设备及管道外表面 防腐涂漆 若干知识要点

参考文献：白端. 石油化工金属管道和设备涂漆防腐保护. 石油化工设计, 2011,28(4).

在大气环境或工厂腐蚀性介质形成的局部环境下，石化装置金属设备和管道外表面会受到不同程度的腐蚀，在其外表面涂漆是一种常用的、行之有效的防腐手段。

另外，钢结构与设备、管道的外表面也面临着类似的腐蚀与防腐问题，可参考文献：刘刚. 石油化工企业钢结构的腐蚀与防护. 石油化工腐蚀与防护, 2019,(3)

设备和管道外表面的腐蚀，主要在具有腐蚀性水溶液（电解液）的环境下发生，为均匀腐蚀，也就是说，如果外表面保持干燥就不会出现均匀腐蚀现象。涂漆防腐的原理分为两种：一、将金属与电解液进行物理隔断；二、在油漆中添加具有牺牲电极的成分物质来保护金属，即阴极保护。

一、物理隔断

为将金属表面与电解液物理隔断，需要在金属表面涂覆致密的涂漆层，而涂漆层一般由底漆、中间漆和面漆构成，三层有着不同的功能。

1. 底漆：作为金属和电解液的第一道隔断层；

2. 中间漆：封闭底漆可能存在的缺陷，增加漆膜的厚度，实现金属和电解液的完全隔断。

3. 面漆：防止紫外线照射等造成漆膜（主要是环氧类漆）的粉化，形成坚固、持久的防腐保护层。

二、阴极保护

若涂层中具有作为牺牲电极的特殊金属成分，当漆膜存在局部缺陷或破坏时（即涂层的物理隔断功能失效后），电解液将与裸露的金属表面发生接触，此时漆膜中的特殊金属成分将首先被消耗，从而保护金属表面。当然，若特殊金属成分被耗尽，电解液将会直接对金属产生腐蚀。

具有阴极保护功能的涂层，和仅具有物理隔断功能的涂层一样，也可分为底漆、中间漆和面漆三层，但其底漆、中间漆中具有可作为牺牲电极的特殊金属成分。

三、不宜采用具有阴极保护功能的涂层的情况

需要注意的是，部分情况下不宜采用具有阴极保护功能的涂层，例如：

1. 无保温层的设备和管道，当处于与水直接接触（水溅、水浸）或潮湿的环境中，若采用具有阴极保护作用的含锌类底漆，在保护性漆膜厚度不足或含有缺陷时，电解液将会浸透漆膜，在底漆表面形成锌盐而产生溶胀，使漆膜附着力下降和脱落，造成底漆完全暴露在电解液中，因牺牲电极的不断消耗，最终失去对金属表面的阴极作用。

2. 有保温的设备和管道，当表面温度低于120℃时，保温层下方金属表面上的凝结水不易蒸发，使金属表面始终处于类似于水浸的潮湿环境。

四、常见涂漆系统的适用范围

1. 环氧类防腐漆、聚氨脂漆由于其粘接剂的熔化温度比较低，适用温度一般不大于120℃。另外环氧类防腐漆在紫外线照射下会出现粉化，造成漆膜脱落，因此当环氧类防腐漆用于无保温的室外环境时，需采用聚氨脂作为面漆进行保护。

2. 因为锌粉在420℃以上将会熔化，失去阴极保护作用，所以无机富锌漆的使用温度一般不超过400℃。另外，与上述第1点类似，环氧富锌漆因为粘结剂的问题，使用温度不超过120℃。

3. 有机硅耐热漆的耐高温性能良好，最高使用温度可达500℃。但其防腐性能不如含锌类防腐漆和环氧防腐漆，所以有机硅耐热漆只用在高温环境。事实上，如果温度较高，金属表面水汽全部蒸发，不会有电解液存在。有机硅耐热漆的作用在于：高温下漆膜不被破坏，在开停车等相对低温时将金属与腐蚀环境隔断。

五、其他注意事项

1. 高温时锌粉熔化，会使奥氏体不锈钢脆化，因此含锌类防腐漆不用于奥氏体不锈钢。

2. 锌含量一般不小于74%，含锌类防腐漆才具备阴极保护功能。

3. 聚氨脂漆价格相对较高，需限制其漆膜厚度，并且不适于直接将其涂覆在多孔或粗糙表面上。

4. 相对于环氧富锌漆，无机富锌漆的施工相对较难。另外，前者质密性好，且在较厚时不易出现泥裂，但后者漆膜强度较高，不易因磕碰造成漆膜损坏。

另外，对于涂漆防腐，金属表面的处理也至关重要，这个之前我们介绍过，见《整理丨压力容器的表面处理》、《新HG/T20584（审查稿）表面处理的新规定》、《法兰紧固件仅表面处理？不耐腐蚀？》。

最后，有关金属设备、管道外表面的防腐国标、行标主要有：

SH/T 3022-2011 石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范

HG/T 20679-2014 化工设备、管道外防腐设计规范

HG/T 20229-2017 化工设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范

GB 50726-2011 工业设备及管道防腐蚀工程施工规范

另外，一些主要工程公司也有企业标准。