【正文】 D 具有一定的殺菌功能，可以止菌、藻類微生物附著。因為水經(jīng)過磁化后不會形成硬垢。而 鈦納米聚合物涂層由于微小納米粒子的填充作用表面光潔度很高，近壁流層薄不利于結(jié)構。所以這四點決定了鈦納米聚合物涂料具有很好的耐腐蝕性能。 C 鈦填料本身耐蝕性好。B 鈦納米聚合物涂料固化時體積收縮率小，而且游離建和鈦的結(jié)合狀態(tài)使分子鏈柔軟便于旋轉(zhuǎn)，可消除內(nèi)應力，所以鈦納米聚合物涂料的應力很低，涂層內(nèi)部沒有微裂紋，抗開裂、剝離能力強。 C 鈦納米聚合物有包覆有機物層，所以具有抗?jié)櫇裥?，減少毛細管作用抵抗極性介質(zhì)和離子通過涂膜。有如下特點： 抗?jié)B透性強 ： A 鈦 納米聚合物和樹脂形成了化學鍵合和化學吸附，堵塞了填料與樹脂間的滲透通道。同時將有機物雙鍵打開，形成游離鍵，兩者復合到一起形成化學吸附和化學鍵合生成鈦納米聚合物。 采用鈦納米聚合物涂料 的依據(jù) 生產(chǎn)鈦納米聚合物涂料的設備與常規(guī)生產(chǎn)涂料的設備有本質(zhì)上的區(qū)別，這是常規(guī)涂料不具備的，是 2020 年世界首創(chuàng)。反應過程如下： Fe + SO2 + O2 ? FeSO4 4FeSO4 + O2 + 6H2O ? 4FeOOH + 4H2SO4 4H2SO4 + 4Fe + 2O2 ? 4FeSO4 + 4H2O 當有二氧化硫存在時對碳鋼腐蝕比較快的。然后，硫酸亞鐵水解形成氧化物和游離的硫酸。碳鋼在含有二氧化硫的濕氣（煙氣）中生銹被認為是 “ 酸的再生循環(huán)”作用。與此同時，凝結(jié)在低溫受熱面上的硫酸液體，還會與氣態(tài)硫和粘附煙氣中灰塵形成不易清除的糊狀垢物，增加了熱阻，使殼體表面溫度更低，進一步促使冷凝液的形成，如此循環(huán)，垢物越積越多，便構成了電化學的垢下腐蝕。煙氣中含有 N O H2S、 HCl、 CO2。使用不到半年殼體便出現(xiàn)點蝕和大面積減薄，使用不到一年殼體便報廢。重整裝置的重整部分的加熱爐為四合一的方箱爐，引風機入口是來自熱管加熱器出口的煙氣，設計 溫度為 160℃ ，實際使用溫度為 130℃ 左右。 第七章、催化重整裝置引風機殼體內(nèi)壁腐蝕與防護 概況 大慶石化公司煉油廠現(xiàn)在原油加工能力 600 萬噸／年，各類加熱爐共有 50 臺，其中加熱爐 41 臺，燃燒的燃料有瓦斯和重油。 所以采用 TO 樹脂可以提高使用壽命 23 倍，一次性節(jié)約防腐費用 85 萬元左右（不包括換管線的費用），效益是可觀的。雖然采用 TO 樹脂防腐（特加強級）比瀝青防腐費用提高了 倍，即增加了 萬元的費用。 該材料與傳統(tǒng)的石油瀝青比較，石油瀝青與 TO 樹脂同時做成特加強級防腐。 經(jīng)過 5 年多使用開挖檢查，可以看出：“防腐層的玻璃鋼無任何變化，玻璃鋼表面仍保持原有的光澤、無老化。在其網(wǎng)格中既有樹脂鏈段，又有橡膠鏈段，最終固化成的膜介于樹脂、橡膠材料之間，因此其綜合性能優(yōu)異，它既是涂料，又是粘合劑和絕緣材料這是我國所有防腐材料都不具備的。 樹脂做為地下管道外防腐材料性能優(yōu)越，是由于它本身分子結(jié)構決定的。選用了一種“新型多功能防腐防水材料（簡稱 TO樹脂）。所以說原采用的材料有一定的缺陷。這些材料有的耐蝕性差，有的耐蝕性較好，但是其要害在石油化工設備腐蝕與防護 第 22 頁 共 77 頁 大慶石化公司煉油廠2020917 于它們的施工條件苛刻，易造成施工質(zhì)量不穩(wěn)定，質(zhì)量不符合要求，尤其是補口和損傷部位不易處理好，給工程留下隱患。因為金屬在土壤的腐蝕與電解液中腐蝕本質(zhì)是一樣的。 2． 2 土壤的電化學腐蝕過程 大慶地區(qū)的水位較高，有的深挖 2 米左右就出水，所以該管道有相當一大部分浸泡在非常潮濕的土壤中。并且施工麻煩，勞動條件差，施工后的防腐厚度很難均勻，隨時間延長防護層易脆裂等。 2． 1 防腐絕緣層效果不 好 石油瀝青是較原始的方法，這種涂層物理性能差。因為瀝青本身做防腐層附著力差、不耐微生物的腐蝕、易被植物根莖穿透、易老化、催裂。 二、管道外壁的腐蝕與防護方法 ： 原先某廠地下管道多數(shù)使用瀝青玻璃布的加強級防腐，使用幾年防腐效果不好。 采用鐵基形狀記憶合金管接頭連接管道，可以避免管道連接因焊接而引起的金相組織變化和管道焊口的應力腐蝕開裂。在室溫下，使管接頭擴孔形變，形變后管接頭內(nèi)徑大于被連接管子的外徑，因此可使被連接管較容易插入到管接頭中間，然后加熱管接頭到一定溫度（ Af 以上），管接頭欲恢復其原來小口徑形狀收縮而抱緊管子。這種具有形狀記憶效應的材料稱為記憶材料。 通過對幾種防腐方法比較，認為“天津大學國家教委形狀記憶材料工程研究中心”提供的“ Fe 基形狀記憶合金管接頭”效果最佳。 原管道的接頭為焊接，焊口附近的金相組織比基體的金相組織晶粒大， 加之焊接組織不均勻性及焊接后存在較多的缺陷，這樣焊道與基體金屬的表面機械性能及化學成分存在較大的差異。隨時間延長，堿液濃縮，造成堿液在焊口處富集，使焊口處首先腐蝕，而且使焊道不存在金屬鈍化膜，常露出新鮮的金屬表面。 2Na2FeO2+4H2O→ 7NaOＨ +Fe3O4+H 7H+H→ 4H2 3Fe+4H2O→ Fe3O4+4H2 該管道每 10 日左右送一次堿，容易在焊口處沉積堿液。 2Na2FeO2+7H Na3FeO3 石油化工設備腐蝕與防護 第 20 頁 共 77 頁 大慶石化公司煉油廠2020917 管道使用過程中，夏季或管道不加熱時，濃度在 30～ 40%的堿液不發(fā)生堿脆；而在冬季，管道加熱時，溫度超過 50℃，堿濃度仍為 30～ 40%時則發(fā)生堿脆，因為實際堿管 道在加熱的情況下往往都高于 50℃。 碳鋼在 NaOH 溶液濃度 5%以上的全部濃度范圍都可能產(chǎn)生堿脆，而以 30%左右的濃度最危險，發(fā)生堿脆的最低溫度為 50℃，在沸點附近的高溫區(qū)最易發(fā)生。 2．腐蝕原因分析 普通碳鋼在堿液中會形成一層以 Fe３ O４ 或 Fe２ O３ 為主要成分的表面膜，同時由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不穩(wěn)定，易溶解。冬季操作時需用 壓力的蒸氣伴熱，由于堿液溫度高，造成管道焊口開裂，堿液經(jīng)常泄漏，生產(chǎn)很被動。 根據(jù)以上情況采用鈦納米聚合物涂料防腐是可靠的。如果出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，介質(zhì)進入襯里層與保護層中間，將出現(xiàn)不可避免的電化學腐蝕，并且不可修復。 ② 兩種（異種）金屬焊接存在電偶腐蝕。其主要原因為：由于應力（動態(tài)的或靜態(tài)的）集中，蝕坑基部開裂，形成了再腐蝕和在開裂的惡性循環(huán)。其主要征狀為：枝狀、穿晶開裂。 從我廠污水與共水的加藥儲槽（水溶液藥品，沒有酸性水條件苛刻），采用 2 毫米的不銹鋼板使用不到 1 年出現(xiàn)穿孔造成報廢。 5℃ ，浸泡時間， 48小時， pH34） ：質(zhì)量變化 %／ 2 天， 1 年為 %／年。 采用不銹鋼襯里存在的問題： 不銹鋼與罐體為焊接形式結(jié)合，中間存在界面層。解決了常規(guī)特種防腐涂料耐腐蝕不耐溫度的難題。 耐水性好：長期使用 防腐涂層不會反粘、變脆。 抗垢性好：涂層表面不易結(jié)銹垢。 6 結(jié)論 抗?jié)B透性強：比一般特種防腐涂料抗?jié)B能力強。因此在干膜厚度相同時，涂覆相同面積的材料所消耗本涂料比其它涂料節(jié)省 20－30％。所以涂覆同等干膜厚度時是普通涂料的 1／ 2 左右。防腐涂層表面沒有任何銹蝕產(chǎn)物附著在表面。 涂層施工完后固化 7 天可以投入使用。 中間漆一道（三道） ：當?shù)灼峁袒?12 小時后，涂刷一道鈦鈉米聚合物涂料。表面保持干燥。表面無任何殘留物，同時表面有 40 μ m 左右的粗糙度。 4 結(jié)構層的選擇與施工 防腐層的選擇 根據(jù) V102(5000m3)與 V103(2020m3)介質(zhì)的溫度不同所選擇的結(jié)構層不同，具體情況見表二： 表二 結(jié)構層的選擇 罐號及容積 防腐等級 涂料名稱 采用道數(shù) 涂層厚度 μ m V102 5000m3 中等型 底涂層 XK252 中涂層 XK252 面涂層 XK252 底 1 中 2 面 2 底 30 中 90 總 210 面 90 石油化工設備腐蝕與防護 第 18 頁 共 77 頁 大慶石化公司煉油廠2020917 V103 2020m3 加強型 底涂層 XK252 中涂層 XK252 面涂層 XK252 底 2 中 3 面 2 底 70 中 140 總 300 面 90 施工 底面處理：對于罐內(nèi)壁進行機械噴砂處理。 鈦納米聚合物涂料的羥基、醚基及氨基等親水基，與鈦納米聚合物發(fā)生化學鍵合或化學吸附，其極性大幅度下將，此外鏈接上的鈦納米聚合物有疏水性，這樣涂料的整體耐水性大大提高。其耐溫性能比同基樹脂涂料高 50℃以 上。 D 具有一定的殺菌功能，可以止菌、藻類微生物附著。因為水經(jīng)過磁化后不會形成硬垢。而 鈦納米聚合物涂層由于微小納米粒子的填充作用表面光潔度很高，近壁流 層薄不利于結(jié)構。所以這四點決定了鈦納米聚合物涂料具有很好的耐腐蝕性能。 C 鈦填料本身耐蝕性好。 B 鈦納米聚合物涂料固化時體積收縮率小，而且游離建和鈦的結(jié)合狀態(tài)使分子鏈柔軟便于旋轉(zhuǎn)，可消除內(nèi)應力，所以 鈦納米聚合物涂料的應力很低，涂層內(nèi)部沒有微裂紋，抗開裂、剝離能力強。 C 鈦納米聚合物有包覆有機物層，所以具有抗?jié)櫇裥?，減少毛細管作用抵抗極性介質(zhì)和離子通過涂膜。有如下特點： 抗?jié)B透性強 石油化工設備腐蝕與防護 第 17 頁 共 77 頁 大慶石化公司煉油廠2020917 A 鈦 納米聚合物和樹脂形成了化學鍵合和化學吸附，堵塞了填料與樹脂間的滲透通道。同時將有機物雙鍵打開，形成游離鍵，兩者復合到一起形成化學吸附和化學鍵合生成鈦納米聚合物。②生產(chǎn)生產(chǎn)該材料的設備與常規(guī)生產(chǎn)涂料的設備有本質(zhì)上的區(qū)別，這是常規(guī)涂料不具備的，是獨一無二的?？梢钥闯鲈摴臼俏覈ㄒ坏纳a(chǎn)鈦納 米聚合物涂料的廠家。 表一 硫磺回收裝置 V103 酸性水罐涂料掛片試驗結(jié)果 序號 掛片表面材料 放入形式 首 次 放入時間 （月 .日） 中 間 檢 查 情 況 第一次取出時間 （月 .日） 表面變化情況 第二次取出時間 （月 .日） 浸泡時間 (天 ) 表面變化情況 石油化工設備腐蝕與防護 第 16 頁 共 77 頁 大慶石化公司煉油廠2020917 1 呋喃改性涂料 浸入水中上部 表面有細小泡產(chǎn)生 127 表面細小泡增多 ,泡中有液體滲出。具體情況見表一，從表中可以看出鈦納米聚合物涂料掛片效果比較好，呋喃改性涂料掛片整體可以，但是還是存在一定 問題。一共采用 4 種涂料掛片進行試驗，掛片采用懸掛的方法使掛片浸在水中。 為了慎重起見，避免走彎路，力爭一次做好的原則。所以說在腐蝕的現(xiàn)象看發(fā)生腐蝕開裂的大部分在罐壁的焊道上及熱影響區(qū)內(nèi)及罐底的立柱受力的部位，僅 V103 罐通過檢查發(fā)現(xiàn) 300 多處裂紋。金屬表面的缺陷部位或薄弱點由于電位比其它部位低，是一個活性點，為應力腐蝕提供了裂紋源。另一方面，氨溶于水后，提高了水的 PH 值，為 CN－ 與 FeS 的反應提供了更有利的條件，但在水溶液中 NH3 的濃度在 6000mg／ L 遠遠大于允許的范圍（一般應使 NH3 的濃度小與 1000mg／ L）。 當有氰化物（ CN－ ）時，在 PH 值大于 時，開裂隨介質(zhì)中 CN－ 濃度增加而增加。 H2O－ NH4＋ ＋ OH－ 產(chǎn)生離子和電解液，形成電化學腐蝕。 H2O。在有應力集中的部位還會引 起硫化物應力腐蝕開裂（ SCC）。表面涂層變軟、發(fā)生鼓泡、涂層硬化、破損失去作用。如環(huán)氧磁漆可以長期在 80℃左右使用，但是在該條件下的水溶液中只能在 60℃以下使用，還不能保證長期使用。有較高的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度。另外，涂層在 6570℃污水中， 溫度較高協(xié)同作用下，使防腐涂層損壞。另外，采用一般的防腐涂層進行保護效果很不理想，如采用環(huán)氧系的防腐涂層使用不到 4 個月就失去作用。其腐蝕形式為電化學腐蝕，易在焊口及金屬母材受彎曲力（如罐里 立柱底附近鋼板受壓彎曲變形處）出現(xiàn)應力腐蝕開裂現(xiàn)象。 5，原料水的溫度為 6570℃ 。在泄漏的過程中不但影響生產(chǎn)而且對周邊的環(huán)境造成一定的污染。因而對裸露的金屬表面進行腐蝕。對于前期罐內(nèi)采用環(huán)氧性涂料防腐涂層，破壞性很大。酸性水罐 V102（ 5000m3）、 V103(2020m3)的主要作用是緩沖并儲存上述裝置排出的含硫污水，經(jīng)脫油后由原料水泵打入塔內(nèi)進一步處理。 第五章、鈦納米聚合物涂料在酸性水罐的應用 1 概述 煉油廠硫磺車間的酸性水氣體裝置，主要處理來自常減壓、催化、加氫等裝置的含硫污水。解決了金屬