腐蝕背景
化工生產過程中存在并產生許多腐蝕性的介質，介質的種類、化學成分、濃度、PH值、雜質、水分和含氧量都是造成腐蝕的外在原因。介質流動速度愈快，愈易腐蝕，因為介質在流動過程中會沖刷保護膜，產生旋渦、湍流、空泡，引起嚴重的沖擊磨損和空泡腐蝕。另外選材不當，如果設備表面接觸腐蝕介質，而設備本身又不耐腐蝕，就會產生表面腐蝕，表面越粗糙，越易腐蝕，其現象是泄漏、早期磨損、破壞、發聲等。
表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態，無膜的腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的。缺乏防腐措施或施工質量低劣等，都為腐蝕破壞提供了環境。環境不同，選材不同。在設備的生產過程中往往不能做到兼顧選材和環境腐蝕的一致性，溫度、濃度、壓力不同，選材不同、腐蝕情況各異，而且施工過程中把關不嚴、施工質量低劣，腐蝕問題不可避免。操作中的超溫、超壓，設備管理不完善，思想不重視，也是產生腐蝕破壞的原因之一。通常情況下，介質的溫度越高，壓力越高，腐蝕越快，因為腐蝕是一種化學反應，每升溫10℃，腐蝕速度增加1~3 倍。
化工行業
化工行業就是從事化學工業生產和開發的企業和單位的總稱。包含化工、煉油、冶金、能源、輕工、石化、環境、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、精細與日用化工、能源及動力、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面的行業。
種類繁多,規模相差懸殊。按產品品種可分為化工聯合企業和單一產品的化工企業（如合成材料廠、純堿廠、硫酸廠、化肥廠等）。化工廠一般由主要生產車間(從原料處理到成品加工的各個車間)、輔助生產車間（發電站或配電站、動力車間、水處理車間等）、生產管理設施（辦公樓、材料和成品倉庫、車庫等）三部分組成;
引用標準
現行國家有關標準規范、強制性標準條文等；
《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》 （GB50212-2002）
《涂裝前鋼材表面腐蝕等級和除銹等級標準》 （GB8923-1988）
《涂裝作業安全規程、安全管理規則》 （GB6514-1995）
《防腐蝕涂料的質量要求》 （GB6514-1991）
《涂料作業安全規程、油漆工藝安全及其通風凈化》 （DJ/T6931-1999）
《工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范》 （HGJ229-91）
《涂裝作業安全規程涂裝前處理工藝安全》 （GB7692-87）
《建筑施工場界噪聲限值》 （GB12523-90）
ISO9001質量管理體系文件
ISO14001環境管理體系文件
GB/T28001職業健康和安全管理體系文件
設計依據
環境條件:大氣環境對建筑鋼結構長期作用下的腐蝕性等級可按表 1 確定。
| 大氣環境腐蝕性分類和典型環境案例 |
| 腐蝕性級別 |
單位面積上質量和厚度損失（經第一年暴露后） |
溫性氣候下的典型環境案例（僅供參考） |
| 底碳鋼 |
鋅 |
外部 |
內部 |
| 質量損失 |
厚度損失 |
質量損失 |
厚度損失 |
| /g·m2 |
/um |
/g·m2 |
/um |
| C1很低 |
≤10 |
≤1.3 |
≤0.7 |
≤0.1 |
/ |
加熱的建筑物內部，空氣潔凈，如辦公室、商店、學校和賓館等 |
| C2低 |
＞100-200 |
＞1.3-25 |
＞0.7-5 |
＞0.1-0.7 |
低污染水平的大氣，大部分是鄉村地帶 |
冷凝有可能發生的未加熱的建筑（如庫房、體育館等） |
| C3中 |
＞200-300 |
＞25-50 |
＞5-15 |
＞0.7-2.1 |
城市和工業大氣，中等的二氧化硫污染以及低鹽度沿海區域 |
高溫度和有些空氣污染的生產廠房內，如食品加工廠、洗衣廠、酒廠、乳制品工廠等 |
| C4高 |
＞400-650 |
＞50-80 |
＞15-30 |
＞2.1-4.2 |
中等含鹽度的工業區和沿海區域 |
化工廠、游泳池、沿海船舶和造船廠等 |
| C5很高 |
＞650-1500 |
＞80-200 |
＞30-60 |
＞4.2-8.4 |
高濕度和惡劣天氣的工業區域和高鹽度的沿海區域 |
冷凝和高污染持續發生和存在的建筑和區域 |
| CX極端 |
＞1500-5500 |
＞200-700 |
＞60-180 |
＞8.4-25 |
具有高含鹽度的海上區域以及具有極高濕度和侵略性大氣的熱帶亞熱帶工業區域 |
具有極高濕度和侵蝕性大氣的工業區域 |
| 注：定義腐蝕性級別所使用的損失值與ISO9223中給出的是相同的。 |
管道防腐方案
管道是目前化工廠常見的運輸的主要方式，具有運輸效率高、安全性強、經濟效益高等特點。化工廠原材料具有易燃、易爆、易擴散等特點，一旦發生管道泄漏，會對沿途環境造成不利影響，威脅周圍人員安全，造成嚴重的經濟損失和環境污染。因此，加強對管道腐蝕的防護十分重要。化工廠腐蝕的原因較為復雜，涉及許多影響因素，做好管道腐蝕的防護成為化工行業關注的一個重要問題。
一、常溫管道防腐方案
管道腐蝕是指金屬材料表面和環境介質發生化學和電化學作用，引起材料的退化與破壞。化工廠管道常見的腐蝕主要是原油中溶解的CO2、H2S、C1﹣、少量溶解氧和細菌等腐蝕性物質引起的，這些物質直接和金屬作用，引起化學腐蝕。
化學腐蝕的危害性不大，而造成鋼管表面出現凸穴，以至穿孔的主要原因來自電化學腐蝕。金屬發生電化學反應時，電極電位較低的部位容易失去電子，成為陽極；電極電位較高的部位得到電子，成為陰極。在O2和H20存在的情況下，Fe（OH）2生成水合氧化鐵，即產生腐蝕。
為了達到提升涂層的防腐性能，使涂層的防腐效果最大化，結合管道防腐的實際情況，對防腐蝕涂層性能的要求如下： 1）對腐蝕介質的良好穩定性；2）良好的抗滲性能，保證低吸水率；3）具有良好的機械強度。4）具有優良的電絕緣性。
表1、鍍鋅管道外壁油漆防腐技術設計。
| 設計依據 |
ISO12944-5：2017 色漆和清漆防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護 |
| 所處環境 |
C4高等；外部：中等含鹽度的工業區和沿海區域 |
| 設計年限 |
H長期 |
| 表面處理 |
ISO 8501-1 St2：徹底的手工和動力工具除銹鋼材表面應無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆層等附著物。 |
| 涂裝部位 |
鍍鋅管道外壁 |
| 涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
| 第一道 |
底漆 |
鍍鋅專用底漆 |
淺灰色 中光 |
環氧稀釋劑 |
25:5 |
160 |
| 第二道 |
面漆 |
丙烯酸聚氨酯面漆 |
支持勞爾、國標調色 |
聚氨酯稀釋劑 |
21.4:3.6 |
80 |
| 合計 |
|
240 |
二、保溫/保冷管道防腐方案
保溫層下腐蝕（Corrosion Under Insulation,簡稱CUI）是指發生在包裹了保溫材料的化工廠的管道表面上的一種腐蝕現象。有關數據表明，僅僅在化工行業每年因為保溫層下的腐蝕造成的財產損失可達幾十億美元，不僅造成設備故障與停工，產品泄漏，維修成本大量增加，更嚴重的是造成很大的安全生產隱患。近年來，隨著化工廠安全生產意識的增強及對CUI腐蝕行為的重視。
一般是由于冷凝水分或雨水進入到保溫系統而導致化工廠的管道或設備外表面的局部腐蝕。當保溫系統下面存在濕氣時，由碳錳，低合金和奧氏體不銹鋼等材料制成的管道極易發生電化，點蝕，應力開裂和縫隙腐蝕。由于腐蝕表面被保溫層覆蓋，所以保溫層下腐蝕一般很難被檢測到。根據設備材質的不同，CUI又分成兩種類型：發生在碳鋼材料上的腐蝕（主要表現為坑蝕或材料的腐蝕減薄）和發生在不銹鋼材料上的腐蝕（主要表現為坑蝕或應力腐蝕開裂）。
江銳水性納米隔熱保溫涂料 DreamHeat 300將其涂覆在輸送高溫管道，和存儲熱介質容器的外表面，使用厚度2.0~5mm，表面溫度由300℃降低至78℃，降低熱損失，節能效率約15%，提高生產效率，同時還可以防止工作人員燙傷。江銳水性納米隔熱保溫涂料由中空陶瓷懸浮微粒和水性納米材料制作而成，能提供隔熱保溫、防腐一體化的保護。 微納米多孔填料和涂料配方設計具有：極低的熱導率；用薄的涂層大大的降低熱傳導和熱輻射——取得極好的隔熱效果。
表2：高溫管道油漆防腐技術設計
| 設計依據 |
ISO12944-5：2017 色漆和清漆防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護 |
| 所處環境 |
C4高等；外部：中等含鹽度的工業區和沿海區域 |
| 設計年限 |
H長期 |
| 表面處理 |
ISO 8501-1 Sa2.5：非常徹底的噴射或拋射除銹。鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡僅是點狀或條狀的輕微色斑。 |
| 涂裝部位 |
管道外壁 |
| 涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
| 第一道 |
底 |
有機硅耐熱底漆 |
銀色,有光澤 |
專用稀釋劑 |
20:5 |
80 |
| 第二道 |
中 |
水性納米隔熱保溫涂料 |
淺灰色,白色 中光 |
去離子水 |
14:0 |
5000 |
| 第三道 |
面 |
丙烯酸聚氨酯面漆 |
支持勞爾、國標調色 |
聚氨酯稀釋劑 |
21.4:3.6 |
60 |
| 合計 |
|
5140 |
三、埋地管道防腐方案
有一些化工管道被鋪設在地下，周圍土壤環境會對管道造成巨大影響。土壤的成分十分復雜，含有大量水分、二氧化碳、酸堿性鹽類物質，還有各種金屬離子，易與管道發生離子導電或電化學分解現象，還有各類化學反應，導致管道腐蝕。而土壤中的水分含量、酸堿度、電阻率、溫度高低等因素也影響著管道腐蝕速度與程度。一般情況下，土壤環境溫度高、濕度高、酸性強或土壤水分交替變換快，都會加快管道材質的各種電化學反應和化學反應，導致腐蝕速度加快。而通常管道鋪設得越深，周圍土壤溫度就越高。管道腐蝕還會受到土壤中各類微生物和周圍植物根系的影響，其他雜散電流也 會造成干擾，導致電極反應的形成，加重管道的電阻率腐蝕。若管道暴露在空氣中，那么管道材料中的某些金屬物質接觸到空氣中的水、二氧化硫等物質，也會出現化學腐蝕和電化學腐蝕。
化工廠儲罐內壁油漆防腐
一、儲罐的腐蝕
1、儲罐外壁的腐蝕
化工廠都建有大型的儲罐。儲罐外壁受到的腐蝕主要是大氣腐蝕。化工區空氣中的酸性氣體受到雨水或夏季用于降溫的噴淋水而引起儲罐鋼鐵表面液膜下的氧去極化反應，當氣溫周期性地下降時，溶有電解質的水分就會凝結于罐體外表面，形成連續的電解質溶液薄膜層，從而造成腐蝕。隨著化工工業的發展，大氣具有很強的腐蝕性，沿海地區空氣中存在著大量的氯離子和其他鹽類，它們沉降在罐體外壁時，就會形成含有溶解鹽的電解液膜。氯離子的滲透性相當強，它會造成嚴重的局部腐蝕。位于風沙較大地區的儲罐，風沙中的沙或灰塵對儲罐表面覆蓋層會造成機械磨蝕。
2、罐底板和邊緣板的腐蝕
由于毛細作用導致地下水上升，罐底長期處于潮濕的環境。而且由于底板需要焊接，焊縫附近的防 腐蝕涂層遭到破壞，這里的腐蝕會格外嚴重。油罐周邊底板對沙墊層的壓實程度明顯低于油罐中心部 位，這會導致砂墊層沙孔隙中氧含量不均勻，很容易造成氧濃差電池，即罐底板中心部位為陽極、周邊 區域為陰極，導致中心部位腐蝕狀況比周邊部位厲害得多。
儲罐在使用中存在加熱清罐或者儲存中間品的要求，當油罐的溫度較高時，罐底板周圍地下水蒸 發，使鹽分濃度增加，增大了腐蝕程度。儲罐在使用一段時間后，由于儲油量的載荷變化而引起罐體變 形，另外就是由于環境溫度的變化使底板發生膨脹和收縮，這些都會導致罐體底板與基礎形成裂縫，該 裂縫會隨著油罐的運行而膨脹與收縮，這樣就會給外界腐蝕介質如雨水的進入提供了通道，積水就會造 成縫隙腐蝕。因此，可以看出，儲罐底板外表面和底板邊緣區域是腐蝕比較嚴重的區域，存在著各種不 同類型的腐蝕，需要重點關注。
罐區地下是電流較為復雜的區域，罐區管網有陰極保護而儲罐未受保護時則可能形成雜散電流干擾 影響，當周圍有電焊機施工、電氣化鐵路、直流用電設備時則也可能產生雜散電流。雜散電流的存在加 劇了儲罐罐底板和邊緣板的腐蝕，也給儲罐底板和邊緣板的防腐增加了難度。
3、保溫層下的腐蝕
保溫層下腐蝕是指對于高溫保溫或低溫保冷的鋼結構管道、儲罐或設備，由于其外表面被保溫層所 覆蓋，在正常運行尤其是發生熱循環的條件下，由于保溫層下的水分發生冷凝，從而造成局部的電解質 溶液聚集，進而引起鋼材的腐蝕現象，保溫 層下的腐蝕非常嚴重。保溫層下腐蝕的嚴重性在于無法及時發現，一般為了美觀效果，在做完保溫層后 往往在保溫材料外面包覆一層不銹鋼或鋁箔。因此，石化煉化企業往往發現保溫層下腐蝕時已經太遲 了，經常導致各種失效事故的發生。尤其是當運行溫度低于 150 ℃ 時，保溫層下往往會存在一定量的 冷凝水而處于潮濕狀態，這會導致基材長期處于封閉高溫且潮濕的環境下，基材會以數十倍于常規腐蝕 速率發生腐蝕。研究表明：發生保溫層下腐蝕的概率在設備運行 5 年以上后將大幅上升，而運行 10 年 后的保溫層中60%都含有腐蝕性冷凝水。對于石化行業而言，保溫層下的腐蝕還有其特殊性，就是由于石 化行業涉及到很多不同工藝，因此在保溫層下的鋼結構往往還要經歷熱循環的過程。而對傳統耐高溫涂 料而言，由于熱膨脹系數與鋼鐵的不同，經歷熱循環往往導致涂層內應力增加，最終造成涂層的早期失 效，這也進一步加劇了保溫層下的腐蝕問題。保溫層下的腐蝕是石化煉化領域需要重點關注的腐蝕問 題。現在一些管道儲罐采用隔熱保溫防腐一體化的涂層體系沒有保溫層和防腐涂層的間隔，而不存在冷 凝水的空間，從而解決了保溫層下的腐蝕問題。
二、 儲罐外壁防腐蝕涂料
儲罐外壁根據具體的實際環境可分為大氣腐蝕環境下鋼結構表面、保溫罐外壁、洞穴儲罐外壁、罐 底板下表面、罐底外邊緣板與基礎連接處等部位。由于這些不同的部位面臨的腐蝕環境不同，因此應采 用不同的防腐配套方案。
1、常規儲罐外壁
該區域是典型的大氣區腐蝕環境，由于儲罐所處位置不同、氣候 條件不一樣、腐蝕環境不同，可參考ISO 12944-5-2018《防護涂料體系》、GB/T 50393-2017《鋼質石油 儲罐防腐蝕工程技術標準》、SY/T 0320-2010《鋼質儲罐外防腐層技術標準》等標準，根據腐蝕環境和 耐久性要求設計涂層體系。針對該區域，隨著涂料技術的發展，加上業主對昂貴的維修費用的關注，在 引入壽命周期費用分析（life cycle cost analyst）的概念后，為了減少維護涂裝次數，目前最為常用 的重防腐涂料體系是以環氧富鋅底漆或無機硅酸鋅底漆/環氧云鐵中間漆/丙烯酸聚氨酯面漆為主的配套 體系。表3-3-55為參考ISO 12944-5-2018 《防護涂料體系》針對C5腐蝕環境下的設計使用壽命在15 25 年的一個典型涂料配套體系。
2、保溫罐外壁
該區域屬于保溫層下的防腐，由于儲罐外壁的保溫層下不像化工管線那樣溫度很 高，超過200℃以上的比較罕見。參考SY/T 0320-2010和HG/T 5178-2017以及NACE SP 0198-2010標 準，針對不同的溫度范圍配套設計。
化工廠鋼結構防腐新建方案
一、室外化工廠鋼結構防腐方案
鋼結構種類及所處的環境多種多樣，即使是同一個鋼結構設施，由于其各部位環境的不同，所采取的防腐措施也有所差異。 可分為及室內鋼結構件， 這些設施長期處于化工氣體、 工業大氣、海洋大氣、 酸性水及土壤的腐蝕環境下， 要長期使用而不進行大面積維修就要對其進行合理的防腐蝕涂裝。 具體的方案須根據腐蝕環境及介質條件而定， 在此我們以大型鋼結構的使用環境、各部位所處的介質環境、表面處理的要求、工作狀態等進行防腐蝕涂裝方案的推薦。
戶外鋼結構件：大氣環境下的鋼結構受陽光、風沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和溫度變化作用，其中大氣中的氧和水分是造成戶外鋼結構腐蝕的重要因素，引起電化學腐蝕，化工園區空氣中含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等，這些成分對鋼體的腐蝕危害最大，它們可使金屬表面鈍化膜遭到破壞，且呈酸性，形成酸雨從而加快金屬的腐蝕。
表1：室外廠房鋼結構采用石墨烯油漆技術
| 設計依據 |
ISO12944-5：2017 色漆和清漆防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護 |
| 所處環境 |
C5很高；外部：高濕度和惡劣天氣的工業區域和高鹽度的沿海區域 |
| 設計年限 |
H長期 |
| 表面處理 |
ISO 8501-1 Sa2.5：非常徹底的噴射或拋射除銹。鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡僅是點狀或條狀的輕微色斑。 |
| 涂裝部位 |
室外鋼結構 |
| 涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
| 第一道 |
底漆 |
石墨烯鋅粉底漆 |
石墨灰 |
石墨烯專用稀釋劑 |
30.8:3.2 |
80 |
| 第二道 |
中間漆 |
環氧云鐵中間漆 |
淺灰云母氧化鐵 |
環氧稀釋劑 |
25.2:6.8 |
120 |
| 第三道 |
面漆r |
丙烯酸聚氨酯面漆 |
支持勞爾、國標調色 |
聚氨酯稀釋劑 |
21.4:3.6 |
60 |
| 合計 |
|
260 |
二、室內化工廠鋼結構防腐方案
室內鋼結構件：常溫下鋼鐵的腐蝕主要是電化學腐蝕。鋼結構在常溫大氣環境中使用，室內鋼材受大氣中水分、氧和其他污染物（未清理干凈的焊渣、銹層、表面污物）的作用而被腐蝕。大氣的相對濕度在60％以下時，鋼材的腐蝕是很輕微的；但當相對濕度增加到某一數值時，鋼材的腐蝕速度突然升高，這一數值稱為臨界濕度。常溫下，一般鋼材的臨界濕度為60％～70％。當化工廠車間空氣被污染有酸霧時或在沿海地區空氣中含鹽時，臨界濕度都很低，鋼材表面容易形成水膜。此時焊渣和未處理干凈的銹層（氧化鐵皮）作為陰極，鋼結構構件（母材）作為陽極在水膜中發生電化學腐蝕。大氣中的水分吸附在鋼材表面形成的水膜是造成鋼材腐蝕的決定因素；大氣的相對濕度和污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素。
表2：室內廠房鋼結構采用石墨烯涂料技術
| 設計依據 |
ISO12944-5：2017 色漆和清漆防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護 |
| 所處環境 |
C5很高；內部：冷凝和高污染持續發生和存在的建筑和區域 |
| 設計年限 |
H長期 |
| 表面處理 |
ISO 8501-1 Sa2.5：非常徹底的噴射或拋射除銹。鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡僅是點狀或條狀的輕微色斑。 |
| 涂裝部位 |
室內鋼結構 |
| 涂層 |
涂料類型 |
涂料名稱 |
顏色 |
配套稀釋劑 |
A:B配套 |
膜厚μm |
| 第一道 |
底 |
石墨烯鋅粉底漆 |
石墨灰 |
石墨烯專用稀釋劑 |
30.8:3.2 |
80 |
| 第二道 |
中 |
環氧云鐵中間漆 |
淺灰云母氧化鐵 |
環氧稀釋劑 |
25.2:6.8 |
180 |
| 合計 |
|
260 |
