油田防腐蚀
油井的腐蚀原因与防护措施研究

油井的腐蚀原因与防护措施研究摘要:随着油田的持续开发,油井综合含水逐年上升,目前采油厂处于高含水开发生产阶段,综合含水达到94.3%。
由于后期含水上升,同时受高矿化度、管杆材质等综合因素影响,油井腐蚀现象日趋严重。
油井腐蚀是指井下金属设备与产出液直接接触形成腐蚀电池而产生的腐蚀现象,能够造成管漏、杆断、泵漏而躺井。
随着油管配套的完善,井筒腐蚀问题逐步向抽油杆与抽油泵上转移,其中腐蚀杆断的井数和比例都逐年升高。
油井腐蚀现象是多因素交互作用下的结果,因此,对其形成的原因、腐蚀的程度及防腐的措施进行全方位的把控相当困难。
因此加强油井的腐蚀原因与防护措施研究至关重要。
关键词:油井;腐蚀;机理分析;防腐措施1油井腐蚀研究现状腐蚀是材料与环境反应引起的材料破坏与变质,它存在于各行各业,引起经济损失也是引人注目的。
腐蚀是造成石油工业中金属设备的主要原因之一,它加剧了设备及管道的损坏和人员伤亡,造成了石油生产中停工、停产和跑、冒、滴、漏等事故;并且污染环境,损害人民健康;导致产品流失,增加了石油产品的成本,有的已影响正常的石油生产。
我国很早便开始着手对油气田井下油管的腐蚀展开研究,主要包括腐蚀的环境、影响因素及防腐措施等几个方面。
王明辉等人通过室内实验,针对某油井中的套管在H2S与CO2共存条件下的腐蚀情况开展了研究,精确评估了管材的使用寿命。
贺海军等人结合灰色关联法,对油井套管开展了防腐模拟评价室内实验,通过定量分析管材的安全服役寿命对其进行了优选。
赵健等人提出了深层油井管材阴极保护计算公式,通过计算和推导得出,在一定的误差范围内,这种计算方法能够为深层油井管材保护提供可靠的数据,具有一定的实用性和可靠性。
当前,我国对不同储层物性油田的腐蚀问题进行了大量的研究,在防腐技术方面已相当成熟,当然,这只是油井防腐万里长征的第一步,要想真正意义上把油井防腐工作搞扎实,必须对其腐蚀的影响因素、腐蚀环境、形成原因及腐蚀监控等相关工艺技术进行更深人的分析和研究。
油气田气田腐蚀与防腐技术

中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
(5)氧腐蚀 • 在注入水或者注入的其他工作液中,不可避免的要混 入氧。发生吸氧腐蚀。
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3 Fe2O3· xH2O
钢铁的吸氧腐蚀示意图 中原油田采油院
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二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类 (7)腐蚀性组分相互作用及对腐蚀的影响
(a)硫化氢和二氧化碳共存对腐蚀的影响 • H2S和CO2共同存在下具有协同作用,CO2的存 在可以降低pH值,提高硫化物应力腐蚀的敏感性; H2S可以破坏CO2腐蚀产生的保护膜,使得腐蚀速 度持续增加,并作为毒化剂,加速CO2腐蚀过程中 产生的氢原子进入钢材基体。 同时具有H2S和CO2腐蚀的特点,也包括一些 共同作用下的特点。但最重要的还是需要防止H2S 引起的脆性开裂。
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一、腐蚀简介 氢与腐蚀:
金属基体 氢进入
表面能降低
原子键合力降低 晶格膨胀
更易断裂 更易腐蚀
浅谈油田管道腐蚀及防腐应对措施

浅谈油田管道腐蚀及防腐应对措施随着石油工业的迅速发展,埋设在地下的油、气、水管道等日益增多。
地埋管道会因为土壤腐蚀形成管线设备穿孔,从而造成油、气、水的跑、冒、滴、露。
这不仅造成直接经济损失,而且可能引起爆炸、起火、环境污染等,产生巨大的经济损失。
本文对管道腐蚀危害做了简要说明,并结合日常生产中管道腐蚀的情况,对其腐蚀机理做了进一步的阐述。
结合腐蚀机理提出防腐应对措施,并进一步介绍了新型防腐技术,为今后油田管道设备防腐工作提供了一定的工作方向。
标签:腐蚀;腐蚀危害;腐蚀机理;防腐措施一、石油管道腐蚀的危害我们把石油生产过程中原油采出液、伴生气等介质在集输过程中对油井油套管、油站内、回注管网等金属管线、设备、容器等形成的内腐蚀以及由于环境,例如土壤、空气、水分等造成的外腐蚀统称为油气集输系统腐蚀。
油气集输系统腐蚀中的内腐蚀一般占据腐蚀伤害的主要地位。
针对腐蚀研究,在整个生产系统中,不同的位置及生产环节其所发生的的腐蚀也有所不同,并且腐蚀特征及腐蚀影响因素也有所不同。
因此防腐工作是油田生产中的重要措施。
据不完全统计截止目前,我国输油管道在近20年的时间里,共发生大小事故628起,其中包括线上辅助设备故障190 起,其它自然灾害70 起,有368 起属管体本身的事故。
根据近年的调查发现:影响管线寿命和安全性的因素中,腐蚀占36.4%,机械和焊缝损伤占14.4%,操作失误占35.0%,第三方破坏占14.2%.因此,腐蝕是事故的主要原因。
[1]二、管道腐蚀的机理理论(1)土壤腐蚀土壤腐蚀是电化学腐蚀的一种,土壤的组成比较复杂,其多为复杂混合物组成。
并且土壤颗粒中充满了空气、水及各类盐从而使土壤具有电解质的特征,根据土壤腐蚀机理,我们将土壤腐蚀电池大致分为两类:第一种为微电池腐蚀,也就是我们常说的均匀腐蚀。
均匀腐蚀是因为微阳极与微阴极十分接近,这样的距离在腐蚀过程中不依赖土壤的电阻率,只是由微阳极与微阴极决定电极过程。
油气田腐蚀防护技术综述

[收稿日期]2008208205 [作者简介]吕瑞典(19562),男,1982年大学毕业,教授,现从事石油矿场机械的教学和科研工作。
油气田腐蚀防护技术综述 吕瑞典,薛有祥 (西南石油大学,四川成都610500)[摘要]通过查阅大量油气田腐蚀防护相关文献,总结归纳了油气田经常使用的腐蚀防护技术,简要介绍了一些防腐新技术,并对油气田的腐蚀防护提出了些许建议,旨在提高油田腐蚀防护水平,加强腐蚀防护研究与应用,为安全生产提供一个强有力的支撑。
[关键词]油气田;腐蚀防护;防腐技术;技术研究;井下设备[中图分类号]TE980[文献标识码]A [文章编号]100029752(2008)05203672031 油气田腐蚀防护油气田腐蚀往往造成重大的经济损失、人员伤亡和环境污染等灾难性后果,1969年英国Hoar 报告报道,英国每年因腐蚀造成的经济损失估计不少于23165亿英镑[1]。
我国对腐蚀损失统计表明,腐蚀造成的损失占国民经济的3%,对石油石化行业约在6%左右[2]。
据国外权威机构估计,如果腐蚀技术能够得到充分应用,腐蚀损失的30%~40%是可以挽回的[1]。
由此可见,提高腐蚀防护技术,加强腐蚀防护的研究与应用,不仅为安全生产提供一个强有力的支撑,而且给石油工业带来巨大的经济效益。
笔者通过总结,归纳出了目前油气田应用的7种主要腐蚀防护技术,并对油气田如何采用腐蚀防护措施提出拙见。
2 腐蚀防护技术在油气田的应用油气田腐蚀类型众多,腐蚀状况严峻。
其腐蚀有3个显著的特点:气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质;高温或高压环境;H 2S 、CO 2、O 2、Cl -和水为最主要的腐蚀介质。
现场一般采用如下7种腐蚀防护措施。
211 正确选材根据油气田实际腐蚀因素,正确选材对降低事故发生,提高工作效率意义重大。
如长庆油田[3]针对油井油管腐蚀穿孔断裂十分严重的状况,选用了高Cr 、Mo 低S 、P 耐腐蚀合金油套管,以提高井下管柱的抗蚀能力。
油气田的腐蚀与防护 ppt课件

(a)
(b)
图2.1 P110试样表面腐蚀产物膜结构和特征。(a)呈现蜂窝状腐 蚀,(b)口小底大烧瓶型
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5. 温度对二氧化碳腐蚀机理的影响
低温,腐蚀产物膜 中 温 , 100oC 左 右 ,高 温 , 约 大 于
少,均匀腐蚀
膜局部破裂,局部 150oC , 膜 致 密 ,
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3.二氧化碳腐蚀常见形态
– 国际研究普遍认为:
CO2局部腐蚀有以下三种典型机理 – 台地状腐蚀 – 蜗旋状腐蚀 – 点状腐蚀 – 我们研究发现,腐蚀后试样表面呈现为图2.1所示的蜂窝状和 底 大口小的烧瓶型点状腐蚀
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4.微观腐蚀形态
(a)
闭塞电池效应很强:外大阴极,
(1-1)
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几种典型腐蚀介质的腐蚀速率对比图
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三 二氧化碳腐蚀简介
1. 反应机理: 阳极反应机理 Fe=Fe2+ +2e
Fe + HCO3-=FeCO3 +2e+H+ Fe+CO32-=FeCO3 +2e 也有认为初始腐蚀产物为Fe(OH)2,或Fe(HCO3)2 Cr+ 3OH- =Cr(OH)3+ 3e
» —— 高温和/或高压环境
» —— H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要腐蚀物质
» H2S、CO2、O2 是 腐蚀剂
» 水
是 载体
» Cl-
是 催化剂
– 就H2S、CO2和O2三种腐蚀剂来说,其腐蚀速率相对
石油油气管线 腐蚀防腐措施

石油油气管线腐蚀防腐措施1、选用耐腐蚀性好的管材使用抗腐蚀合金管材的防腐蚀效果好,管线寿命长,但合金钢管材的价格高,而油气管线长,覆盖面广,由此一来将大大增加成本,因此耐腐蚀性管材应选择性使用,可在腐蚀环境恶劣的管线区段重点使用。
2、添加缓蚀剂(电火花检测仪)在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂,能和金属表面发生物理化学作用,形成保护层,从而显著降低金属的腐蚀。
添加缓蚀剂不需要改变金属挂件的性质,具有经济、适应性强和效率高等优点。
对于油管内表面腐蚀,可在不更换现有管材的情况下使用专用缓蚀剂来控制腐蚀。
3、涂层保护(涂层测厚仪)通过相应的工艺处理,在金属表面形成抑制腐蚀的覆盖层,可直接将金属与腐蚀介质分离开,从而达到防腐的效果。
大气腐蚀广泛存在油气输送管线中,是一种常见的腐蚀失效形式。
科电公司专业生产电火花检漏仪DJ-6系列能够检测耐腐蚀、透气性和渗水性有要求,附着力要求良好。
管道防腐测的快速检测技术,防腐层腐蚀状况尤其是对防腐层破损点的精确定位并及时修补,是管道业主最为关心的问题。
有电压法和电源法两个原理。
燃料油管线的腐蚀原因及其防腐对策一、油气田的腐蚀原因地下燃料油输送管道所采用的材质大多为A3钢和16MN钢等钢质管道。
造成这些地下钢质管道腐蚀的原因主要有以下3种。
电化学腐蚀。
钢质管埋人地下之后, 处于土壤、地下水的环境作用之下。
土壤具有多孔性,极易吸收地下水, 有时, 即便肉眼看上去是干燥的情况也还会有水以分子状态吸附在土壤的孔隙或表面而地下水中有溶解氧的存在, 当溶解氧与管壁窦属作用时, 铁便由原子态变成离子态, 氧在获取了铁释放出来的电子后, 在水的作用下生成了氢氧根。
在地下水及其溶解氧的不断作用下, 铁不断地溶解, 由此造成管壁局部减薄, 发展成为蚀坑, 这种腐蚀过程的不断发生与发展, 最终在管壁上形成一系列不同深度的蚀坑, 导致管道腐蚀漏油事故的发生。
杂散电流腐蚀。
沿规定回路以外流动的电流称杂散电流。
油井防腐蚀方法综述

油井防腐蚀方法综述【摘要】油气田井下油管的腐蚀问题非常严重,油井中的H2S及侵蚀性CO2与管柱接触后,会产生氢脆和应力腐蚀。
本文综述了常用的防腐蚀方法及其特点,通常采用的防腐方法有:采用耐腐蚀管材,涂镀层保护,注入缓蚀剂,定期更换管材等。
油井采用防腐蚀技术的应用,目的是为了改变油井井下作业周期短的生产难题,从应用情况来看,大多数油井取得了较为理想的防护效果,延长了油井的作业周期,减少了油井因腐蚀、结垢造成作业的频次,节约了费用,取得了良好的经济效益。
【关键词】油气田;腐蚀;缓蚀剂;结垢我国许多主力油田已进入中、高含水开发期,随着综合含水的不断上升,油气采集系统的腐蚀日趋严重,腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素,是造成管道事故的最主要原因.由于原油中有大量侵蚀性物质存在,如CO2、H2S、Cl-、少量溶解氧和细菌等,受所有这些因素及其交互作用的影响,油管必然遭受严重的腐蚀,油田安全生产受到严重的威胁[1]。
1 油井防腐、防垢原理1.1 防垢原理防垢其原理是:阻垢药剂吸附在微晶体表面,破坏了晶体的晶格结构,造成晶格扭曲,不能形成稳定的晶形结构,阻碍了微晶的长大。
另外阻垢剂对Ca2+、Mg2+等阳离子的络合增溶作用,减少了与阴离子的接触,从而起到防垢作用。
化学药剂防垢是目前应用最多,技术最为成熟的阻垢方法之一。
1.2 防腐蚀原理材料和周围介质相作用,使材料遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。
金属在油田水中的腐蚀过程并不是独立进行的,腐蚀过程与结垢过程、细菌繁殖和沉积物形成过程密切相关,油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响,其中最主要的是氯化物。
另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢气体。
此外,油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会导致严重腐蚀。
防腐蚀就是减缓油井的腐蚀速度和除去已经产生的腐蚀成分,从而达到延长油管使用寿命,减少作业周期的效果。
控制腐蚀的主要途径有:(1)选用耐蚀金属材料或非金属材料;(2)选用耐蚀防腐涂层或阴极保护;(3)选择和投加针对性强的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等化学药剂,设法去除水中会引起腐蚀的成分;(4)选用耐蚀金属或非金属材料是解决油田腐蚀最彻底的方法,但由于投资高,一次性投入大,需根据经济评价来确定。
油水井腐蚀原因分析及防护

油水井腐蚀原因分析及防护随着我国经济的发展,对石油的需求量也越来越大,使得我国的石油行业面临越来越大的压力和挑战。
石油公司不断研发石油开采技术,增加石油的开采量。
目前,我国的石油开采技术在国际上已经属于领先的地步,但是,开采技术仍然存在不足之处,需要进行改进。
本文主要介绍了石油开采中油水井腐蚀的原因以及一些防护措施。
标签:石油开采;油水井;腐蚀原因;防护措施前言油水井即是依靠油机和井下有杆泵将油从地表才到地面的油井。
油水井在使用过程中会逐渐地堆积水垢,又由于油井的工作环境复杂恶劣。
油井中的水垢会越积越多,最后形成腐蚀,腐蚀后会在井管上留下垢物。
当油井遭到腐蚀后,会影响油井的使用效果,降低开采效率,以及油田的经济效益。
所以针对油水井的腐蚀,应该采取合理有效的防护措施,使油水井免遭腐蚀侵蚀,从而可以延长油水井的使用寿命,提高油水井的开采效率,增加经济效益。
要想找到合适的防护措施,首先必须找到油水井腐蚀的原因,从而根据油水井腐蚀的原因找到相应的防护措施,才能使油水井免受腐蚀。
1、油水井的腐蚀现象通过对油水井腐蚀现象进行研究可以得出油水井腐蚀的原因。
目前,从我国已经腐蚀的油水井井下的腐蚀现象中发现油水井腐蚀的现象最为严重。
油水井的腐蚀情况主要有以下几种,油管抽油杆遭到腐蚀,严重者还会断裂,使石油开采工作难以进行。
套管上腐蚀物卡泵,影响油水井的使用效果,还有一种就是套管穿孔。
据相关考察资料发现油水井的井管随着井下的深度增加腐蚀程度也在逐渐增加。
当深度超过3000米,油井井管的内壁上几乎都是垢物,几乎快完全堵塞了井管。
井管中的腐蚀物主要是铁的氧化物。
垢物在井管上给油田的开采带来了困难,不但降低了油田开采的效率,还会浪費能量,增加成本。
而且还会损失油水井自身,更换油水井的井管不仅浪费时间依然会增加成本。
2、油水井的腐蚀原因油水井的腐蚀原因从腐蚀的现象中可以看出,也可以从腐蚀物的化学成分中分析出来。
油水井的腐蚀原因主要有以下几个方面。
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在油田高含水开发后期,油田开发还面临着综合含水率上升、自然递减率上升、储采失衡等诸多矛盾,给百年油田的可持续发展带来了严峻的挑战。
要想解决这一问题,除了在勘探上要有重大突破之外,还必须在开发上最大限度地提高油田采收率。
对井下金属管柱的腐蚀相当严重,而且随井深、井温增加,腐蚀活性不断增强,不仅给油田的持续采油造成困难,而且带来了严重的经济损失。
因此,解决油田三元复合液对金属管柱的腐蚀是刻不容缓的问题。
腐蚀是指物体表面与周围介质发生了化学反应或电化学反应而受到损坏的现象,主要是指金属腐蚀。
金属腐蚀[5,6],不仅是巨大的浪费,而且给国民经济与人民生命财产带来了严重的损失。
据统计表明,全世界每年因腐蚀造成的损失高达700 多亿美元,是其它自然灾害损失总和的6 倍;美国每年约有4000万吨钢铁因腐蚀而报废,约占其年产量的40%;据日本防腐防锈技术协会的调查,日本钢铁因腐蚀造成的直接损失每年约2 兆5000 亿日元[7];我国因腐蚀造成的直接经济损失约占同期工农业生产总值的2.3%,每年金属腐蚀损失量约占当年金属产量的1/10,数字惊人[8]。
光明日报[9]曾报道我国每年的腐蚀损失是2800 亿元,其中石化系统的损失(不含事故损失)为400 亿,按照国民生产总值4%的损失量计算,我国每年将有近4000 亿元的腐蚀损失。
金属腐蚀造成的损失是巨大的,而无论现在乃至将来,金属材料以其优良的机械性能和工艺性能仍将在材料领域占有重要地位,因此研究金属的腐蚀防护方法以控制金属的腐蚀,从而减少腐蚀造成的损失,对国民经济发展具有重要意义[10]。
金属的腐蚀破坏一般具有以下二个特点:一是破坏总是从金属表面开始,然后或快、或慢向深层深入。
二是在大多数场合下金属的腐蚀破坏与外形改变往往同时发生,因此会影响金属设备的连续使用和安全。
为此了解腐蚀机理,控制腐蚀速度,同时采取有效的防腐蚀措施,延长金属设备的使用期限以及扩大其应用范围,具有非常重要的意义。
目前金属腐蚀的类型按机理主要分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三种:(1) 化学腐蚀化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
其反应历程的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应,形成腐蚀产物。
腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的,因而对外不表现出有电流的产生。
纯化学腐蚀的情况并不多,主要为金属在无水的有机液体和气体中腐蚀以及在干燥气体中的腐蚀。
(2) 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属表面与离子导电介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。
任何以电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应,并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流形成回路。
阳极反应是氧化过程,即金属离子从金属转移到介质中并放出电子,阴极反应为还原过程,即介质中的氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程[12]。
例如,碳钢在酸中腐蚀时,在阳极区铁被氧化为Fe2+离子,所放出的电子由阳极(Fe)流至钢中的阴极(Fe3C)上,被H+离子吸收而还原成氢气,即:阳极反应:Fe Fe2++ 2e (1-1) 阴极反应:2H+ + 2e H2↑(1-2)总反应:Fe + 2H + Fe2++ H2 ↑(1-3) 与化学腐蚀不同,电化学腐蚀的特点在于,它的腐蚀历程可分为两个相对独立并可同时进行的过程。
由于在被腐蚀的金属表面上存在着阳极区和阴极区,腐蚀反应过程中电子的传递可通过金属从阳极区流向阴极区,其结果必有电流产生。
这种原电池称为腐蚀电池。
这种因电化学腐蚀而产生的电流与反应物质的转移可通过法拉弟定律定量地联系起来。
电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀。
金属在大气、海水、土壤和各种电解质溶液中的腐蚀都属电化学腐蚀。
(3) 物理腐蚀物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏。
熔融金属中的腐蚀就是固态金属与熔融态金属(如铅、锌、钠、汞等)相接触引起的金属溶解或开裂。
这种腐蚀不是由于化学反应,而是由于物理溶解作用形成合金或液态金属渗入晶界造成的。
金属由于腐蚀而遭受破坏的形式多种多样,引起金属腐蚀的原因也各不相同并且非常复杂。
因此,根据金属设备、构件等所处的环境不同而采取的防腐蚀措施也多种多样。
在实际应用中较为广泛采用的防腐技术主要有以下几种[13,14]:(1) 合金化处理:在某些常用工程金属的冶炼过程中加入少量的惰性金属或非金属,从而改变其结晶形态或化学活性,以提高其耐腐蚀性能或钝化能力。
(2) 介质处理:即除去或减小金属材料所处环境中的腐蚀因素,如调节介质的PH、锅炉中的除氧等。
(3) 电化学保护:主要包括阴极保护和阳极保护。
阴极保护即是利用电化学原理将被保护的金属材料进行外加阴极极化以降低或防止金属的腐蚀。
阳极极化即是对于易钝化的金属材料而言,可采用外加阳极电流的方法促使被保护的金属材料达到阳极钝化形成钝化层,从而降低金属材料的腐蚀。
(4) 添加缓蚀剂:向金属材料所处的介质中添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的无机或有机物质,从而达到保护金属材料的目的。
该方法所用的缓蚀剂防腐类型主要包括阴极型、阳极型和混合型三种[15]。
(5) 金属表面进行覆盖层处理:在金属材料表面喷、衬、镀或涂上一层耐蚀性、阻隔性较好的金属或非金属物质,使金属材料表面不与腐蚀介质相接触,从而达到防腐的目的。
在各种防腐技术中,涂料防腐蚀技术应用最广泛[16]。
首先,它施工简便,适应性广,不受设备面积、形状的约束,重涂和修复方面费用低;其次,涂料防腐可与其它防腐蚀措施联合使用(如阴极保护等),从而可获得较完善的防腐系统。
涂料的最大缺陷是不能抵御强烈腐蚀介质,强度低。
但是只要涂料品种配套体系选择恰当,涂料防腐仍然是一种最简便、最有效、最经济的防腐蚀措施。
在防腐工程中,涂料不但用于设备的外表,也广泛地应用在设备内表面。
据日本腐蚀和防腐蚀协会调查表明,在涂料、金属表面处理耐腐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究等七大防腐技术投资中,涂料防腐蚀投资的经费占62.5%,由此可见涂料防腐的重要地位和研究开发的活跃程度。
防腐涂料应该具备下列特点:(1) 高耐蚀性,即不被腐蚀介质溶胀、溶解、破坏、或分解并处于稳定状态;(2) 高耐候性,即适应户外环境温度的变化和具有较好的抗紫外光能力;(3) 高耐久性,即涂层使用寿命要长;(4) 涂膜层较厚以使涂层的透气性和渗水性小。
国外金属防腐涂料的研究现状随着国外在环境保护上的重视,涂料的发展以无污染、无公害、节省能源、经济高效为原则,发展迅速的是无公害或少公害的涂料产品及防腐性能优异的品种[17]。
以下几类涂料发展较快:(1) 粉末涂料。
这是一类不含溶剂、以粉末熔融成膜的新型涂料,如防腐工程上常用的环氧粉末涂料。
与传统溶剂型防腐涂料相比,它具有无溶剂污染、涂覆方便、固化迅速、性能优异等优点。
国外自60 年代起就广泛用于化工、石油管道防腐,进入90 年代,随着化工、石油化工行业的发展,防腐要求越来越高,环氧粉末涂料受到了更多的重视[18,19]。
(2) 富锌涂料。
它是一种含大量锌粉的涂料,其锌粉含量在65%~85%之间,涂层仅厚100μm,成本低,性能优异。
德国Galvatech Led公司开发的Zinga富锌涂料含锌95%,已使用多年,防腐性能极好[20]。
(3) 含氟涂料。
如美国的GSC-CS 系统是一种新型氟树脂涂料,比通用涂料寿命高三倍,耐各种化学介质,使用温度为260℃,可作容器、槽罐、搅拌设备和辅助设备内表面涂料。
(4) 鳞片涂料。
由玻璃磷片和耐腐蚀热固性树脂构成,具有优越的防腐性能和防渗透性。
如国外将玻璃鳞片聚酯和乙烯基涂料用于烟道气脱硫装置,效果良好,还可用于设备接缝的密封材料。
日本专利介绍了一种含片状不锈钢粉末的环氧树脂涂料,涂覆在金属表面,涂层的耐久性达三年之久,优于其它涂料。
(5) 导电涂料。
有些设备既要防腐蚀又要防静电(如汽油油罐)。
国外的导电涂料研究非常活跃,日本、美国许多公司生产此种涂料,导电涂料的研究主要方向是开发高导电性、低成本的新型导电填料,以降低成本[21]。
防腐蚀涂料的应用十分广泛,为提高其使用寿命和应用范围,国外的涂料研究与应用主要是两方面的问题:材料和施工方法。
据统计,涂层腐蚀破坏,属基体处理不当者占总数的75%,因此研究开发新材料和加强施工质量管理同等重要。
国内金属防腐涂料的研究现状我国的防腐涂料研究开发发展很快,在传统的常用的防腐涂料的基础上开发出了许多性能优异的新型防腐涂料,并应用于实际工程中,实践证明,这些新型防腐涂料性能优异,有些品种的性能指标已赶上或超过国外的同种涂料,例如我国的HFP快速固化防腐粉末涂料、DS-2 耐高温水性带锈漆、YJF-氟橡胶重防腐涂料等。
我国涂料的研究开发也在朝无毒(或低毒)、无污染、省能源、经济高效的方向发展,这与国外涂料发展方向一致,在化工、石油化工行业的应用中,防腐涂料体系以其优异的防腐蚀性能、较长的使用寿命,简便的施工和修复等优点,得到越来越广泛的研究和应用。
以下是部分目前国内研究较多的防腐涂料种类[22,23]:(1) 粉末涂料:我国粉末涂料的开发研究起步较晚,用于防腐蚀工程只是近几年才开始的,而且使用量比较少,只占粉末涂料的20%,随着生产的发展,防腐粉末涂料的应用会更加广泛。
例如我国自行研制的HFP系列快速固化防腐粉末涂料,适用于石油化工及其它工程的管道内外防腐和金属设备、构件的防腐,该涂料可在200℃、3h固化,物理性能、耐蚀性能优异,主要性能指标已达到美国3M公司206N粉末涂料的性能指标,与同类产品相比可节能14%以上[24]。
(2) 富锌涂料:富锌涂料是一种含有大量活性颜料-锌粉的涂料,其干膜锌粉含量在65%~85%之间,常用作底漆使用。
有机富锌涂料采用的漆基为:氯化橡胶、环氧树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、环氧—聚酰胺等,无机富锌涂料采用的基料为:碱性硅酸盐、烷基硅酸酯等,都具有较好的耐蚀性、耐水性和耐磨性,在化工、石油行业中经常采用,效果良好。
国内近年开发的水性高模数硅酸钾富锌涂料已在工程上应用,性能不断改进,作为一种零VOC的环保型防腐涂料已被各行各业接受[25]。
水性防腐涂料近年还出现了水性带锈复合防锈漆、水性带锈乳液型防锈漆、底面合一水性带锈防锈复合涂料等,用于除锈不完善的钢基材上,甚至可以在水下施工,这些涂料配合适当的水性或高固体分面漆,可以形成非常耐久的防护体系[20]。
(3) 带锈和防锈底漆:我国此类漆的品种较多,因为钢铁除锈后很易返锈,大型设备除锈不彻底等,都会严重影响涂层的耐蚀性能,而防锈和带锈底漆就能有效地解决这个问题,提高涂层与钢铁的粘结力,而此类漆通常不能代替喷砂,酸洗等除锈方法,仅适用于除锈后的钢铁表面。