防止法蘭螺栓防銹蝕，這種熱噴塑防腐技術(shù)讓設(shè)備更“長壽”

【摘要】采用熱塑型防腐涂層技術(shù)包裹法蘭及連接螺栓，防止設(shè)備及配件腐蝕；
【關(guān)鍵詞】法蘭、螺栓、螺栓銹（腐）蝕、法蘭銹（腐）蝕

一、概況

造紙企業(yè)的管線設(shè)備多為露天安裝，或者是安裝在高濕且?guī)в懈g的環(huán)境中，陽光、雨雪、晝夜溫差腐蝕氣體等環(huán)境因素帶來的對設(shè)備腐蝕，不僅影響美觀，對安全生產(chǎn)也形成了嚴重隱患。
現(xiàn)場諸多設(shè)備的腐蝕中，法蘭連接螺栓腐蝕最不起眼，但影響和危害很大。制漿工段大量使用法蘭盤，法蘭螺栓更是數(shù)量巨大，但是法蘭螺栓作為關(guān)鍵的連接工件，卻常常受到忽視。在日常工作中維修人員為提高對螺栓的保護效果，常常會采用機油、黃油、機油黃油混合油、螺栓保護帽等各種方法（圖一）。但因為螺栓安裝位置常在不便維護之處，給日常維護工作帶來極大不便的同時存在安全隱患。

二、法蘭連接螺栓的腐蝕和危害

暴露在法蘭盤外的螺栓頭部，因易于維護，普遍狀態(tài)較好。而穿行于兩個法蘭盤之間的螺桿部分，因位置狹小不易進行護操作，也不易檢查，相當一部分螺栓中間存在不同程度的腐蝕情況。特別是上下水平安置的法蘭盤（圖三），部分連接螺栓中間部分腐蝕嚴重。作為管道受力連接件，本身極易發(fā)生應力腐蝕，腐蝕一旦開始，速度呈進行性加快。一般來講，具有相同的腐蝕環(huán)境、條件，同一法蘭盤的螺栓腐蝕程度趨同，當一條腐蝕程度嚴重的螺栓強度不能承受分擔的拉力發(fā)生斷裂后，該螺栓正常情況下承擔的拉力瞬時分擔到同一法蘭盤的其他螺栓，極易引發(fā)其他腐蝕程度相似的螺栓連鎖斷裂，由此引發(fā)管道內(nèi)部介質(zhì)大量泄漏。所以，應形成逐年逐處抽查，有計劃的更換各工段腐蝕嚴重的連接螺栓的制度。并責成各車間加強該部位的檢查力度，力求及早發(fā)現(xiàn)并更換嚴重腐蝕的螺栓。

三、螺栓安裝位置與螺栓腐蝕之間的關(guān)系

1.法蘭盤直立安裝（圖二），其連接螺栓如果表面防腐層沒被破壞，則螺栓中間部分就極少發(fā)生嚴重腐蝕。
2.法蘭盤上下水平于地面安裝（圖三），連接螺栓表面防腐層無論有沒有被破壞，中間部分都會發(fā)生嚴重腐蝕，法蘭直徑越小，腐蝕程度越嚴重。
3.原因分析。螺栓經(jīng)過拆裝，螺栓原外表面部分保護層被破壞，因夾在法蘭盤之間的螺桿不易被涂抹防銹油，自然環(huán)境的雨雪，螺栓被滯留的水汽包圍。水氣介質(zhì)作為腐蝕介質(zhì)直接與裸露螺紋根部接觸，使得螺紋根部的機械劃痕、折疊、溝槽、凹坑等缺陷形成了腐蝕穴，在其中發(fā)生了電化學反應。螺紋根部形成的腐蝕穴為陽極，周圍的金屬則構(gòu)成陰極，腐蝕穴面積很小，陰極和陽極面積之比很大。電化學腐蝕所產(chǎn)生的微電流在陽極區(qū)相對較大，電化學反應產(chǎn)生的氫在此區(qū)聚集并向螺紋內(nèi)部擴散，腐蝕穴的金屬在氫的作用下產(chǎn)生裂源。氫沿著鋼中存在的微觀缺陷處擴散，鋼的晶界上正是微觀缺陷集中的地方，氫擴散到這些地方后，形成了氫分子，當氫分子達到一-定量時，產(chǎn)生的壓力將金屬脹開，而氫繼續(xù)向金屬的更深處擴散，裂紋縫隙隨之不斷擴展。一旦條件具備，腐蝕即可以幾何倍數(shù)的速度進行下去。
水平安裝的法蘭遇雨雪濕氣等潮濕因素，更易引起液態(tài)水滯留，更具備腐蝕條件，所以水平安裝的法蘭螺栓較垂直于地面安裝的法蘭上的螺栓更易發(fā)生腐蝕。
通過對腐蝕的螺桿進行觀察，嚴重腐蝕都發(fā)生在螺栓根部，根據(jù)力學原理，此處傳遞了最大的載荷分擔量，而且與栓桿其他部分相比，此處還存在由缺口效應引起的應力集中。所以，螺栓桿的腐蝕是裂縫腐蝕效應與應力集中之間相互作用的共同結(jié)果。當裂縫擴展到一定程度時，螺桿有效承載面積變得越來越小、最終因承受不了拉應力而撕裂。一根過緊螺栓斷裂后，相鄰過緊螺栓重復同樣的斷裂過程。若不及時發(fā)現(xiàn)，法蘭盤上的緊固螺栓將相繼斷裂。

四、傳統(tǒng)的治理方法

1. 維護油漆解決方案
維修漆是一種硬膜，可直接與基材（一般是環(huán)氧或聚氨酯涂料）粘結(jié)，法蘭存在很多棱角與邊緣，傳統(tǒng)的油漆系統(tǒng)很難有效地覆蓋邊緣。雖然加厚涂層可以解決邊緣保護問題，但它會密封緊固件，在以后的維護中無法拆卸。
2. 機械解決辦法
主要通過保護罩、夾具密封法蘭和法蘭間隙。通常是不銹鋼或塑料材質(zhì)，裝有橡膠密封條，這種保護方法不太靈活，需要儲存與各種尺寸法蘭完全匹配的外罩或夾具。
3. 膠帶或半固態(tài)防腐帶解決方案
卷狀包裝的膠帶（如礦脂膠帶、蠟質(zhì)或彈性聚合物的包扎帶）通過纏裹在基材表面進行保護。由于半固態(tài)聚合物的防水性能較好，這種保護方法可以提供可靠的防腐保護，但是，如果法蘭形狀復雜，這種材料不僅耗時，而且很難施工。
4. 聚合物密封袋解決方案
密封袋可以完全包裹法蘭，其成分由低滲透聚合物、緩蝕劑蒸汽和干燥劑組成，安裝簡單。但袋端僅用膠帶密封，而不是持久有效的機械結(jié)合，袋內(nèi)有大面積的蒸汽空間，容易積聚大量水，在一段時間內(nèi)也會消耗緩蝕劑。

五、熱塑型防腐涂層技術(shù)

這是一種獨特的、可重復使用的熱塑型防腐涂層，可有效降低 95%的腐蝕和磨損成本。
這種材料在常溫下不會發(fā)生變化且具有柔性，材料使用時，將其放置在經(jīng)特殊設(shè)計的、可搬運移動的裝置內(nèi)熔化為流動性較好的液體，隨后噴涂在各種尺寸大小或各種形狀的基材表面上，數(shù)秒之內(nèi)即可冷卻為固態(tài)。材料中含有緩蝕劑成分，噴涂時材料可以深層滲入每處縫隙中、全面包裹結(jié)合處，從而為表面提供有效的主動防護。該材料可以在噴涂表面周圍形成堅韌的、柔性的、不可滲透的殼層，作為一種防腐隔離層，為設(shè)備系統(tǒng)提供終生保護。這種熱塑防腐型涂層應用快速簡便、環(huán)保、易于剝離、可回收可重復使用、不含 VOC 或其他有害化學物質(zhì)。

六、熱塑型防腐涂層的優(yōu)勢

立即阻止腐蝕；
減少磨損；
防止水分、污染物等侵入；
延長設(shè)備部件的使用壽命；
環(huán)保型產(chǎn)品；
提供長期主動性防護；
降低人工成本，降低事故發(fā)生率；
可重復使用，不額外產(chǎn)生垃圾污染；
易于拆卸。

七、企業(yè)應用案例

某造紙企業(yè)溶解漿車間，連接法蘭及管線采用304不銹鋼材質(zhì)，連接螺栓采用碳鋼材質(zhì)，由于暴露在外，連接螺栓腐蝕比較嚴重，后期拆除螺栓非常困難。由其是二氧化氯車間，儲罐采用的是玻璃鋼材質(zhì)，連接螺栓腐蝕后膨脹，將玻璃鋼儲罐的螺栓孔漲緊，拆除過程中容易損傷罐體本身，進而造成罐體內(nèi)二氧化氯的泄露，存在安全隱患。