防腐涂料在石油化工中的应用探讨

孙兴奎

（1.江苏省地质矿产局第五地质大队，江苏 徐州 221000；2.徐州大光涂料厂，江苏 徐州 221000）

石油化工产业主要是对天然气和石油进行加工生产，而设备在运行过程中往往因与腐蚀性较强的物质接触而被损坏，严重时还可能造成严重的安全事故[1]。因此，在石油化工生产中，务必要做好设备的防腐工作，这就需要使用防腐涂料。相关人员要加强对防腐涂料的研究与分析，不断提高防腐涂料的应用效果，确保设备正常、安全、稳定地运行。

1 石油化工设备的腐蚀原因及类型

1.1 腐蚀的原因

机械设备大多由金属制成，而金属结构易受到外部环境温度、湿度等因素的影响而被腐蚀，由此产生石油化工设备腐蚀问题[2]。在石油化工企业的作业环境中，往往有许多腐蚀性物质，如二氧化碳、二氧化硫与氢氧化物等，再加上生产环境中的湿度和温度都比较高，形成了更易发生腐蚀的环境，导致机械设备被腐蚀。

1.2 腐蚀的类型

根据腐蚀的发生机制，可以将其分为化学和电化学两种腐蚀类型[3]。其中，化学腐蚀是指金属处于高温且相对干燥的环境下，金属表层和环境中的某些介质发生化学反应导致金属被损坏的情况；电化学腐蚀是指金属所处环境的湿度较高，金属和电解质溶液接触后易发生电极反应，致使金属被破坏，这一过程属于氧化还原反应。石油化工生产环境中二氧化碳、二氧化硫和氢氧化物等物质的含量较高，且含有挥发性物质及粉尘等，这些介质均会对环境中的金属造成一定程度的损坏。当周围环境湿度较高时，酸性气体在水的作用下形成无机酸，而无机酸具有极强的腐蚀性。在石油化工生产环境中，金属材质的机械设备腐蚀往往是化学腐蚀和电化学腐蚀面引发的，两种腐蚀都是氧化过程，但发生环境条件有所不同。

2 涂料的防腐原理

防腐涂料在石油化工行业中的应用主要利用以下原理：（1）钝化。防腐涂料通常含有颜料，这类颜料会改变金属表面的性能，使其发生钝化，具有延缓腐蚀的效果。（2）屏蔽。防腐涂料能有效隔离金属设备表面和外界环境，防止设备表面被氧化，进而抑制腐蚀。如果漆膜具有良好的电绝缘性，还可以获得良好的电阻效果，起到屏蔽的作用，实现防腐蚀的目的。（3）保护。在使用防腐涂料时，应保证其涂层具有较强的附着力并与金属表面紧密结合，以有效防止渗水、防透气，这样不仅能发挥电极点位的保护功能，还能确保设备在化学反应条件下保持表面性能稳定，起到良好的屏蔽保护作用。

3 防腐涂料在石油化工行业中的应用

3.1 低挥发性有机化合物（ⅤOC）高膜厚涂料的应用

低挥发性有机化合物（Ⅴolatile Organic Compounds，ⅤOC）高膜厚涂料具有污染小、溶剂含量低和涂装效率高的优点，与传统的防腐涂料相比，可以大幅度减少有机溶剂的挥发。许多实验表明，这种涂料在实际涂刷过程中可以很好地减少单位面积的使用量，有效降低成本，这对石油化工企业的运营与发展十分有利[4]。传统的防腐涂料受到自身溶剂含量高特性的影响，在具体的涂刷过程中，要想保证其涂刷厚度达到设计标准和要求，往往需要经过许多复杂的工序才能实现，而低ⅤOC高膜厚涂料有着溶剂含量低的特性，只需要进行一次涂刷便可以实现防腐效果，进而大大减少作业时间和成本，促进石油化工企业的良好发展与经济效益提升。

3.2 新型无机涂料的应用

随着现代科技的不断发展与进步，材料领域的研究也取得了极大的突破，新型无机涂料相继进入市场。这种涂料有着良好的环保性、抗腐蚀性和防火性等特点，还有良好的抗冲击性和硬度大等优势，因此受到了许多石油化工企业的青睐。新型无机涂料的防腐应用主要是通过化学反应实现的，该材料主要由复合氧化物纳米分散体组成，通过表面化学反应在孔隙中产生氧化反应并生成氧化锌和磷酸锌等。另外，这种材料还有优秀的自愈能力，在涂料表面出现部分漏涂或划痕的情况下，可以借助氧化反应有效弥补这些缺陷。现阶段，这种新型无机涂料在我国军事和航天领域中的应用较多，且良好地发挥了环保、抗老化以及耐高温等性能优势。

3.3 低表面处理环氧涂料的应用

石油化工生产环境往往有极强的腐蚀性，导致设备发生故障的频率较高，所以，需要对厂房及其设备做好定期检查、维修和养护工作。在维修过程中，工作人员通常需要对厂房和设备的表面进行预处理，这就要求考虑石油化工生产本身的特性，确保在封闭环境下作业，如建立新的维护结构。需要注意的是，在维修过程中，为了确保安全，要暂停生产作业，因此，维修成本较高。因为石油化工生产具有特殊性，厂房内严禁使用明火和喷砂，所以需要结合喷砂除锈的实际需求创设防腐保护等级较高的环境，同时还需确保新旧涂层不相容。针对以上问题，可以通过低表面处理环氧涂料来解决，适用于打磨无明火的涂层表面。因此，不少石油化工企业在维修过程中会选用这种涂料。

3.4 快干型环氧涂料的应用

传统的石油化工生产会使用环氧防腐涂料，这种涂料在涂刷一次后需要间隔较长的时间才可进行第二次涂刷，且低温状态下的应用效果并不理想[5]。为了解决这一问题，有研究人员应用了一种新型固化材料，即快干型环氧涂料，有效缩短了环氧涂料的固化时间。该涂料的应用不仅很好地解决了固化时间长的难题，还可以在低温状态下使用，有效缩短施工时间，使环氧涂料的应用更为广泛。

3.5 水性重防腐涂料的应用

以往的防腐涂料大多存在溶剂含量高的问题，对施工作业人员的身体健康产生了较大的威胁。因此，如何减少传统防腐涂料对人的危害成为大多数企业和专家学者亟待解决的难题。现阶段，低ⅤOC高膜厚涂料与无机涂料的应用在很大程度上解决了以往的一些问题，与此同时，水性重防腐涂料的应用也取得了良好的效果。水性重防腐涂料主要以水为溶剂且挥发性低，在实际涂刷过程中具有较高的安全性，大大降低了对人体的危害。因此，这种涂料在现阶段的石油化工生产中取得了良好的应用效果，且逐渐成为主要的防腐涂料。此外，水性重防腐涂料在海洋工程中也表现出优秀的防腐性能。目前，石油化工生产中应用的水性重防腐材料主要有两种：（1）水性丙烯酸面漆。水性丙烯酸聚氨酯面漆具有高效能、保色、保光的优点。（2）水性环氧涂料。这种涂料可以应用于较为恶劣的环境，具有良好的防腐效果，同时有着使用寿命长和附着力强的优点，因此在石油化工厂房和设备防腐中的应用效果较为突出。

4 应用防腐涂料的相关问题

4.1 做好厂房和设备表面的预处理

现阶段，在国内石油化工生产中，防腐涂料通常被应用于钢结构厂房的表面处理，一般采用简单涂刷的方法，但也正是这种简单的涂刷方法导致不少厂房出现安全事故。在对石油化工的厂房和设备进行涂刷时，需先对其表面进行预处理以确保表面光滑且无杂质，随后方可开展涂刷作业。如果不对厂房表面进行预处理，必定会影响防腐涂料的使用寿命。

4.2 注重涂料的使用环境

现代石油化工生产大多比较重视防腐涂料的选用，但在选择涂料时往往缺乏全面细致的考量，导致防腐涂料与厂房和设备不适配，难以发挥防腐涂料的作用。所以在选择防腐涂料时，相关人员需结合厂房内部环境、腐蚀的原理等进行考量，确保所选用的防腐涂料适用于厂房和设备，同时，还需考量防腐涂料的物理性质等，保证所选用的防腐涂料更具针对性和合理性。此外，在对厂房和设备进行涂刷前，还需充分考虑面漆、底漆和中间漆的涂刷厚度，以免企业产生不必要的损失。

4.3 树立正确的投资理念

目前，不少石油化工企业在选用防腐涂料时，未能从长期投资的高度进行考虑和准备，再加上一些管理人员和采购人员误以为防腐涂料只需要涂刷一次就可以保持永久性的效果，最终影响到防腐涂料的投资准备工作。在防腐涂料的投资准备工作中，相关人员应正确认识厂房和设备所处环境条件以及材料的实用性等并加以分析，防腐涂料涂刷完成并投入使用后，需定期检查其防腐性能，及时发现防腐性能较差的区域，进而有针对性地重新涂刷处理，确保防腐涂料具有良好的防腐性能[6]。

4.4 科学选择防腐材料

首先，需要考虑被涂物体的使用环境。因为防腐涂料对环境具有较强的针对性，需要结合实际使用环境，包括温度、湿度、压力、介质类别以及设备运行等情况，确定最佳防腐材料类型。其次，要注重对施工条件的分析。在选择防腐涂料时，需要结合施工现场的具体情况。在现场通风不佳的情况下，可以使用固体组分含量高、无溶剂或水性防腐涂料；如果现场不具备烘烤干燥的条件，就使用自干型涂料。再次，综合考量技术以及经济效益，包括材料、涂层性能、施工、表面处理、维修等费用及其使用寿命。最后，还需重视所选择的材料对环境的影响。当前，社会经济快速发展，可持续发展理念受到了社会各界的关注，这也对涂料与涂装技术提出了更高的要求，所以在条件许可的前提下，要优先选择较为环保的防腐涂料，尽可能降低对水、大气以及人们生活产生的影响。

4.5 注重防腐的长期性

石油化工设备的防腐工作具有系统性与长期性等特点，在实际应用过程中不可只关注其短期投入，而要结合各类项目采取有针对性的防腐策略，并且要充分关注后期的防腐维护工作，实现防腐的长期性，确保石油化工设备的长期稳定与安全运行。

5 结语

在石油化工生产中，由于特殊生产环境的影响，厂房和设备易发生腐蚀而损坏。为了更好地保证石油化工生产的正常与稳定，相关人员需要对厂房和设备做必要的防腐处理，这就要用到防腐材料。现阶段，国家对环保提出了严格的要求，许多石油化工企业会选择具有一定环保性且成本低的材料用于防腐，如低ⅤOC高膜厚涂料、新型无机涂料、低表面处理环氧涂料、快干型环氧涂料与水性重防腐材料等，可以很好地满足环保和降低成本方面的实际需求，良好地推动石油化工产业的发展，为企业和社会的健康与稳定发展作出巨大的贡献。