煤气罐防腐施工方案

一、煤气罐的种类与结构

   煤气的贮存有贮气罐、管道贮存、地下贮存及低温液化贮存等。这里我们仅介绍贮气罐贮存。

   贮气罐又称煤气柜，贮气罐的功能包括：

   ①解决燃气生产与使用不平衡矛盾

   ②当发生意外事故，如停电、设备暂时故障等，保证有一定的供气量；

   ③混合不同组分的燃气，使燃气性质（成分、热值、燃烧特性等）均匀；

   ④对间歇循环制气设备起缓冲、调节、稳压作用；

   ⑤回收高炉煤气及其他可燃，可用废气；

   ⑥工业炉窑中压燃烧，需经压缩机加压时，压缩机进口则需设备贮气罐稳压及保持一定的安全储存量

   贮气罐按储存压力、密封方式及结构型式分类见表

    低压湿式罐分为直立升降式湿式罐和螺旋升降湿式罐的导向装置——导轨立柱直接安装于水槽侧板上或者在水槽周围单独设置。螺旋升降式湿式罐没有导轨立柱，罐体靠安装在侧板上的导轨与安装在平台上的导轮相对滑动产生缓慢旋转而上升或下降。

二、燃气罐钢结构的腐蚀型及特点

  煤气的主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷。煤气中所含的腐蚀成分主要有萘、氨、硫化氢、氰化氢等。煤气在投入运行后，造成其腐蚀的主要原因是大气腐蚀的主要原因是大气腐蚀和煤气局部微量泄漏与空气中的水分结合黏附在煤气柜表面而产生的腐蚀。

  （1）大气腐蚀。大气腐蚀是一种最常见的腐蚀现象，宏观世它主要是由于空气中的水汽和氧附着于金属材料表面后，金属材料局部表面形成腐蚀原电池而引起的暴露在大气下金属材料的腐蚀。

  （2）煤气罐区潮湿气造成的腐蚀。粗煤气中除焦炉煤气外主要成分如表所示。

粗煤气中除焦炉煤气外的主要成分      单位：g/m³

虽然煤气中含有多种硫化物，但硫化氢所含硫占煤气中硫含量的90％以上。实践证明，任何煤气罐的工作区域，空气中硫化氢的含量都高于一般的大气环境。硫化氢是由于煤气制造本身产生的。硫化氢对煤气罐的腐蚀是煤气腐蚀的主要原因，据有关资料介绍，硫化氢腐蚀的煤气罐腐蚀中所占比例为20％-30％。

   （3）其他因素造成煤气罐的腐蚀

①电偶腐蚀。煤气罐的表面在制作完成后在大量焊接部位和螺栓连接部位，由于焊接材料、螺栓连接的材料的不同，焊接部位和螺栓连接部位存电位差，在潮湿的电解液中将发生电偶腐蚀。

②点腐蚀。又称点蚀，是一种隐蔽性强、破坏性大的局部腐蚀。通常出现在煤气罐易被外力损伤的部位和维修间隔过长的区域。

③细菌腐蚀。温式煤气罐水槽中的水因长期使用（不更换）。形成了温度为30-40^。 C的酸性死水，加之雨水不断带入的腐蚀介质，如SD₂、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２等，该条件极适合硫酸盐还原菌的系列繁殖，单位体积的菌数高达１０^７－１0⁸ 个。该菌可经把硫化物还原成H₂S，增加了H₂S在水中的含量，加速了煤气罐槽壁和塔结、钟罩外壁的腐蚀。

（4）煤气罐的腐蚀特点。经过对大量的煤气罐的实际腐蚀调查得到一些基本的规律，归纳如下。

①我国南方地区的煤气罐比北方腐蚀严重，年降雨量大的地区比年降雨量小的地区煤气罐腐蚀严重

②工业大气环境中的煤气罐比城市大气和乡村大气中的煤气罐腐蚀严重。

③其他情况相同，海洋性大气煤气罐腐蚀比内陆性大气环境的煤气罐的腐蚀严重。

④湿式煤气罐的腐蚀比干式煤气罐严重。

⑤高压煤气罐的腐蚀比干式煤气罐严重。

⑥同一湿式煤气罐，干湿交替的区域腐蚀最严重，其次是浸泡在水中的部位，如水槽内壁，大气环境下的部位腐蚀最弱。

同一煤气罐，焊接部位、螺栓连接部位、边、棱、角的腐蚀比其他部位严重。

三、煤气罐防腐蚀涂料及防护体系设计

1、煤气罐防护体系现状

煤气罐主要使用的材料为碳钢，在煤气投入使用后，长期处于腐蚀强度较高的环境条件下，其钢结构表面腐蚀严重，即使对钢结构采取了各种涂装体系的防护，但由于防护体系的匹配性和体系的自身耐腐蚀性及防腐蚀施工的工艺控制等因素的影响，内脏不能煤气罐的钢结构进行之有效的保护，所以选择正确的防腐蚀涂料和匹配的防护体系是煤气罐达到预期使用命的重要保证。

国内部分单位有代表性的煤气罐涂装范例如下：

   （1）大连化学工业分司：2万立方米煤气柜，材质为碳钢，介质CO、CO₂、H₂O及H₂S。防腐蚀方案：构件涂光明丹2道，接触大气涂环氧沥青2道，接触水及贮存气体内表面涂环氧沥青3~4道。喷砂处理达Sa1/2级标准，涂层总厚度0.1~0.15mm。使用4年良好，每台创效益100万元。

（2）河曲县化肥厂：气柜材质为碳钢，介质为半水煤气加水，涂环氧底漆和面漆。底漆1道，面漆3~5道。从1994年使用一直良好。

（3）银川化肥厂煤气柜：材质为碳钢，介质为半水煤气，喷砂除锈达Sa1/2级标准，利用环氧沥青，涂层和牺牲阳极联合防护，使用效果良好。

（4）昆山市煤气公司的2万立方米煤气罐始建于1988年，1990年正式投用。气罐为螺旋式导轨低压湿式气罐。气罐外壁的防护自投入使用至2003年已经进行了三次维修，简况见表。

四、煤气罐涂料防护体系设计原理

煤气罐的防腐蚀费用占煤气罐建总投资的比例为25％采用相应的防腐蚀涂装工艺使煤气罐的重涂期一般在5~6年，但也有重涂期2~3年的，合理选用防腐蚀料和防护体系，延长煤气罐的重涂期，将能减少煤气罐使用寿命，从而间接降低煤气罐的制造成本。

煤气罐的防腐蚀工艺设计与普通钢结构的防腐蚀有其共同的方面，也不有同之处。因为煤气罐所处的环境与普通钢结构有所不同，特别是湿式罐的干湿交替的区域有其特有的腐蚀规律，在防腐蚀设计时应进行不同的技术考虑。

五、煤气罐钢结构防腐蚀的表面处理

煤气罐防腐蚀设计表面处理彩压力式喷砂工艺。通常在被涂物表面会附有氧化皮、锈或油脂、灰尘等污垢物，如果在涂装或热喷涂前不把这些异物去除，必将使涂膜不能固化去保护层的意义。表面处理的目的即除去被保护物表面附前的或生成的异物，提高底金属与涂膜的附着力。特别是喷砂处理其结果不仅仅是去除金属表面的异物，而且通过一定粒度的硬质固体颗粒，在洁净、干燥的高压气冲击下，与金属表面发生物理撞击使其表面产生表面粗糙度，从而增大被保护物的表面积，进一步提高的程度（即好、坏）直接影响涂膜的使用寿命和防护效果。因此喷砂工艺是煤气罐防腐蚀设计表面处理必面采纳的工艺。

六、煤气罐防腐蚀涂料体系的选择

煤气罐的防腐蚀涂料可选用的品种较多，但煤气罐的种类不同，同一煤气罐的部位不同，所选用的防腐蚀涂料也不同。

底漆的成膜物质应该选择耐腐刨性能好的树脂，既要考虑附着力、防锈的性能，同时良好的匹配性也将影响涂层的耐久性，具有阴极保护功能的底漆也是煤气罐的防护底漆的较佳选择。

良好的底漆与钢结构基体的附着力，将会使防护涂层的寿命大大提高。作为防护涂层体系的条种匹配涂层之间的结合力将远大于底漆与钢结构基体附着力（结合力）。如果底漆与基体的附着力达不到一定的要求，那么由于外蜀腐蚀介质的侵入，整个涂层体系将会过早的产生气泡，而发生失效。要保证底漆现钢结构基体有足够的附着力，在选择涂料时，应在充分保证底漆随机抽样检测的附着力不小于一级的同时，应保证底漆的冲击强度达到50kg.m，在煤气罐运行过程中发生的微小形变时，防护涂层不产生裂纹、空洞等现象，而底漆本身应具有优良的耐腐蚀性。出于以下几种原因，底漆在考虑附着力的因素上，应尽可能选择类似环氧树脂类的具有较多极性基轩的树脂作为底漆的成膜物质。

膜厚与涂层防护体系的寿命有着直接关系，防腐蚀涂料之所以能够防腐蚀，是因为涂料固化成膜后的在钢结构表面形成一层致密的保护膜，但即使再致密的保护，基膜表面仍存在微观的气孔，涂腐蚀就容易发生。所以为了保证防腐蚀体系的设计寿命就必须考虑和选择每道涂层的厚度和总的防腐蚀体系的厚度。

对于底漆选用的防锈颜料类型，应尽可能选择惰性颜料。红丹是一种优秀的防锈颜料，但由于其含有重金属铅，对人体有着较大的损害，国外很多国家已明令禁止使用红丹作防锈颜料。氧化铁红、云母氧化铁、铬酸锌、磷酸锌等都可以作为煤气罐防护底漆防锈颜料。

富锌底漆在煤气罐的防护体系中使用，将会优于前述防锈颜料同类型树脂的底漆。由于锌的牺牲阳极保护的作用，涂层寿命将会大大提高。