張 軍
(大慶油田工程建設(shè)有限公司油建公司第三工程部,黑龍江 大慶 163411)
油田的各類生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備的工作環(huán)境是極為復(fù)雜和惡劣的。油田儲(chǔ)罐容易因?yàn)橥饨绛h(huán)境及接觸物因素而產(chǎn)生腐蝕問題,會(huì)給油田生產(chǎn)帶來安全隱患。利用金屬熱噴涂技術(shù)對(duì)油田儲(chǔ)罐進(jìn)行防腐處理,提高油田儲(chǔ)罐使用性能和使用壽命。
金屬熱噴涂技術(shù)是將金屬材料,多為鋁、鋅或者金屬合金采用等離子弧、電弧、火焰等方式加熱到熔融狀態(tài)后霧化,用高速氣流將霧化的金屬顆粒沖擊到經(jīng)過噴砂處理的金屬表面,形成狀態(tài)穩(wěn)定的金屬涂層的防腐方式。這一技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于對(duì)設(shè)備有防腐需求的各個(gè)行業(yè)。金屬熱噴涂技術(shù)防腐效果較好,工藝便捷靈活。金屬噴涂層是各類防腐工藝中效果較好的底層,如果和其他防腐發(fā)哪個(gè)是結(jié)合使用組成復(fù)合防腐層,則防護(hù)壽命會(huì)比單純使用金屬噴涂層或者其他防腐方式的壽命都長,可達(dá)單一防腐方式的數(shù)倍。金屬熱噴涂技術(shù)資源消耗較少,節(jié)省材料,節(jié)能環(huán)保,適用廣泛,可以在油田儲(chǔ)罐防腐中充分發(fā)揮效用。
油田儲(chǔ)罐面臨的工作環(huán)境是極其惡劣的,各類油、水、氣的成分非常復(fù)雜,介質(zhì)的溫度和流速多變,對(duì)儲(chǔ)罐帶來的腐蝕影響很難模擬和分析。油田儲(chǔ)油罐腐蝕是否得到防控抑制,對(duì)有關(guān)的平均壽命影響達(dá)到5年左右的差距。油罐腐蝕一般有以下幾種:油罐外壁較為干燥,容易發(fā)生化學(xué)腐蝕,但是情況不嚴(yán)重;油罐內(nèi)部液面以下發(fā)生的腐蝕較為嚴(yán)重,有氧濃度差造成的濃差腐蝕,以及影響最大的電化學(xué)腐蝕;油罐底部也可能發(fā)生細(xì)菌腐蝕;經(jīng)常發(fā)生物理摩擦的位置會(huì)發(fā)生摩擦腐蝕。油田儲(chǔ)罐腐蝕帶來的經(jīng)濟(jì)損失巨大,并且影響安全生產(chǎn),油田須采用針對(duì)性的技術(shù)措施,形成一套長效、高效、強(qiáng)效的防腐蝕技術(shù)。
在金屬熱噴涂開始之前,要對(duì)場地進(jìn)行清理,確保場地滿足施工條件。對(duì)儲(chǔ)罐金屬罐體的內(nèi)外部都進(jìn)行拋丸噴砂表面處理,清潔度以比色樣板分級(jí),達(dá)到Sa3.0以上級(jí)別。
制作互滲層:先采用特殊工藝,選擇具有陰極保護(hù)作用的金屬材料,高溫加熱后噴涂到罐體內(nèi)外表面,高溫使得金屬材料和罐體表面的材料形成互滲層,達(dá)到互滲互融的狀態(tài)。金屬噴涂互滲層要和罐體表面材料緊密結(jié)合,充分接觸,形成穩(wěn)定的電化學(xué)層,在罐體表面起到陰極防護(hù)作用。該層的厚度控制在100μm左右,耐熱達(dá)到800℃?;B層是整個(gè)金屬防護(hù)層的核心結(jié)構(gòu)[1]。
制作屏蔽層:屏蔽層的制作需要在互滲層表面噴涂另一層金屬顆粒。采用等離子、電弧、火焰等熱噴涂技術(shù),將不銹鋼或者合金類的抗腐蝕性較好的金屬熱噴涂在互滲層外表面。該層厚度控制在130μm左右。屏蔽層起到加強(qiáng)防護(hù)作用,和互滲層一樣屬于陰極保護(hù),同時(shí)具備屏蔽防護(hù)功能,對(duì)于電場腐蝕也能起到關(guān)鍵性的防護(hù)作用。
制作防腐面層:為了延長防護(hù)層的使用壽命,同時(shí)讓防護(hù)層的表面光滑,減小與其他介質(zhì)的接觸面,需要在屏蔽層上再噴涂一層防腐面層,作為罩面。防腐面層選擇的材料為有機(jī)材料,要求抗腐蝕、耐磨、抗?jié)B透能力強(qiáng)且能夠在常溫條件下固化結(jié)層穩(wěn)定存在。這一層的厚度控制在400μm左右,采用的噴涂工藝為無氣噴涂工藝。根據(jù)不同油罐的使用環(huán)境差別,選擇不同的有機(jī)材料,噴涂溫度在常溫至500oC之間。防腐面層也能夠確保罐體表面不容易出現(xiàn)結(jié)垢,雜物也就不會(huì)在結(jié)垢位置長時(shí)間腐蝕罐體[2]。
金屬熱噴涂技術(shù)應(yīng)用于油田儲(chǔ)罐防腐,效果好,延長油罐使用壽命,節(jié)能環(huán)保,經(jīng)濟(jì)性強(qiáng),為油田安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。該防腐蝕技術(shù)經(jīng)過持續(xù)技術(shù)改進(jìn),必將在需要防腐蝕的工業(yè)企業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。