在选择合适的保护系统时过程船只和坦克,我们不仅要看单位的成本,还要看总支出。这可以包括覆盖率,基于其简单性或难度的申请的停机时间和成本的长度。列表继续,并且最终一个更便宜的系统在总费用在总费用之后可能会更加昂贵。在本文中,我们审查了腐蚀保护系统的选择和维护如何促进运营支出。
我们将看看温度升高的更积极的环境浸没式服务相对的腐蚀性酸或碱金属以及某种程度的侵蚀或磨损。这些工艺在油气上游和下游部门以及石化、化学和矿物加工行业的管道和工艺容器中很常见。在这里,化学物质硫酸和盐酸与海水和腐蚀性泥浆结合会迅速侵蚀母材,通常是碳钢。
油气行业已经不再采用母材的高腐蚀容许量,而是采用防腐措施,这能够将资产的寿命平均延长至20 - 30年。
保护母材的材料选择包括多种选择——奇异合金、金属覆盖层和环氧树脂和橡胶衬里等。异国情调的合金和金属包层理解地具有很高的资本支出,而橡胶衬里选项将位于光谱的另一侧。橡胶衬里相对便宜,但由于其渗透率和膨胀势,它不是最可靠的腐蚀保护溶液对严酷的化学物质。(想了解更多信息,请阅读工艺容器内衬系统的选择.)
我们将专注于似乎坐在介于之间的替代方案,并突出其优势以及可能与其使用的可能性有关的风险,给出一些建议,何时每个都更加合适。
玻璃衬里
玻璃衬里钢提供了优越的耐酸、碱、水和其他化学溶液(除氢氟酸和热集中磷酸).因此抗化学腐蚀在美国,玻璃衬里可以在大多数金属容器很快就无法使用的环境中使用多年。
在较高的温度下,玻璃不如碱都有效,其中18ºF(10ºC)增加了玻璃的攻击速率。玻璃在各种操作条件下表现良好,提供出色的耐腐蚀性。其抗粘性特性使其非常适用于化学和制药行业。
当然,由于玻璃衬里提供了对极端恶劣环境的保护,其成本是成正比的。此外,玻璃衬里非常容易受到冲击损坏,后续的维修费用可能非常昂贵。对于较温和的使用条件,可以考虑玻璃薄片技术。
含玻璃薄片涂层
玻璃碎片已被用于改善屏障性能和增强防腐蚀涂料从20世纪70年代初开始。如今,玻璃鳞片基涂料由于其良好的化学和耐腐蚀性能而被用于各种工业部门。
对于玻璃是如何在不同的树脂虽然玻璃鳞片涂层不透湿蒸汽和气体扩散,但它在树脂基体中不存在连续的屏障。因此,树脂载体起着非常重要的作用,即玻璃鳞片虽然可以使较差的树脂膜得到很大的改善,但却不能使其成为优良的涂层。
乙烯基酯是玻璃薄片使用的常见树脂之一,其在节省成本方面提供了效益,但也有几个缺点。这聚合玻璃鳞片体系在固化过程中会导致收缩,导致粘结线永久受力。附着力也发现不如一种epoxy-based系统.在检查或维护过程中,系统也可能很脆弱,很容易损坏。该固化机制受到大气氧气的抑制,可能会导致涂层出现明显的空洞,从而导致失效,尤其是在减压情况下,由全球能源和石化公司集团赞助的一项测试证实了这一点。
乙烯基酯玻璃鳞片系统因此非常适合管道保护或储罐,但不理想用于加压设备。
有机环氧树脂涂料
环氧涂料,如陶瓷填充,改性环氧诺瓦拉斯或高分子量聚合物复合材料已上市多年,并不断“修改”与新原料的使用,以改善其特点,包括耐温,耐磨,附着力和喷涂方便的应用。
陶瓷填充环氧树脂广泛用于腐蚀防护,1987年首次应用于工艺容器分隔符was protected at a North Sea platform in the U.K. Their limitation comes in the form of temperature resistance and sprayability, with both of these issues later addressed by the introduction of modified epoxy novolac, which are able to continuously resist immersion temperatures up to 320ºF (160ºC) and high molecular weight polymers, which offer superior erosion resistance while being “spray-friendly”.
使用环氧涂料存在一些风险,主要表现在涂布器错误和涂料规格不正确。这两个问题都可以通过材料制造商提供的适当培训和指导来解决。
如果环氧涂层在温度和耐化学性方面受到限制,可以使用聚四氟乙烯基涂层。
聚四氟乙烯(PTFE)涂料
聚四氟乙烯(PTFE)涂料通常用于需要优良耐腐蚀性能的场合。氟聚合物是工艺业的首选材料,用作船舶,管道,泵,阀门,柱,柱内部,软管,伸缩缝,密封件和垫圈.他们提供耐用的低维护的另类金属合金,提供热稳定性适用于高温下使用。此外,由于它们不与工艺液体发生反应,因此可以防止污染。
聚四氟乙烯在电化学、生物化学、酶学和化学上几乎是惰性的。同样重要的是,在高达392ºF(200ºC)的情况下,PTFE的有用性能保持了最高的化学性能,任何已知的塑料类材料(即不超过15%的耐化学性损失)。
不幸的是,聚四氟乙烯带来了一些无益的性质,当用来移动腐蚀性材料周围。为了管理它们,有必要了解这些。由于缺乏分子间的作用力,这种材料很软,很容易磨损。这意味着侵蚀是一个潜在的问题,蠕变或负载下的冷流特性也是如此。聚四氟乙烯如果损坏也很难修复,因为这不能在原地完成。
选择合适屏障涂层的案例研究
一个案例研究可能会有启发:
一种聚烯烃基于意大利Ferrara的石油化工厂正在寻找一种用于其反应堆的新涂层系统,它在158ºF(70ºC)和176ºF(80ºC)和加工盐之间运行,苛性和四氯化钛。原始的热敷聚四氟乙烯衬里由于本地化需要进行维护disbondment,这是由于钛化合物轻微磨损造成的。因此,由于无法进行现场修复,核电站面临长时间的停工(在两到四周之间)。
维护经理希望将停机时间控制在最低限度,最终决定用100%固体改性环氧酚醛树脂系统替换聚四氟乙烯,Belzona 1593,设计高达320ºF(160ºC)的高温浸泡。Belzona 1593在2015年4月申请了反应堆,促进了4天内返回服务。
Belzona 1593在2015年4月申请了反应堆,促进了4天内返回服务。
在材料选择时考虑到的另一个好处是衬里的维修。由于该系统在环境温度下使用,并且与金属和自身粘接良好,因此在必要时可以就地修复。例如,一个类似的环氧树脂系统已经在北海平台的测试分离器上使用了20年,每十年进行一次常规检查修补。
反应堆于2015年9月开放检查,维护经理对结果非常满意。如果衬里由于耐化学性差而开始失败,第一次检查将显示出可见的迹象退化.由于衬里被发现是完全完整的,它的耐久性是毋庸置疑的。此外,他们能够通过蒸汽清洗反应器节省时间,这是以前使用聚四氟乙烯衬里不可能的。他们现在正在考虑更换其他现有反应堆的内衬,并使用相同的100%固体改性环氧酚醛树脂系统来保护新的反应堆。
在这种情况下,减少停机时间以及简化清洁和维护协议所节省的成本大大超过了材料的初始成本。