聚亚胺酯防腐漆在换热器管程内壁上的应用

摘要：镇海炼化换热器设备腐蚀防护采用了新产品聚亚胺酯防腐漆。介绍了这种涂料的优异性能以及涂装工艺。结合实际应用情况，对涂料及其施工工艺进行了总结。
　　关键词：聚亚胺酯；换热器；防腐蚀
　　中图分类号：TGI７４．４６　　　文献标识码：B　　　文章编号：１００５ ７４８X（２００７）０６０３１００２
　　０　引　言
　　换热器是石化行业中的重要设备，约占建厂投资费用的２０％，占工艺设备总重量的４０％。在生产运行过程中由于苛刻恶劣的使用条件，在高温液相、气相或者多相腐蚀性介质的腐蚀、冲刷等作用下，换热器发生缝隙腐蚀、穿孔、泄漏，最终遭到破坏，使用寿命缩短，造成直接、间接的巨大经济损失［１］。换热器的腐蚀防护主要采用耐腐蚀材料、有机涂层、电化学保护、高温渗铝、渗锌等方法［２］，其中有机涂层是最经济而有效的方法。此次中石化镇海炼化一套常减压常顶油气原油换热器管程内壁的防腐蚀涂装采用了一种新引进的美国产品———聚亚胺酯防腐漆，依靠其卓越的综合性能在换热器内壁涂装上进行了第一次应用。
　　１　聚亚胺酯防腐蚀涂层的特点
　　与目前使用的防腐蚀涂层相比，聚亚胺酯防腐蚀涂层具有以下几个特点：
　　（１）极强的附着力　聚亚胺酯涂层与钢铁基材的附着力可达２４．９MPa（部分测试数据见表１），而其他防腐蚀涂料一般不超过１０MPa。因其含独特的粘合剂成分，对基材有强的渗透和包裹作用，其极性基团能与界面金属原子反应形成牢固的化学键，从而提高了涂层的整体耐腐蚀性能。
                                 表１聚亚胺酯防腐蚀涂层部分测试结果
          
    （２）非多孔渗水涂膜　湿固化聚亚胺酯涂料成膜后无毛细孔，因而杜绝了水气、氧气、各种化学腐蚀性介质的渗透，涂层耐酸、耐碱性好。
    （３）耐高温　最高可以承受３１５℃的高温，适应换热器的高温运行环境。
    （４）７９％的超高延伸率　具有的柔韧特性使其能承受剥离和循环应力。
    （５）涂膜固化后坚硬、平整、光滑　能够防止或降低换热器管壁的结垢和结焦，保证换热器的良好工作。
    （６）良好的热传导性　总体上提高换热效果。
    （７）良好的涂装性能　表面容忍性高，边缘覆盖性好。
    ２　聚亚胺酯防腐漆管程内壁涂装工艺（１）镇海炼化一套常减压常顶油气 原油换热器技术参数　①管程介质：常顶油气（H2S／HCl／H2O）；壳程介质：原油；温度：１１０℃。②换热器直径１．４m，长度６m，２０００多根管程，管程直径１２mm。③涂装部位：管程内壁，油气侧；材质：碳钢。
    （２）管程内壁涂装工艺流程［３］　流程图见图１。主要工序说明：①施工前验收。对换热器列管变形挤靠、管内机械杂质堵塞、严重磨损、腐蚀程度等影响涂装质量的问题进行重点验收。②管程内喷砂除锈。将换热器平放在旋转台上，对管程内壁喷砂除锈，除锈质量达到Sa2１／２级。③管道内吹扫。清理干净内表面残留的钢砂和浮尘，采用负压吸尘。④灌涂。漆泵灌涂，旋转，大倾角空漆至液漆从排漆端呈滴状流出，刷除流挂滴坠。⑤加快表干。用热风机加强通风处理，加速溶剂挥发，加快涂膜固化时间，指干约需要１２h。⑥指干后进行后道漆膜的涂装。共三道，干膜厚度共计约１５０μm；涂膜常温固化４天以上，并养护２０天以上再投入使用。在此期间涂膜固化８天后，有条件可将设备升温到７０～８０℃约３０min，释放残余溶剂，提升涂膜刚性，提高使用性能。
    ３　涂层质量控制与检验
    聚亚胺酯防腐漆为湿固化涂料，对空气中温度和湿度变化敏感。当温度和湿度过高时，固化反应过快，容易产生气泡；同样一道涂膜不可以过厚，否则固化反应产生的气体难以放出，造成涂膜弊病。
    质量控制与检测应注意以下几点：
    （１）除锈与吹扫质量控制　喷砂除锈前，需要保证管道内壁和磨料的清洁和干燥。用对比除锈标准板和粗糙度检测仪对除锈的表面质量进行检测，确保粗糙度达到４０～５０μm、除锈级别达到Sa2１／２级，内壁表面清洁、干燥。
    （２）涂层质量控制　①目测或者内窥镜逐管检查涂层外观质量：表面是否平整、光滑、有无漏涂和流淌现象。②涂层厚度检测：涂层实干后，采用点式测厚仪进行厚度测定，涂膜厚度应大于１６０μm。保证涂层厚度的均匀性。在正式涂装前通过工艺试验调试涂层厚度，摸索出合适的工艺参数后再进行正式涂装。
    （３）对涂层的连续完整性进行检查　采用高压电火花检漏仪对涂层管程进行电火花检漏。
    （４）进行严格的质量管理　随时跟进，及时解决问题。
    （５）保证施工环境　当环境湿度达到８５％，钢材表面温度低于大气露点３℃以上时停止喷砂作业和涂装。避免高温高湿的环境下施工，单道涂膜不可以过厚。
    在换热器的防腐蚀施工中，聚亚胺酯防腐漆属常温固化涂料，施工相对简单，但也遇到一些问题：①第一次灌涂和第二次灌涂的间隔时间太短，管程太长，管径太细，聚亚胺酯涂层不能充分固化，遇此情况应进行通风并延长固化时间。②由于管程太细，聚亚胺酯防腐漆粘度稍高，可以用聚亚胺酯专用溶剂进行稀释，稀释量不超过５％。
    ４　结　语
    实践证明聚亚胺酯防腐蚀漆是一种性能卓越的防腐蚀产品；采用聚亚胺酯防腐漆对换热器管程内壁进行防腐蚀涂装，是一种施工简单、效率高、涂层质量稳定可靠的好方法。