碳钢设备外防腐是工业领域(如石油、化工、电力、船舶等)防止设备因腐蚀失效的关键措施,尤其适用于储罐、反应釜、塔器、管道支架等长期暴露在复杂环境中的设备。以下是碳钢设备外防腐的系统化操作指南及注意事项:
一、防腐核心目标
- 抵御环境腐蚀:防止大气(湿度、盐雾)、土壤、化学介质(酸、碱、盐)侵蚀。
- 延长设备寿命:减少因腐蚀导致的泄漏、强度下降或停机维修成本。
- 满足工艺要求:适应高温、高压、振动等特殊工况下的长期稳定性。
二、施工前准备
1. 表面处理(决定防腐效果的核心步骤)
- 除锈等级:
- 喷砂除锈(Sa2.5/Sa3级):彻底清除氧化皮、锈迹、油污及旧涂层,露出金属光泽。
- 机械打磨(St3级):适用于小面积或复杂结构,需打磨至无可见锈斑。
- 特殊部位:焊缝、法兰连接处、螺栓孔等需打磨平整,去除毛刺和飞溅物。
- 清洁干燥:
- 用压缩空气或无尘布清理灰尘,确保表面无油脂(可用溶剂擦拭)。
- 环境湿度≤85%,金属表面温度高于露点3℃以上(避免水汽凝结)。
2. 设备预处理
- 结构检查:修复设备表面的凹坑、裂纹,焊接处需无夹渣、气孔。
- 边角处理:尖锐边缘需倒圆(半径≥2mm),避免涂层应力集中开裂。
- 内部涂层(如需):对可能积液的设备底部、内部焊缝等区域额外涂刷耐蚀底漆。
三、涂料选择
1. 涂料体系适配性
腐蚀环境 | 推荐涂料体系 | 特点 |
---|---|---|
大气腐蚀 | 环氧富锌底漆 + 聚氨酯面漆 | 耐候性强,抗紫外线老化 |
化工介质 | 环氧煤沥青漆 + 环氧云铁中间漆 | 耐酸碱、抗渗透 |
高温设备 | 有机硅耐高温漆(300℃) | 耐热、耐化学腐蚀 |
埋地或水下设备 | 3PE防腐层(环氧粉末+胶粘剂+聚乙烯) | 机械强度高,抗微生物腐蚀 |
2. 涂层配套原则
- 底漆:需与金属附着力强(如环氧富锌底漆提供阴极保护)。
- 中间漆:增强屏蔽性(如玻璃鳞片漆、环氧云铁中间漆)。
- 面漆:耐候、装饰或功能型(如聚氨酯、氟碳漆)。
- 配套性验证:涂料需相容(避免层间剥离),参考厂商配套手册。
3. 环保与安全
- 优先选用无溶剂环氧涂料、水性涂料(符合VOC排放标准)。
- 遵守GB/T 30789-2014《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》。
四、涂装工艺控制
1. 涂装方法
- 喷涂:适用于大面积平面,控制喷涂压力(0.3~0.5MPa)、距离(20~30cm),避免流挂或干喷。
- 高压无气喷涂:效率高,适合复杂结构(如塔器、储罐内壁)。
- 手工刷涂:用于焊缝、法兰等细节部位,采用“十字交叉法”确保覆盖。
- 缠绕法(3PE/聚脲):用于埋地设备外壁,需均匀缠绕并压实。
2. 环境控制
- 温度:环氧类涂料施工温度5~35℃,聚氨酯面漆需≥10℃。
- 湿度:相对湿度≤85%,避免雨雪、大风天气施工。
- 通风:密闭设备内部需强制通风,防止溶剂中毒。
3. 膜厚控制
- 总膜厚:根据环境确定(一般设备≥150μm,化工介质设备≥200μm)。
- 分层施工:每层干膜厚度按设计要求(如底漆60μm→中间漆80μm→面漆60μm)。
- 仪器检测:使用磁性测厚仪或超声波测厚仪分段抽检,误差±10%。
五、特殊部位处理
- 焊缝与法兰:
- 焊接后需打磨至光滑(Ra≤50μm),避免尖锐边缘导致涂层开裂。
- 法兰连接面需预留2~3mm间隙,涂刷后重新拧紧螺栓。
- 接管与补强圈:
- 采用同体系涂料手工补涂,确保与主体涂层连续。
- 人孔与阀门:
- 涂料避开操作部件,预留检修口,修补时需局部打磨重涂。
六、检验与验收
- 外观检查:
- 涂层均匀无漏涂、流挂、起皱、气泡等缺陷。
- 附着力测试:
- 划格法(ASTM D3359)或拉力试验,附着力≥5MPa。
- 膜厚验收:
- 符合设计要求,平均膜厚≥标称值,最小值≥85%标称值。
- 第三方检测(关键设备):
- 盐雾试验(中性盐雾≥1000小时)、电火花检漏(3PE层)。
七、后期维护与修补
- 定期检查:
- 每年检查一次,重点观察焊缝、法兰、螺栓等易损部位。
- 局部修补:
- 清除破损区域锈层,打磨至St3级,扩展5~10cm补涂(按原工艺)。
- 重涂周期:
- 大气环境:优质涂料5~8年;化工环境:3~5年。
八、常见问题与解决方案
问题 | 原因 | 解决方案 |
---|---|---|
涂层起泡 | 表面含水或底漆未干透 | 铲除起泡层,干燥后重涂渗透底漆 |
涂层剥离 | 表面处理不达标或附着力不足 | 喷砂至Sa2.5级,更换配套性更好的涂料 |
局部腐蚀 | 涂层破损导致电化学腐蚀 | 补涂并扩大范围,增加阴极保护 |
九、安全与环保
- 施工安全:
- 喷涂作业需佩戴防尘口罩、护目镜,易燃涂料区域禁明火。
- 废弃物处理:
- 废弃涂料桶、固化剂按危险废物分类(HW13),交专业机构处置。
- 环保合规:
- 符合《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)。
十、典型应用案例
- 石油储罐外壁:环氧富锌底漆 + 聚氨酯面漆(防紫外线、耐盐雾)。
- 化工厂反应釜:环氧煤沥青漆 + 环氧云铁中间漆(耐酸碱、抗渗透)。
- 海洋平台设备:高氯化聚乙烯漆(耐盐雾、耐海水冲刷)。
通过科学选材、精细施工和严格维护,碳钢设备外防腐可显著提升可靠性,降低全生命周期成本,尤其适用于高温高压、腐蚀性介质等严苛工况。