范西斌，吳昊，劉穎，李二興(青島蘭石重型機(jī)械設(shè)備有限公司，山東 青島 266426)

0 引言

目前國(guó)內(nèi)大型煉化廠多分布在沿海一帶，裝置中的石化設(shè)備從制造到安裝再到投產(chǎn)，周期長(zhǎng)達(dá)1～2年。石化設(shè)備的密封性能要求非常高，密封面的表面粗糙度及精度是影響到設(shè)備整體密封性的關(guān)鍵性因素，起到防止設(shè)備運(yùn)行中的作用。因此，密封面在精加工后發(fā)貨前必須采取有效的防銹處理。

通常，密封面在精加工后涂抹防銹涂料(如防銹油)以產(chǎn)生防腐膜，作用機(jī)理為：防銹添加劑以膠束溶存于油中，當(dāng)與金屬表面接觸后，在金屬表面形成牢固的緊密排列吸附膜，基礎(chǔ)油分子則穿插排列于極性分子之間的空隙處，組成一種混合多分子層的保護(hù)膜，從而防止水和氧氣侵蝕金屬［1］。

SH/T 0692—2000《防銹油》［2］中將防銹油分為除指紋型防銹油、溶劑稀釋型防銹油、脂型防銹油、潤(rùn)滑油型防銹油和氣相防銹油五種類型，本文選用了目前常用的溶劑稀釋型防銹油中軟質(zhì)膜防銹涂料(2種)、硬質(zhì)膜防銹涂料(1種)以及潤(rùn)滑油型防銹油(1種)進(jìn)行性能對(duì)比研究。

1 實(shí)驗(yàn)方案及目的

目前法蘭密封面部位材質(zhì)主要分為碳鋼及不銹鋼兩類，實(shí)驗(yàn)制定兩種材質(zhì)的試塊，擬對(duì)上述三種防銹材料通過制備模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，考慮防銹涂料的防銹效果，以選取可以經(jīng)受六個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間的防銹涂料。選取的4種防銹涂料如表1所示。

表1 防銹涂料清單

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 制作試塊

制作實(shí)驗(yàn)用試塊2件，其中一塊材質(zhì)為Q345R，該試塊作為碳鋼試塊，以驗(yàn)證上述四種防銹涂料對(duì)碳鋼材料的防腐效果；另一塊采用材質(zhì)為Q345R試塊制作，但需在其表面堆焊E347L不銹鋼材質(zhì)，對(duì)堆焊表面機(jī)加工后將試塊作為不銹鋼試塊，以驗(yàn)證上述四種防銹涂料對(duì)不銹鋼材料或不銹鋼堆焊材料的防腐效果。對(duì)上述兩件試塊進(jìn)行分區(qū)標(biāo)識(shí)，要求標(biāo)識(shí)清晰，標(biāo)記后的狀態(tài)如圖1所示。

圖1 兩種試塊分區(qū)標(biāo)識(shí)

采用清洗劑將試塊表面清理干凈后，按照分區(qū)進(jìn)行相應(yīng)防銹涂料的噴涂。碳鋼試塊與不銹鋼試塊的分區(qū)標(biāo)識(shí)中的5號(hào)區(qū)域的位置不涂任何防銹涂料，以與其他四區(qū)進(jìn)行對(duì)比。其他四個(gè)區(qū)對(duì)應(yīng)的涂料信息如表2所示。

表2 試塊分區(qū)對(duì)應(yīng)的防銹涂料信息

受防銹材料自身形態(tài)影響，1號(hào)區(qū)域鋰基潤(rùn)滑油涂敷后，厚度檢測(cè)約為3～5 mm, 2號(hào)、4號(hào)區(qū)域軟質(zhì)膜防銹油均為水基防銹油，噴涂自然風(fēng)干后，在試塊表面形成較薄的一層保護(hù)膜，測(cè)量厚度在0.3～0.5 mm左右。3號(hào)區(qū)域硬質(zhì)膜防銹油噴涂自然風(fēng)干后，在試塊表面形成較薄的一層保護(hù)膜，測(cè)量厚度在0.3～0.5 mm左右。涂覆后的表面均勻，色澤均勻，詳如圖2所示。

圖2 兩種試塊表面防銹涂料涂刷情況

2.2 試塊耐候?qū)嶒?yàn)

噴涂防銹涂料后將試塊放置在海邊環(huán)境下充分暴露，模擬設(shè)備實(shí)際發(fā)貨、存放狀態(tài)，進(jìn)行為期六個(gè)月的耐候?qū)嶒?yàn)，判斷是否可以達(dá)到長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月的有效防護(hù)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試塊表面情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，試塊表面情況如圖3所示，防銹涂料清理后的表面情況如圖4所示，試塊表面防銹涂料失效時(shí)間如圖5所示。

圖3 實(shí)驗(yàn)結(jié)束兩種試塊表面情況

圖4 防銹涂料清理后兩種試塊表面情況

圖5 耐候?qū)嶒?yàn)兩種試塊防銹涂料失效時(shí)間

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 清除效果分析

試塊表面的光潔度對(duì)防銹涂料的清除影響較大，尤其是對(duì)于硬質(zhì)膜防銹油，采用汽油、酒精依次清洗，可以避免因除油不凈而造成返修[3]。同時(shí)試塊表面也可使用稀釋劑清除硬質(zhì)膜防銹油，粗糙度較差的表面清理略為困難。其余防銹涂料采用干凈抹布即可清理。

3.2 防銹結(jié)果分析

(1)堆焊不銹鋼試塊在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中都沒有產(chǎn)生明顯變化，說明不銹鋼堆焊層在此種實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)周期下的抗銹蝕能力較強(qiáng)，幾乎不需要涂刷防銹材料；(2)碳鋼試塊5號(hào)標(biāo)記區(qū)域在實(shí)驗(yàn)開始后的第3周產(chǎn)生銹蝕，F(xiàn)PC 630CⅡ、SAT-003A等軟質(zhì)膜防銹油涂覆在碳鋼試塊表面抗銹蝕能力較差，未能達(dá)到目標(biāo)要求；鋰基潤(rùn)滑脂等潤(rùn)滑油型防銹油以及PB-901F硬質(zhì)膜防銹油等可以起到長(zhǎng)期防銹蝕作用。

4 結(jié)語(yǔ)

本次實(shí)驗(yàn)僅選取了四種防銹涂料，按照實(shí)際法蘭等零件的存放環(huán)境進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，初步認(rèn)為：

(1)通過防銹結(jié)果可以看出，表面粗糙度的好壞程度直接影響到表面防銹涂料清除難易程度。表面粗糙度越好，在法蘭使用前對(duì)于防銹涂料的清除就越容易。反之，清理不干凈的防銹涂料會(huì)引起二次腐蝕。

(2)碳鋼法蘭密封面選擇硬質(zhì)膜防銹油效果最佳，同時(shí)在法蘭使用前清理方便；其次選擇鋰基潤(rùn)滑脂等潤(rùn)滑油型防銹油防銹涂料，能夠較好地隔絕空氣及水分，進(jìn)而達(dá)到較好的密封面防銹效果。

(3)不銹鋼法蘭密封面，選擇軟質(zhì)膜防銹油即可實(shí)現(xiàn)較好密封面防銹效果。

(4)金屬制件在涂覆防銹油脂前應(yīng)清潔干燥，不能有浮銹及水分。如已銹蝕必須除銹，否則會(huì)影響防銹效果。涂料噴涂待硬化后封口包裝，以達(dá)到最佳防銹效果。包裝材料選擇要適當(dāng)，有的塑料容器和木箱會(huì)揮發(fā)腐蝕性氣體，造成金屬制件腐蝕，因此必須結(jié)合實(shí)際選擇合適的包裝材料[4]。

(5)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋰基潤(rùn)滑脂等潤(rùn)滑油型防銹油在紫外線及陽(yáng)光直射下，會(huì)促使防銹油脂的氧化變質(zhì)，存在導(dǎo)致防銹失效的可能性。故在法蘭貯存時(shí)做好避光、避水處理。