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1.3.3 碳鋼化學(xué)品儲罐的內(nèi)部腐蝕與防腐
1.3.3.2 化學(xué)品儲罐內(nèi)部腐蝕與防腐
化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐涂料的選用，主要根據(jù)不同的化學(xué)品儲存介質(zhì)、儲罐類型、溫度和壓力等進(jìn)行。沒有哪一種涂料可能適用于所有的儲存介質(zhì)。儲罐內(nèi)壁涂料首先要求有很好的防腐蝕性，有良好的耐化學(xué)品長期浸泡性能，漆膜無變化、不起泡、不溶脹、不剝離、不污染內(nèi)盛化學(xué)品。在采用涂層防腐時(shí)，還需要滿足部分化學(xué)品儲罐的特殊溫度、特殊壓力等要求。
化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐涂層主要有四大類：無機(jī)硅酸鋅涂層體系、薄涂型涂層體系、厚漿型重防腐涂層體系和復(fù)合材料襯里體系。如果現(xiàn)場有條件實(shí)現(xiàn)后加熱處理，則還包括一部分需要加熱后處理才能發(fā)揮出來極限耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的重防腐涂層體系，但現(xiàn)場大面積施工，往往都不具備該條件，故前面三大類還是主流解決方案。極個(gè)別特殊情況用到橡膠襯里、塑料襯里、磚板襯里的，都是在流體類型和頻率等級、介質(zhì)溫度、溫度變化等級、機(jī)械載荷等級等有特殊高的要求時(shí)，才會去采用，且目前行業(yè)內(nèi)還未有太多成熟的公布于眾的案例，目前還處于各家企業(yè)自行消化掌握階段，且這些方案也都不再列入涂層或襯里范疇，因此在本文中不作方案列出。
| 涂層體系 | 內(nèi)防腐涂料（/襯里） | 總干膜厚度/μm |
| 無機(jī)硅酸鋅涂層 | 溶劑型和水性無機(jī)硅酸鋅涂料 | 100～125 |
| 薄涂型涂層 | 純雙酚A型環(huán)氧涂料、酚醛環(huán)氧涂料 | 250～300 |
| 厚漿型重防腐涂層 | 少溶劑或無溶劑重防腐涂料（包括無溶劑玻璃鱗片涂料） | 300～2000 |
| 復(fù)合材料襯里 | 纖維增強(qiáng)熱固性塑料襯里、玻璃鱗片膠泥襯里、鱗片膠泥和纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合襯里 | 1000～5000 |
| 可現(xiàn)場后加溫?zé)崽幚碇胤栏繉?/td> | 部分需要后加溫才能發(fā)揮極限耐蝕性的陶瓷涂料、雜化涂料、氟樹脂涂料 | 300～1500 |
1. 無機(jī)硅酸鋅涂料（無機(jī)富鋅涂料）
儲罐內(nèi)壁的無機(jī)硅酸鋅涂料主要有溶劑型和水性無機(jī)硅酸鋅涂料兩種，干膜厚度設(shè)計(jì)分別為100μm和125μm。它僅僅適用于一些對有機(jī)涂層會發(fā)生溶脹的有機(jī)溶劑化學(xué)品儲罐（如石油產(chǎn)品、有機(jī)溶劑），不適用于壓載水艙和其它酸堿類化學(xué)品，適用面非常窄，并且常常和金屬熱噴復(fù)合使用。比如裝載甲醇或苯乙烯的儲罐，常常采用熱噴金屬鋅或鋁，再用無機(jī)硅酸鋅涂料進(jìn)行封孔這樣的內(nèi)壁防腐蝕方案。
2. 純雙酚A型環(huán)氧涂料
以雙酚A型環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)，采用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的顏填料，聚酰胺為固化劑。純雙酚A型環(huán)氧涂料用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁涂層體系，盡成本低，施工方便，在液艙內(nèi)壁防護(hù)涂料中已逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，如精粗石油類產(chǎn)品、植物油脂、動(dòng)物油脂、堿液和壓載海水等儲罐常用到它。但雙酚A型環(huán)氧樹脂耐化學(xué)品腐蝕的廣譜性（如耐酸性有限）、耐溫性都不是非常理想，也不耐強(qiáng)溶劑，所以它不推薦用于裝載甲醇、甲乙酮和無鉛汽油，僅僅用于一些相對偏中、堿性的化學(xué)污水儲罐的常溫內(nèi)防腐。
3. 酚醛環(huán)氧涂料
酚醛環(huán)氧涂料比純雙酚A型環(huán)氧涂料具有更優(yōu)異的耐化學(xué)品性能和更高的耐熱溫度，可以耐多種化學(xué)品，對廣泛的無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿、鹽、食用油、油脂（不論游離脂肪酸含量）、有機(jī)溶劑（包括原油、醇、芳香族和脂肪族溶劑）以及熱水等較其它涂料品種有更好的抗性，防腐蝕性能優(yōu)良，因而其應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛，是目前最新一代的化學(xué)品儲罐/液艙涂料，且有逐漸推廣應(yīng)用的趨勢。比如純雙酚A型環(huán)氧涂料不耐丁醇，而酚醛環(huán)氧涂料可以耐受。在熱水箱，純雙酚A型環(huán)氧涂料只能耐到40℃左右，超過60℃則嚴(yán)禁使用，而酚醛環(huán)氧涂料可以耐至95℃。
選擇不同的酚醛環(huán)氧固化劑，得到的成膜物交聯(lián)密度越高，其耐腐蝕性能和耐溫性能也越佳。脂環(huán)胺固化的酚醛環(huán)氧涂料（如采用改性異佛爾酮二胺作為固化劑可提高其交聯(lián)密度）比普通雙酚A型環(huán)氧樹脂涂料、以及其他固化劑進(jìn)行固化的環(huán)氧酚醛涂料具有更優(yōu)異的耐溫性能（其持續(xù)最高耐溫極限為200℃），可耐更高濃度的硫酸和鹽酸，具有優(yōu)異的防腐性能，甚至可用于0～200℃范圍內(nèi)的保溫層下的防腐（俗稱CUI腐蝕）。也可以采用多官能團(tuán)的環(huán)氧樹脂為基料，以多環(huán)脂環(huán)胺為固化劑，輔以合適的顏填料和助劑，此類環(huán)氧樹脂漆也具有耐高溫、耐腐蝕的良好性能。酚醛環(huán)氧涂料大量用于石油化工設(shè)備、化學(xué)品儲罐的內(nèi)壁重防腐涂裝。
目前酚醛環(huán)氧化學(xué)品儲罐/液艙涂料，國際知名的涂料公司都有生產(chǎn)，如丹麥Hempel的酚醛環(huán)氧漆15500、85671；英國國際油漆International Paint的Interline? 850/984/994/9001；挪威JOTUN的Tankguard? Special酚醛環(huán)氧液艙漆、Tankguard? Storage酚醛環(huán)氧儲罐漆；美國PPG的AMERCOAT 91環(huán)氧酚醛儲槽襯里涂料、AMERCOAT? 253環(huán)氧酚醛儲罐襯里涂料；Sigma? PHENGUARD 930/935/940酚醛環(huán)氧底/中/面涂料等。
4. 少溶劑或無溶劑重防腐涂料
用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的厚漿型少溶劑或無溶劑重防腐涂料有：少溶劑或無溶劑雙酚A型環(huán)氧涂料、少溶劑或無溶劑酚醛環(huán)氧涂料（常溫固化）、無溶劑聚氨酯涂料、厚漿型環(huán)氧玻璃鱗片涂料、厚漿型雙酚A型乙烯基酯玻璃鱗片涂料、厚漿型酚醛環(huán)氧型乙烯基酯玻璃鱗片涂料等。用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的厚漿型涂料一般都需要做到500μm～1000μm的干膜厚度，部分化學(xué)品場合，乙烯基酯玻璃鱗片涂料在儲罐內(nèi)壁的涂層設(shè)計(jì)干膜厚度達(dá)到1500μm。
雙酚A型乙烯基酯玻璃鱗片涂料和酚醛乙烯基酯玻璃鱗片涂料對除含氟酸以外的無機(jī)酸的耐受性較好。酚醛乙烯基酯玻璃鱗片涂料比雙酚A型乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料對酸液有更優(yōu)異的耐溫性能。
如IP國際油漆公司對于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁及底板內(nèi)側(cè)防腐典型推薦為：乙烯基酯底漆Ceilcote? 380Primer + 第一道酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片漆Ceilcote? 242Flakeline + 第二道酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片漆Ceilcote? 242Flakeline + 第三道酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片漆Ceilcote? 242Flakeline，總干膜厚度達(dá)到1500μm。
5. 玻璃鱗片膠泥(/涂料)
用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的玻璃鱗片膠泥防腐材料有：環(huán)氧及環(huán)氧呋喃玻璃鱗片膠泥、雙酚A型乙烯基酯玻璃鱗片膠泥、酚醛環(huán)氧型乙烯基酯玻璃鱗片膠泥等。用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的襯里型鱗片膠泥一般都需要做到1000μm～3000μm的干膜厚度，每道膠泥一般就達(dá)到1000μm。玻璃鱗片膠泥不可以耐氫氟酸，遇到含氟類化學(xué)介質(zhì)盛放時(shí)，需要采用石墨粉、重晶石粉等不含二氧化硅以及堿性成份的填充料制造的乙烯基酯防腐膠泥。
6. 纖維增強(qiáng)熱固性塑料襯里及復(fù)合襯里
用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的纖維增強(qiáng)熱固性塑料襯里的常溫現(xiàn)場施工的防腐樹脂材料主要有：環(huán)氧樹脂、間苯型耐腐蝕不飽和聚酯樹脂、雙酚A型耐腐蝕不飽和聚酯樹脂、雙酚A型乙烯基酯樹脂、酚醛環(huán)氧型乙烯基酯樹脂、高交聯(lián)密度型耐溶劑乙烯基酯樹脂等。用于化學(xué)品儲罐內(nèi)壁防腐的纖維增強(qiáng)熱固性塑料（俗稱玻璃鋼）襯里一般都需要做到1000μm～3000μm的厚度，采用多層連續(xù)纖維增強(qiáng)材料（短切氈、無捻方格布、連續(xù)表面氈等）達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。玻璃纖維增強(qiáng)時(shí)不可以耐氫氟酸，遇到含氟類化學(xué)介質(zhì)盛放時(shí)，需要采用有機(jī)纖維進(jìn)行增強(qiáng)。
鱗片膠泥和纖維增強(qiáng)塑料是可以復(fù)合在一起使用的，一般先進(jìn)行短切氈的積層再做鱗片膠泥。根據(jù)設(shè)計(jì)方案可以在較寬范圍內(nèi)選擇積層方案和材料。
7. 部分需要后加溫才能發(fā)揮極限耐蝕性的重防腐涂料
有機(jī)涂層的耐化學(xué)品性能受到固化交聯(lián)密度的影響很大，部分重防腐涂料在不能加熱后處理時(shí)，并不能發(fā)揮出來極限耐腐蝕性能。如現(xiàn)場有條件進(jìn)行后加溫固化處理（即使只可加熱到40℃～60℃的環(huán)境溫度），則就有很多超級超腐蝕重防腐涂料可以選擇了，典型的：加熱后固化型酚醛環(huán)氧涂料、多官能團(tuán)或雜環(huán)類加熱后固化型環(huán)氧重防腐涂料、烘烤型酚醛涂料、部分有機(jī)-無機(jī)雜化類涂料、部分陶瓷重防腐涂料。
其中有機(jī)-無機(jī)雜化類涂料，在這里舉一個(gè)例子。ChemLINE 784雜化重防腐涂料（美國APC公司商品）是由改性環(huán)氧基聚合物組成的一種極高交聯(lián)密度的防腐蝕材料，其分子結(jié)構(gòu)中具有28個(gè)可交聯(lián)官能團(tuán)，采用芳香胺固化交聯(lián)，可結(jié)合轉(zhuǎn)變成784個(gè)交聯(lián)點(diǎn)，其性能優(yōu)于5官能團(tuán)（25個(gè)交聯(lián)點(diǎn)）的Siloxirane環(huán)氧樹脂和2官能團(tuán)（4個(gè)交聯(lián)點(diǎn)）的乙烯基酯樹脂。與一般的防腐蝕涂料比較：ChemLINE 784分子間以醚鍵（C-O-C）占主導(dǎo)地位，醚鍵是一種極強(qiáng)的化學(xué)鍵，具有極好的柔韌性和耐蝕性；與環(huán)氧樹脂相比ChemLINE 784不含有羥基；與乙烯基樹脂相比ChemLINE 784沒有酯鍵，因此，能經(jīng)得起各種水解和酸性的侵蝕。實(shí)驗(yàn)室對比測試，酚醛環(huán)氧涂層可以耐受35種化學(xué)品浸泡，酚醛乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料耐受58種化學(xué)品浸泡，而ChemLINE 784雜化重防腐涂料卻可耐受131種化學(xué)品浸泡。通過對多達(dá)5000種化學(xué)試劑測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明ChemLINE 784具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，幾乎可耐各種腐蝕介質(zhì)，如98%硫酸浸泡之后無軟化、溶脹、粉化現(xiàn)象，僅涂層表面輕微發(fā)粉紅；37%鹽酸浸泡后無軟化、溶脹、粉化 現(xiàn)象，涂層表面光滑；甲醇、二氯甲烷、纖維素溶劑浸泡后無軟化、溶脹、粉化現(xiàn)象，涂層表面光滑。
8. 部分靜電噴涂型粉末涂料
化學(xué)品儲罐在有條件的情況下，可進(jìn)行粉末涂料的靜電噴涂，并進(jìn)行加熱后固化處理，最大限度發(fā)揮粉末涂料的重防腐性能等各種優(yōu)異性能。適用于化學(xué)品儲罐“涂料襯里”的內(nèi)表面防腐的靜電噴涂型粉末涂料主要為環(huán)氧粉末涂料、四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物（PFA）涂料、三氟氯乙烯-乙烯共聚物（ECTFE）涂料、四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）涂料）。
9. 金屬熱噴再進(jìn)行涂裝封孔的復(fù)合涂料
金屬熱噴涂層工程主要用于汽車行業(yè)、造船行業(yè)、水利工程、海洋平臺及設(shè)備、海洋離岸鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備、海上和陸地風(fēng)力發(fā)電塔筒及法蘭等連接設(shè)備、海水平面以下以及浪花飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備、箱式橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備、煤化工脫硫系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備、焦化廠脫硫系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備、碳鋼溶劑罐內(nèi)防腐、氯堿行業(yè)碳鋼罐、啤酒等行業(yè)碳鋼罐等。近年來，金屬熱噴鋅、鋁及其他合金涂層，在設(shè)備磨蝕部位修復(fù)，再制造表面工程領(lǐng)域、機(jī)械設(shè)備零部件精密加工、設(shè)備及零部件維修、化學(xué)應(yīng)力腐蝕場合設(shè)備容器及管道防腐得到廣泛應(yīng)用，例如生產(chǎn)時(shí)由酸、堿或鹽、醇或醚等有機(jī)溶劑、侵蝕性氣體和粉塵顆粒導(dǎo)致的腐蝕，這類應(yīng)力往往發(fā)生在諸如煉焦廠、酸洗車間、電鍍廠、染料廠、造紙廠、化纖廠、木漿車間、制革廠、煉油廠、煤化工脫硫系統(tǒng)、氯堿廠、農(nóng)藥廠、化工中間體廠、制藥廠、食品飲料廠（如啤酒廠）的設(shè)備及管道中。因此金屬熱噴涂是不可或缺的防腐蝕措施之一。
化學(xué)品腐蝕環(huán)境下的金屬熱噴涂層推薦厚度可參考《熱噴涂 金屬和其他無機(jī)覆蓋層鋅、鋁及其合金》GB/T 9793和《工業(yè)設(shè)備及管道防腐蝕工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》合并團(tuán)標(biāo)GB 50726~50727，見表1.3.3.2-2的規(guī)定。
| 化學(xué)應(yīng)力a腐蝕介質(zhì) | 材 料 | 推薦厚度（μm） | |
| 醇類儲罐 | 金屬熱噴材料： | Al99.5 | as(/+s)厚度：150～250 |
| 涂裝封孔b： | 導(dǎo)靜電涂料 | oc厚度：80～120 | |
| 冷媒(制冷劑)等壓力罐 | 金屬熱噴材料： | Zn99.9、ZnAl 15 | as(/+s)厚度：60～80 |
| 涂裝封孔： | ---- | oc厚度：0（不封孔） | |
| 焦化廠、煤化工脫硫系統(tǒng)洗滌塔等 | 金屬熱噴材料： | Al99.5 | as(/+s)厚度：120～180 |
| 涂裝封孔b： | 涂料 | oc厚度：100～150 | |
| 化工中間體（農(nóng)藥、制藥有機(jī)物）儲罐、管道 | 金屬熱噴材料： | Al99.5、ZnAl 15、Zn 99.9、AlMg 5 | as(/+s)厚度：180～250 |
| 涂裝封孔b： | 涂料 | oc厚度：100～150 | |
| 食品飲料廠（如啤酒廠）儲罐、管道 | 金屬熱噴材料： | Al99.5、316L不銹鋼等 | as(/+s)厚度：100～150 |
| 涂裝封孔b： | 食品級涂料 | oc厚度：80～120 | |
注：1表中“as”代表金屬熱噴涂層，“s”代表封閉層，“oc”代表涂裝封孔層；
2“a”表示化學(xué)腐蝕環(huán)境，源于工廠生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的污染物，會使局部腐蝕加重；“b”表示涂裝封孔采用的有機(jī)涂料適用于該環(huán)境。
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