孫興奎

（1.江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 徐州 221000；2.徐州大光涂料廠，江蘇 徐州 221000）

石油化工產(chǎn)業(yè)主要是對(duì)天然氣和石油進(jìn)行加工生產(chǎn)，而設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中往往因與腐蝕性較強(qiáng)的物質(zhì)接觸而被損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能造成嚴(yán)重的安全事故[1]。因此，在石油化工生產(chǎn)中，務(wù)必要做好設(shè)備的防腐工作，這就需要使用防腐涂料。相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)防腐涂料的研究與分析，不斷提高防腐涂料的應(yīng)用效果，確保設(shè)備正常、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

1 石油化工設(shè)備的腐蝕原因及類(lèi)型

1.1 腐蝕的原因

機(jī)械設(shè)備大多由金屬制成，而金屬結(jié)構(gòu)易受到外部環(huán)境溫度、濕度等因素的影響而被腐蝕，由此產(chǎn)生石油化工設(shè)備腐蝕問(wèn)題[2]。在石油化工企業(yè)的作業(yè)環(huán)境中，往往有許多腐蝕性物質(zhì)，如二氧化碳、二氧化硫與氫氧化物等，再加上生產(chǎn)環(huán)境中的濕度和溫度都比較高，形成了更易發(fā)生腐蝕的環(huán)境，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備被腐蝕。

1.2 腐蝕的類(lèi)型

根據(jù)腐蝕的發(fā)生機(jī)制，可以將其分為化學(xué)和電化學(xué)兩種腐蝕類(lèi)型[3]。其中，化學(xué)腐蝕是指金屬處于高溫且相對(duì)干燥的環(huán)境下，金屬表層和環(huán)境中的某些介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致金屬被損壞的情況；電化學(xué)腐蝕是指金屬所處環(huán)境的濕度較高，金屬和電解質(zhì)溶液接觸后易發(fā)生電極反應(yīng)，致使金屬被破壞，這一過(guò)程屬于氧化還原反應(yīng)。石油化工生產(chǎn)環(huán)境中二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物等物質(zhì)的含量較高，且含有揮發(fā)性物質(zhì)及粉塵等，這些介質(zhì)均會(huì)對(duì)環(huán)境中的金屬造成一定程度的損壞。當(dāng)周?chē)h(huán)境濕度較高時(shí)，酸性氣體在水的作用下形成無(wú)機(jī)酸，而無(wú)機(jī)酸具有極強(qiáng)的腐蝕性。在石油化工生產(chǎn)環(huán)境中，金屬材質(zhì)的機(jī)械設(shè)備腐蝕往往是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕面引發(fā)的，兩種腐蝕都是氧化過(guò)程，但發(fā)生環(huán)境條件有所不同。

2 涂料的防腐原理

防腐涂料在石油化工行業(yè)中的應(yīng)用主要利用以下原理：（1）鈍化。防腐涂料通常含有顏料，這類(lèi)顏料會(huì)改變金屬表面的性能，使其發(fā)生鈍化，具有延緩腐蝕的效果。（2）屏蔽。防腐涂料能有效隔離金屬設(shè)備表面和外界環(huán)境，防止設(shè)備表面被氧化，進(jìn)而抑制腐蝕。如果漆膜具有良好的電絕緣性，還可以獲得良好的電阻效果，起到屏蔽的作用，實(shí)現(xiàn)防腐蝕的目的。（3）保護(hù)。在使用防腐涂料時(shí)，應(yīng)保證其涂層具有較強(qiáng)的附著力并與金屬表面緊密結(jié)合，以有效防止?jié)B水、防透氣，這樣不僅能發(fā)揮電極點(diǎn)位的保護(hù)功能，還能確保設(shè)備在化學(xué)反應(yīng)條件下保持表面性能穩(wěn)定，起到良好的屏蔽保護(hù)作用。

3 防腐涂料在石油化工行業(yè)中的應(yīng)用

3.1 低揮發(fā)性有機(jī)化合物（ⅤOC）高膜厚涂料的應(yīng)用

低揮發(fā)性有機(jī)化合物（Ⅴolatile Organic Compounds，ⅤOC）高膜厚涂料具有污染小、溶劑含量低和涂裝效率高的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的防腐涂料相比，可以大幅度減少有機(jī)溶劑的揮發(fā)。許多實(shí)驗(yàn)表明，這種涂料在實(shí)際涂刷過(guò)程中可以很好地減少單位面積的使用量，有效降低成本，這對(duì)石油化工企業(yè)的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展十分有利[4]。傳統(tǒng)的防腐涂料受到自身溶劑含量高特性的影響，在具體的涂刷過(guò)程中，要想保證其涂刷厚度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，往往需要經(jīng)過(guò)許多復(fù)雜的工序才能實(shí)現(xiàn)，而低ⅤOC高膜厚涂料有著溶劑含量低的特性，只需要進(jìn)行一次涂刷便可以實(shí)現(xiàn)防腐效果，進(jìn)而大大減少作業(yè)時(shí)間和成本，促進(jìn)石油化工企業(yè)的良好發(fā)展與經(jīng)濟(jì)效益提升。

3.2 新型無(wú)機(jī)涂料的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，材料領(lǐng)域的研究也取得了極大的突破，新型無(wú)機(jī)涂料相繼進(jìn)入市場(chǎng)。這種涂料有著良好的環(huán)保性、抗腐蝕性和防火性等特點(diǎn)，還有良好的抗沖擊性和硬度大等優(yōu)勢(shì)，因此受到了許多石油化工企業(yè)的青睞。新型無(wú)機(jī)涂料的防腐應(yīng)用主要是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，該材料主要由復(fù)合氧化物納米分散體組成，通過(guò)表面化學(xué)反應(yīng)在孔隙中產(chǎn)生氧化反應(yīng)并生成氧化鋅和磷酸鋅等。另外，這種材料還有優(yōu)秀的自愈能力，在涂料表面出現(xiàn)部分漏涂或劃痕的情況下，可以借助氧化反應(yīng)有效彌補(bǔ)這些缺陷?，F(xiàn)階段，這種新型無(wú)機(jī)涂料在我國(guó)軍事和航天領(lǐng)域中的應(yīng)用較多，且良好地發(fā)揮了環(huán)保、抗老化以及耐高溫等性能優(yōu)勢(shì)。

3.3 低表面處理環(huán)氧涂料的應(yīng)用

石油化工生產(chǎn)環(huán)境往往有極強(qiáng)的腐蝕性，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的頻率較高，所以，需要對(duì)廠房及其設(shè)備做好定期檢查、維修和養(yǎng)護(hù)工作。在維修過(guò)程中，工作人員通常需要對(duì)廠房和設(shè)備的表面進(jìn)行預(yù)處理，這就要求考慮石油化工生產(chǎn)本身的特性，確保在封閉環(huán)境下作業(yè)，如建立新的維護(hù)結(jié)構(gòu)。需要注意的是，在維修過(guò)程中，為了確保安全，要暫停生產(chǎn)作業(yè)，因此，維修成本較高。因?yàn)槭突どa(chǎn)具有特殊性，廠房?jī)?nèi)嚴(yán)禁使用明火和噴砂，所以需要結(jié)合噴砂除銹的實(shí)際需求創(chuàng)設(shè)防腐保護(hù)等級(jí)較高的環(huán)境，同時(shí)還需確保新舊涂層不相容。針對(duì)以上問(wèn)題，可以通過(guò)低表面處理環(huán)氧涂料來(lái)解決，適用于打磨無(wú)明火的涂層表面。因此，不少石油化工企業(yè)在維修過(guò)程中會(huì)選用這種涂料。

3.4 快干型環(huán)氧涂料的應(yīng)用

傳統(tǒng)的石油化工生產(chǎn)會(huì)使用環(huán)氧防腐涂料，這種涂料在涂刷一次后需要間隔較長(zhǎng)的時(shí)間才可進(jìn)行第二次涂刷，且低溫狀態(tài)下的應(yīng)用效果并不理想[5]。為了解決這一問(wèn)題，有研究人員應(yīng)用了一種新型固化材料，即快干型環(huán)氧涂料，有效縮短了環(huán)氧涂料的固化時(shí)間。該涂料的應(yīng)用不僅很好地解決了固化時(shí)間長(zhǎng)的難題，還可以在低溫狀態(tài)下使用，有效縮短施工時(shí)間，使環(huán)氧涂料的應(yīng)用更為廣泛。

3.5 水性重防腐涂料的應(yīng)用

以往的防腐涂料大多存在溶劑含量高的問(wèn)題，對(duì)施工作業(yè)人員的身體健康產(chǎn)生了較大的威脅。因此，如何減少傳統(tǒng)防腐涂料對(duì)人的危害成為大多數(shù)企業(yè)和專(zhuān)家學(xué)者亟待解決的難題?，F(xiàn)階段，低ⅤOC高膜厚涂料與無(wú)機(jī)涂料的應(yīng)用在很大程度上解決了以往的一些問(wèn)題，與此同時(shí)，水性重防腐涂料的應(yīng)用也取得了良好的效果。水性重防腐涂料主要以水為溶劑且揮發(fā)性低，在實(shí)際涂刷過(guò)程中具有較高的安全性，大大降低了對(duì)人體的危害。因此，這種涂料在現(xiàn)階段的石油化工生產(chǎn)中取得了良好的應(yīng)用效果，且逐漸成為主要的防腐涂料。此外，水性重防腐涂料在海洋工程中也表現(xiàn)出優(yōu)秀的防腐性能。目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用的水性重防腐材料主要有兩種：（1）水性丙烯酸面漆。水性丙烯酸聚氨酯面漆具有高效能、保色、保光的優(yōu)點(diǎn)。（2）水性環(huán)氧涂料。這種涂料可以應(yīng)用于較為惡劣的環(huán)境，具有良好的防腐效果，同時(shí)有著使用壽命長(zhǎng)和附著力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此在石油化工廠房和設(shè)備防腐中的應(yīng)用效果較為突出。

4 應(yīng)用防腐涂料的相關(guān)問(wèn)題

4.1 做好廠房和設(shè)備表面的預(yù)處理

現(xiàn)階段，在國(guó)內(nèi)石油化工生產(chǎn)中，防腐涂料通常被應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)廠房的表面處理，一般采用簡(jiǎn)單涂刷的方法，但也正是這種簡(jiǎn)單的涂刷方法導(dǎo)致不少?gòu)S房出現(xiàn)安全事故。在對(duì)石油化工的廠房和設(shè)備進(jìn)行涂刷時(shí)，需先對(duì)其表面進(jìn)行預(yù)處理以確保表面光滑且無(wú)雜質(zhì)，隨后方可開(kāi)展涂刷作業(yè)。如果不對(duì)廠房表面進(jìn)行預(yù)處理，必定會(huì)影響防腐涂料的使用壽命。

4.2 注重涂料的使用環(huán)境

現(xiàn)代石油化工生產(chǎn)大多比較重視防腐涂料的選用，但在選擇涂料時(shí)往往缺乏全面細(xì)致的考量，導(dǎo)致防腐涂料與廠房和設(shè)備不適配，難以發(fā)揮防腐涂料的作用。所以在選擇防腐涂料時(shí)，相關(guān)人員需結(jié)合廠房?jī)?nèi)部環(huán)境、腐蝕的原理等進(jìn)行考量，確保所選用的防腐涂料適用于廠房和設(shè)備，同時(shí)，還需考量防腐涂料的物理性質(zhì)等，保證所選用的防腐涂料更具針對(duì)性和合理性。此外，在對(duì)廠房和設(shè)備進(jìn)行涂刷前，還需充分考慮面漆、底漆和中間漆的涂刷厚度，以免企業(yè)產(chǎn)生不必要的損失。

4.3 樹(shù)立正確的投資理念

目前，不少石油化工企業(yè)在選用防腐涂料時(shí)，未能從長(zhǎng)期投資的高度進(jìn)行考慮和準(zhǔn)備，再加上一些管理人員和采購(gòu)人員誤以為防腐涂料只需要涂刷一次就可以保持永久性的效果，最終影響到防腐涂料的投資準(zhǔn)備工作。在防腐涂料的投資準(zhǔn)備工作中，相關(guān)人員應(yīng)正確認(rèn)識(shí)廠房和設(shè)備所處環(huán)境條件以及材料的實(shí)用性等并加以分析，防腐涂料涂刷完成并投入使用后，需定期檢查其防腐性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)防腐性能較差的區(qū)域，進(jìn)而有針對(duì)性地重新涂刷處理，確保防腐涂料具有良好的防腐性能[6]。

4.4 科學(xué)選擇防腐材料

首先，需要考慮被涂物體的使用環(huán)境。因?yàn)榉栏苛蠈?duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的針對(duì)性，需要結(jié)合實(shí)際使用環(huán)境，包括溫度、濕度、壓力、介質(zhì)類(lèi)別以及設(shè)備運(yùn)行等情況，確定最佳防腐材料類(lèi)型。其次，要注重對(duì)施工條件的分析。在選擇防腐涂料時(shí)，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況。在現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)不佳的情況下，可以使用固體組分含量高、無(wú)溶劑或水性防腐涂料；如果現(xiàn)場(chǎng)不具備烘烤干燥的條件，就使用自干型涂料。再次，綜合考量技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益，包括材料、涂層性能、施工、表面處理、維修等費(fèi)用及其使用壽命。最后，還需重視所選擇的材料對(duì)環(huán)境的影響。當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展理念受到了社會(huì)各界的關(guān)注，這也對(duì)涂料與涂裝技術(shù)提出了更高的要求，所以在條件許可的前提下，要優(yōu)先選擇較為環(huán)保的防腐涂料，盡可能降低對(duì)水、大氣以及人們生活產(chǎn)生的影響。

4.5 注重防腐的長(zhǎng)期性

石油化工設(shè)備的防腐工作具有系統(tǒng)性與長(zhǎng)期性等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不可只關(guān)注其短期投入，而要結(jié)合各類(lèi)項(xiàng)目采取有針對(duì)性的防腐策略，并且要充分關(guān)注后期的防腐維護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)防腐的長(zhǎng)期性，確保石油化工設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定與安全運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

在石油化工生產(chǎn)中，由于特殊生產(chǎn)環(huán)境的影響，廠房和設(shè)備易發(fā)生腐蝕而損壞。為了更好地保證石油化工生產(chǎn)的正常與穩(wěn)定，相關(guān)人員需要對(duì)廠房和設(shè)備做必要的防腐處理，這就要用到防腐材料?，F(xiàn)階段，國(guó)家對(duì)環(huán)保提出了嚴(yán)格的要求，許多石油化工企業(yè)會(huì)選擇具有一定環(huán)保性且成本低的材料用于防腐，如低ⅤOC高膜厚涂料、新型無(wú)機(jī)涂料、低表面處理環(huán)氧涂料、快干型環(huán)氧涂料與水性重防腐材料等，可以很好地滿(mǎn)足環(huán)保和降低成本方面的實(shí)際需求，良好地推動(dòng)石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為企業(yè)和社會(huì)的健康與穩(wěn)定發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。