煤气柜防腐
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
煤气柜是贮存工业及民用煤气的钢制容器，有湿式煤气柜和干式煤气柜两种。湿式煤气柜为用水密封的套筒式圆柱形结构；干式煤气柜为用稀（干）油或柔膜密封的活塞式结构。其结构一般为水槽及钟罩、塔和附件组成，主要材质是碳钢。钟罩是在水槽中，一定的压力下可以自由升降而改变储气的容积，因此煤气柜是工业及民用储气、供气具有双重功能的重要设施。
煤气柜不同部位通常处于水中浸泡、干湿交替、阴暗潮湿和工业大气等不同的环境介质中，特别是钟罩部分经常浸入和升出水面，在瓦斯气、水、化工大气等不同形态介质长期的作用下，其表面腐蚀很厉害；因此加强煤气柜防腐保护并保证防腐层的完整性、有效性、耐久性对于延长煤气柜设备的使用寿命、保障煤气柜的安全运行具有重要的经济利益和社会利益。虽然煤气柜防腐蚀是一项传统而又成熟的技术；但是如果选材不正确或者施工不当，将会造成防腐失效导致碳钢板腐蚀穿孔、破裂，最后不得不报废，带来巨大的经济损失。
引起煤气柜腐蚀的原因很多，归纳起来主要原因有4点：一是瓦斯气进入煤气柜后继续冷却，在夜间和冬季，饱和的瓦斯气会在壁板上面结露形成酸液，对壁板造成腐蚀。二是水槽中的水长期不更换，死水适于大量细菌的繁殖，硫酸盐还原菌高达107-108个，可把硫化物还原生成H2S，增加了H2S水中的含量，进一步加速了金属表面的腐蚀，水槽、水封底部发生严重的斑点和溃疡腐蚀，其年腐蚀率达到1㎜左右。三是施工因素，涂层下表面处理不彻底或者不干净，形成漆膜下金属腐蚀；另外干湿交替，当表面存在锈蚀层时，锈蚀层就起了水和氧的贮槽作用，锈蚀层下基体铁离子化起着强氧化剂的作用，加速了腐蚀的发生。四是漆膜破坏，钟罩上下浮动使得涂层渗入水，造成漆膜与基体结合强度下降，出现漆膜剥离或者鼓泡，产生金属腐蚀。因此，针对以上四点腐蚀的主要原因，煤气柜防腐需要考虑的是内壁防腐采用耐酸性气体的涂料和树脂；钟罩外壁、水箱内部及底部与水接触处，选择耐酸性水的涂料及树脂；钟罩外顶部和水箱外部与工业气体接触处，选择耐工业大气腐蚀又耐紫外线的涂料及树脂。国内很多重防腐涂料材料都可以满足以上防腐蚀要求，而且都有比较成熟的应用经验。当然煤气柜防腐质量的控制，除了“三分涂料”还必须“七分施工”，认真组织施工是达到长效防腐的关键。其中煤气柜的防腐施工包括钢铁表面处理、涂装及缺陷部位的修补等工序，如果控制好这三项基本的施工质量就能够有效的防止腐蚀层短期内失效的发生。 钢铁表面处理，包含除锈去污和一定的粗糙度。为达到长效防腐的目的，煤气柜钢铁表面必须进行喷砂作业，要求除净钢铁表面的氧化皮，锈蚀，油污及其他污染物，使得钢铁表面呈现出金属本色，粗糙度65-70μm，符合Sa2 1/2级别要求。根据笔者长期的实践经验，不建议钢丝轮处理方式，那种金属相互摩擦抛光的打磨除锈，不但不具备粗糙度而且产生的金属油泥很难清理，直接影响到涂层与金属基层的附着力，容易造成涂层脱落，后患无穷。防腐蚀涂装也是防腐质量控制的关键，喷砂处理后的钢铁表面必须在4小时内涂装防腐涂料，不要搁置过夜，阴雨天，湿度>80%时，早晚凝露、结霜期不宜进行防腐蚀涂装；层间要保持适当的间隔时间；为了保证煤气柜防腐蚀质量，消除死角，要求所有钢板，构件在安装、焊接前先进行喷砂除锈，涂装一道底漆，待焊接完成后，再对焊缝进行处理补涂底漆；涂层完成后，必须认真检查有无划伤、磨损、脱落及其他涂层缺陷，一旦发现及时补涂，补涂方法应该与整体涂装工序一样，最后用干膜测厚仪检测涂层厚度，用低压电火花探测仪检查涂层致密性能（涂层检测仪器推荐使用“山东科电仪器”），如果检测不合格必须增加涂装道数，确保涂装层质量；涂层测试合格后，严禁立即投入使用，必须至少放置干燥7天以上才能注水作升降密封试验。
根据煤气柜自身特点，防腐涂料或者树脂最好不用单一的防腐材料，笔者建议使用复合结构的防腐涂料或者树脂材料。例如底层使用喷铝或者涂装环氧富锌涂料，中间层可以做树脂玻璃钢（2-3层布），面层使用优异的耐腐蚀涂料，如氯磺化聚乙烯橡胶涂料、过氯乙烯防腐涂料、氟涂料、丙聚涂料及其他新型重防腐涂料等可以使用10年以上没有问题。考虑到价格因素，传统的煤气柜经常使用以下几个防腐涂层配套工艺，如水槽内壁（长期浸泡在煤气水中）富锌底漆或者环氧富锌底漆、环氧铁红底漆2道，环氧沥青漆3-4道；塔，钟罩内壁（阴暗、潮湿或浸在煤气水中）富锌底漆或者环氧富锌底漆、环氧铁红底漆2道，环氧沥青漆3-4道；塔外壁（干湿交替或浸在煤气水中或暴露于工业大气中），富锌底漆或者氯磺化聚乙烯底漆2道，中间漆云铁氯化橡胶一道，氯磺化聚乙烯面漆或者氯化橡胶面漆2-3道；钟罩顶及水槽外壁（常年暴露在工业大气中，风吹日晒、雨淋及温度冷热变化）富锌底漆或者氯磺化聚乙烯底漆2道，中间漆云铁氯化橡胶一道，氯磺化聚乙烯面漆或者氯化橡胶面漆2-3道；传统的防腐蚀工艺中，涂层总厚度一般为：内壁涂层厚度>300μm，外壁涂层厚度>180μm（涂层检测仪器推荐使用“山东科电仪器”）就能够最佳的发挥涂料或者树脂涂层的综合防腐蚀能力。从配套结构来看，煤气柜防腐涂料选择是根据环境条件和介质情况来决定的，其中富锌底漆具有电化学保护作用，环氧沥青防腐漆具有优异的耐水、防潮性能，氯磺化聚乙烯和氯化橡胶面漆具有较好的耐候性和耐干湿交替、耐化学腐蚀及工业大气腐蚀性能，因此科学制定煤气柜防腐涂层配套方案对于实现设施的使用寿命和运行安全至关重要。无论是传统的防腐蚀工艺还是当今的先进技术方案，煤气柜达到长效防腐的目的必须从材料，施工，维护三方面综合考虑。只有优选最好的材料，精心组织施工，定期检查维护保养才能消除煤气柜在正常生产和运行中可能产生的薄弱环节。
随着化工气柜防腐蚀技术的发展，特别是煤气柜涂层防腐蚀技术的成熟，促进了联合防腐技术的应用，如涂层加缓蚀剂再加阴极保护的联合防腐蚀技术的应用。这种综合的联合防腐蚀技术的应用，主要是通过涂层物理隔离基体防护，投加缓蚀剂减少水质对金属的腐蚀，外加阴极保护“三联动”联合防腐蚀工艺方案具体实施，有效的降低了煤气柜金属腐蚀速度，最终实现长效防腐的目的，进而大大延长了煤气柜的使用寿命，让这种具有储气和供气双重功能的重要设施更加长久的服务于民用和工业。
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