009，29(5)：A36-A39．

[2]  王風平，李曉剛，林翠，等．316L不銹鋼法蘭腐蝕失效分析及對策[J]．腐蝕科學與防腐技術，2003，15(3)：180-l83．

[3]  陳入領，范家峰，王曉偉．閥門腐蝕失效分析及處理 [J]．閥門，2002(2)：30-32．

[4]  車立新，段常貴．埋地鋼質管道應力腐蝕開裂及其預防[J]．煤氣與熱力，2006，26(10)：1-4．

本文作者：陳  飛

作者單位：深圳市燃氣集團股份有限公司