肖麗紅,翟俊紅,田德永
(中海油石化工程有限公司,山東 濟南 250101)
隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越高,LNG作為“環(huán)境友好”的能源,地位日益上升。LNG接收站項目中對LNG物料輸送管道采用不銹鋼材質(zhì)已為行業(yè)內(nèi)所共識,但對保冷不銹鋼管道是否需要做防腐處理,目前尚沒有形成定論。
不銹鋼耐蝕性主要取決于成分中的鉻,鉻對不銹鋼進行合金化處理時,在其表面形成一層極薄的富鉻氧化物保護膜,防止進一步氧化。鋼中鉻含量達到10.5%以上時,耐蝕性顯著增加。
由于LNG接收站項目特殊性,一般廠址都選在沿海地區(qū),由于海鹽環(huán)境引起不銹鋼的腐蝕形態(tài)主要有局部腐蝕的點蝕、應力腐蝕開裂。局部腐蝕具有突發(fā)性和災難性特點,比全面腐蝕危害嚴重的多。
海鹽環(huán)境中的氯化物,滲透腐蝕性強,可以滲透不銹鋼表面氧化保護膜,不銹鋼會因此發(fā)生孔蝕。由于沿海地區(qū)的特殊性,風力較大,會加速氯化物對不銹鋼表面的腐蝕速率。孔蝕是局部高度腐蝕形態(tài),它是最具破壞性和隱患最大的腐蝕形態(tài)之一。
同時由于氯離子的存在使應力腐蝕成為可能。氯離子是破鈍劑,在應力作用下,膜的局部缺陷處容易開裂,裂縫內(nèi)形成閉塞區(qū),pH值下降,腐蝕加劇。裂縫尖端會產(chǎn)生氫,引起局部脆化,在拉應力作用下發(fā)生脆性開裂[1]。
通過增加壁厚,增大腐蝕余量,保證管道使用壽命。此措施增加了壁厚,必然造成材料成本增加,從安全經(jīng)濟角度考慮,非最佳措施。
由于LNG項目建設(shè)周期普遍較長,不銹鋼管在裝置投運前的庫存、安裝階段也會被環(huán)境海鹽所腐蝕,涂常規(guī)防腐漆(用于不銹鋼的涂漆和標記的油漆應不含氯化物)如下表1所示,能夠在現(xiàn)場用溶劑除掉的臨時涂層,但這種措施雖經(jīng)濟性較好,在裝置投運后,會產(chǎn)生脫落,起不到防腐作用,同時對絕熱材料氯根含量技術(shù)要求無法有效降低。
表1奧氏體不銹鋼常規(guī)涂漆
LNG不銹鋼低溫涂漆如表2所示。
考慮項目運行工況,對保冷不銹鋼管道采用涂覆低溫漆防腐。對涂漆工作來說,用噴砂清理的表面處理方法是最低可接受的標準,不銹鋼應用非金屬的、不含氯離子的磨砂清理。如果要達到涂裝系統(tǒng)的要求磨砂不應含鐵粒子,且應是同種類型同樣尺寸,如石榴石、金剛砂等非金屬的磨料進行表面處理,粗糙度為30~70μm。不銹鋼管壁較薄,過度表面處理又將影響到不銹鋼材料壁厚,導致防腐效果下降。
表2奧氏體不銹鋼低溫涂漆
另外,涂漆之前需要打磨不銹鋼外表面,對外表面本體的酸洗和鈍化表面造成破壞,進而破壞不銹鋼表面的致密結(jié)構(gòu)層,一旦出現(xiàn)漆膜脫落,不銹鋼更易受外部環(huán)境的侵蝕。
對保冷不銹鋼管道不做防腐處理,通過控制保冷材料的氯離子含量方式,來達到防腐的目的,目前保冷材料氯根含量也可滿足LNG項目限制值要求。
綜合考慮項目成本及現(xiàn)場實際情況,建議保冷不銹鋼采用控制保冷材料的氯離子含量方式,來達到防腐的目的。對于極個別必須裸露的低溫不銹鋼管道,采用涂覆低溫漆的方式進行防腐處理。
根據(jù)基材和操作環(huán)境特點,一項防腐措施的決定、事前應周密綜合考慮,有時還需經(jīng)過試驗驗證。任何方面的草率大意都只會適得其反,引起不必要浪費。結(jié)合國內(nèi)已經(jīng)運行及新建的福建LNG接收站、大鵬LNG、上海LNG、深圳LNG等項目,均未對保冷不銹鋼管道基材做防腐處理。本文只是結(jié)合現(xiàn)有LNG項目,提出幾點保冷不銹鋼管道的防腐措施,在實際項目中,視項目要求采用不同的防腐措施。