蒲伟1 金曦2
1.中海油信息科技有限公司 广东省深圳市 518068 2.中海油常州涂料化工研究院有限公司天津海洋工业防护技术分公司 天津市 300452
摘要：随着我国工业化进程加快脚步，工业对于国民经济的发展已经日益重要。工艺流程中工艺设备是链接流程的枢纽。工艺设备在生产运作中，面临常见的问题就是设备的腐蚀，也是不可避免的问题之一，在日常运作中，工艺设备受到空气、水分、照射等因素，在表面或内部发生化学反应，随着时间的延长设备会出现损耗或者是破坏的状况。受到腐蚀的设备，会在其表面发生色泽、外形的变化，在内部也会受到侵蚀、氧化、生锈等变化，这些腐蚀后的设备在使用过程中，会影响设备的正常使用，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于工艺设备腐蚀防护诊断研究意义重大。本文就工艺设备腐蚀的防护以及对工艺流程优化进行研究和探讨。
关键词：腐蚀；原因；设备
一、海上工艺设备腐蚀发生的原因
由于深层海水与表层海水的物理化学性质存在差异，而且随水深增大，压力、温度、盐度、溶解氧、pH值、钙镁离子含量和海水流速等环境状态的变化巨大，其对金属腐蚀行为的影响仍是一个尚未澄清的问题。并且深海中各环境要素相互影响，在实验室条件下难以模拟实际情况。而进行腐蚀试验是获取腐蚀环境参数和了解金属腐蚀行为的有力手段。
对于海水全浸区和潮差区，主要采用阴极保护的方法加以防护。但是在现场的实践应用中，发现海生物在潮差区和全浸区大量繁殖和附着，严重影响了阴极保护系统的效果。
导管架的腐蚀防护主要通过阴极保护技术在导管架桩腿上分布牺牲阳极达到保护效果，深水中监测探头由于压力、腐蚀环境、流速等因素容易失效。随着导管架服役年限的增加，导管架不可避免的会出现各种腐蚀问题，如PY30-1牺牲阳极发生电流不能使导管架达到正常的保护，LF13-2也存在同样的状况，此时导管架的腐蚀监测预警就成了判断导管架是否发生腐蚀问题的关键。
二、海上工艺设备腐蚀防护技术
1.防腐涂料配套体系
重防腐涂料领域经过近百年的发展，已由初期单一品种的硝基涂布漆、醇酸漆发展到现在的富锌底漆、环氧树脂涂料、玻璃鳞片涂料、聚氨酯树脂涂料、氟碳涂料、聚硅氧烷涂料、聚脲涂料等，未来重防腐涂料的发展方向主要为：
①长效防腐
海洋环境是腐蚀最恶劣的环境之一，海洋设施的防腐与陆上设施相比除了腐蚀环境恶劣还存在后期维护保养费用高等问题，因此用于海洋工业海上设施的重防腐涂料必须具备长效防腐性能，一般用于海洋环境中的重防腐涂料的防腐年限至少为15年以上，所谓的防腐年限也就是从涂装后应用到第一次大面积的维护保养的时间段。只有具备长效防腐性，才能减少后期的维护保养次数，从而可以保证设备的正常运行并节省维保费用。
②功能化
随着海洋石油平台等相关设施在使用过程中遇到的腐蚀情况越来越恶劣，因此对相关的防腐涂料或材料提出了更高的要求，要求防腐涂料或材料除了具备常规的防腐性能外，还必须具有一定的功能化作用，如用于液体管道内部的涂料需要具备优异的耐磨性、用于气体管道内壁涂料需要具有一定的减阻作用、用于压力容器的涂料需要具备耐温耐压性。
③水性化
目前减少涂料VOC的主要方法是制备低污染高固体份溶剂型涂料或水性涂料。对于低污染高固体份溶剂型涂料而言，将VOC设计成小于200g/l，折算成国内涂料界习惯的用重量百分比的计算方法，涂料的固体含量高达85～95%。与一般溶剂涂料的固体含量60%相比，固含量大为提高。高固含的防腐涂料在VOC减排方面是一个巨大的跨越，但是由于过高的固含量对施工性容易造成较大问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水性环氧涂料兼具有溶剂型环氧涂料的高附着性、高防腐性以及水性涂料的低VOC含量、对环境污染小、涂装方便等优点。
2.涂敷工艺
原有的带压堵漏技术属于临时、局部的堵漏技术，需要专业队伍来实施，准备时间较长，施工要求比较高，并不能满足现有企业的需求。如果开发出一种既能够简便快速在线修复，准备时间短，甚至不需要专业施工队伍的技术；又可以使得修复后的设备、管道能够长期安全使用的技术和材料，那么将有巨大的应用前景和市场。
时间的推广中，钢管桩飞溅区的包覆防腐方法受到了各业主方的好评，但是各区段的腐蚀监测和评价方法则还是空白。钢管桩各区段的保护效果如何，采取何种监测和评价方法关系着码头钢管桩的安全。
3.电化学腐蚀防护
目前国内对于混凝土的腐蚀监测有部分大学和科研院所早期开展相关的工作，但是由于混凝土的保护电位的限定是一个较复杂的问题，在混凝土的腐蚀监测还不十分成熟。目前埋地设施的交直流干扰和站场的区域性阴极保护已经引起业主的高度重视。
4.缓冲助剂产品和配方
缓蚀剂的发展已经过了起始期和发展期，现正处在成熟期，但仍有巨大的发展空间，主要新的发展方向包括：a.低成本高效缓蚀剂开发；b.低毒、绿色缓蚀剂开发；c.苛刻工况条件下高效缓蚀剂开发。
5.脱硫剂
工艺设备在作业中，硫化氢会产生巨大的危害。无论是气相介质还是液相介质，如果体系中含有硫化氢，则在不同浓度、温度及其他因素影响下，都会对海上工艺设备产生不同程度的腐蚀。腐蚀类型主要包括：化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀开裂等。针对目前脱除硫化氢的技术，主要有物理脱硫、化学脱硫和生物脱硫等几种方法。油气物理脱硫法需要较多的配套设备及气提气等。
三、海上工艺设备防腐措施优化的设计及应用
1.牺牲阳极海生物附着影响，在潮差区和全浸区附着了大量的海生物，由于海生物的存在，不但阳极的发生电流受到影响，钢表面的电位测量和腐蚀评价也存在着困难。海生物存在情况下钢桩表面真实保护程度的测量方法。
2.水下阴极保护检测探头，开发水下阴极保护检测探头，对导管架横撑、节点，半潜平台及FPSO锚链进行阴极保护电位检测。该探头由参比电极和绝缘金属支架组成，一端通过电缆连接在构筑物上，一端在水下实施电位检测，采集数据实时显示并存储于数据采集器中。
3.水下航行载体，水下航行载体自带CCD高清摄像头和多功能机械手，搭载阴极保护监测探头或其他检测设备，具有长时间的水下航行能力，能在水下实现灵活操控，分为有缆和无缆两种操控模式，在短距离或复杂结构中使用有缆航行模式，在长距离巡检中可使用无缆航行模式。水下载体可利用搭载的检测设备实现长距离和复杂结构的腐蚀形貌观察、阴极保护电位检测、腐蚀产物取样等功能，并在控制台现场展示和存储。
4.绘制导管架全方位水下电位地图，阴极保护数值模拟技术是根据实测腐蚀数据及腐蚀环境参数进行数值模拟，对构筑物的阴极保护状态和腐蚀状态实时评估。数值模拟技术利用现有的数值模拟软件进行二次开发应用，三维的、全方位的展示构筑物的阴极保护状态和腐蚀状态，并依据腐蚀检测与数值模拟结果，提出合理化的腐蚀防护建议，推动腐蚀与防护工程的实施。
结束语
工艺设备腐蚀的防护对工艺路程优化有着举足轻重的作用，我们在使用工艺设备时，必须积极探索防腐方法和规律，有针对性的选择防腐试剂并根据实际使用情况选择最好的预防措施，并对工艺设备在使用过程中存在的缺陷进行准确判断，通过一系列的措施，保证工艺设备的持久高效运行，对提高工艺设备的经济性和安全性、降低工艺企业的成本都有着重要而深远的意义。
参考文献：
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[2]汪功成.浅谈工艺设备的防腐与预防 2017
[3]梁军.新会计准则下公允价值运用中存在的问题及启示 2017
论文作者:蒲伟1,金曦2
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/20
标签：涂料论文; 阴极论文; 工艺设备论文; 导管论文; 水下论文; 防护论文; 电位论文; 《建筑细部》2019年第4期论文;