防止全球油气设施的绝缘腐蚀

绝缘腐蚀(CUI)是全球石油化工行业许多最严重问题的根源，包括被迫停产、产量损失、提前维修和更换，以及每次事故可能造成数百万美元的安全和环境后果。

其中涉及到的腐蚀船只或管道下方绝缘由于水的渗透，是阴险的，因为它可以保持不被发现，直到绝缘拆除检查或泄漏发生。渗透水的原因有很多，包括季风、雨水、洪水、冲刷和喷水灭火系统，以及暴露在蒸汽、湿度或频繁凝结和蒸发大气水分。

从上游井,立管从钻井平台，海上平台，到中游管道，储存和液化天然气(LNG)终端，再到下游炼油厂，对抗CUI和主要腐蚀一直是一场艰苦的战斗，也是石油和天然气设施运营的主要成本NACE国际IMPACT(国际腐蚀技术预防、应用和经济措施)研究。(关于石油和天然气工业中的腐蚀介绍，请阅读原油炼油厂腐蚀的识别与控制)。

幸运的是，即使在传统的涂层允许CUI和腐蚀发生的情况下，一种新的方法可以阻止腐蚀，极大地延长石油和天然气工业中设施和设备的使用寿命。

停止现有的腐蚀和CUI

传统的腐蚀防护通常包括应用聚合物涂料和橡胶型涂料。这种方法创造了一个物理屏障，防止水和氧等腐蚀促进剂接触钢铁基板．然而，这只在油漆被划伤、剥落或破坏，以及腐蚀促进剂进入基材和涂层之间的缝隙时才起作用。然后，涂层就可以像温室一样，将水、氧气和其他腐蚀促进剂困在里面，让腐蚀扩散。

包括中国石油化工集团公司(Sinopec Corp.)在内的一些世界上最大的石油化工公司，正在通过一种新的方法成功地阻止CUI和腐蚀。

中国石油化工集团公司是世界上最大的综合性能源和化工公司之一，拥有上游、中游和下游业务。中石化江汉油田项目位于中国湖北省江汉平原，拥有众多油气开采、运输和储存设施。

但由于湖北属亚热带季风气候，CUI和腐蚀问题严重，设备寿命缩短，需要过度维护。在这种环境下，传统的涂层已经失效，阻止已经发生的腐蚀通常是最后的手段。

扩大生产和使用寿命在两个样本项目中，中石化求助于EonCoat。EonCoat是总部位于北卡罗来纳州罗利的EonCoat公司生产的一种无机喷涂涂料。EonCoat代表了一种新型的坚韧、化学结合磷酸盐陶瓷(CBPCs)，即使在非常潮湿、潮湿、季风易发生的条件下，也能阻止腐蚀、简化应用和减少生产停机时间。

与传统的聚合物涂层相比，抗腐蚀CBPC涂层通过与基体的化学反应结合，且很少表面氧化实际上改善了反应。钢的表面是钝化当合金层形成时。这使得氧气和湿度等促进腐蚀的物质不可能像普通涂料那样进入涂层后面。

虽然传统的聚合物涂料机械债券对于已经广泛准备的基材，如果挖槽，水分和氧气将从挖槽的所有方面迁移到涂层的薄膜下。

相比之下，同样的损害陶瓷涂层基板不会扩散腐蚀，因为碳钢的表面已被化学转化为稳定氧化物的合金。一旦钢的表面是稳定的(方法贵金属就像黄金和白银是稳定的一样)，它不再与环境发生反应，因此不会被腐蚀。

可见扫描电子显微镜摄影时，EonCoat不会在钢和涂层之间留下缝隙，因为这种结合是化学的而不是机械的。由于没有缝隙，即使由于凿痕，湿气要通过钢铁，也没有地方让湿气旅行。这有效地停止大气腐蚀和CUI对碳钢资产。

腐蚀屏障被陶瓷层覆盖，进一步抗腐蚀，水，火，磨损影响、化学物质和高达400°F(204°C)的温度。除此之外，陶瓷具有独特的作用，有助于结束昂贵的更换典型的维护周期屏障型涂料每隔几年。

“崔是一个沉默的杀手，”EonCoat总裁梅里克•阿尔珀特解释道。“这种绝缘材料在钢材上形成了一个玻璃容器，如果使用传统涂层，就保证会发生腐蚀。绝缘体将腐蚀隐藏起来，直到发现时为时已晚。”(相关阅读:绝缘下的腐蚀:绝缘的挑战和需要)。

中石化第一个使用CBPC涂层的样本项目是在江汉油田采油设施的500立方米石油储罐上对CUI进行处理。

而储罐的原始涂层被包裹在矿棉由于雨水、凝结和湿气通过损坏的绝缘层侵入，这些涂层已经失效，导致多个区域出现CUI。

剥去绝缘层后，下面的金属表面由喷砂，然后涂CBPC涂层。该应用有效地解决了CUI问题，并有望在未来几年延长储罐的使用寿命。

在第一个项目成功后，中石化选择使用CBPC涂层来解决江汉油田另一个设施的容器式注水泵站的严重腐蚀问题。因为抽水站位于室外，含盐量很高碱含量土壤此外，由于集装箱环境非常潮湿，通常需要每三年关闭一次进行腐蚀维护。

传统的三涂层系统通常用于维持泵站的腐蚀保护，因此每层涂层至少需要三天的时间来干燥。包括表面处理在美国，需要维修的停机时间至少为7天，这阻碍了生产。

然而，CBPC涂层的最大好处之一是快速返回服务，最大限度地减少设备停机时间。用陶瓷涂层进行防腐工程所节省的时间既简化了表面制备又加快了速度固化时间．

典型的腐蚀涂层，近白金属喷砂清理(NACE 2 / SSPC-SP 10)用于制备表面。但对于陶瓷涂层，通常只需要NACE 3 / SSPC-SP 6商用喷砂。

传统的涂层需要大量的表面处理，每次只做一点点，以避免表面氧化，通常称为f睫毛生锈之后需要重新爆破。(在文章中了解更多关于闪光锈你需要知道的7件事)。但对于CBPC涂层，闪光锈实际上是可取的。没有必要“hold住爆炸”。这种独特的CBPC特性的原因是由于铁锈中的铁的存在，它有助于形成镁铁磷酸盐合金层。正是这种合金层使CBPCs能够有效地保护碳钢免受腐蚀。

相比之下，在碳钢上使用陶瓷涂层的耐腐蚀涂层几乎不需要固化时间。恢复服务只需1小时，每天可节省数十万美元，减少油气设施的停机时间。

由于这些独特的特性，中石化抽水站的全部涂层应用(包括表面准备)将需要两天时间，而且该资产可以立即投入使用。

对于拥有大量碳钢结构的油气设施来说，CUI和腐蚀是一个长期存在的问题，使用CBPC涂层可以在几十年时间内控制腐蚀并减少停机时间，这只会帮助公司实现盈利。

本内容最初发表于石油人杂志2018年7月/ 8月号．经允许在此转载。