防腐襯里在海水淡化工藝的應用實例及節材節能性分析

鄧丁華，楊興濤，尹濤(青島百發海水淡化有限公司，山東 青島 266510)

0 引言

青島百發海水淡化廠在應用碳鋼襯里防海水腐蝕方面，使用一種有著長效防腐、承受水錘、低水流損失等諸多優點的涂裝工藝——改性SEBF防腐襯里技術，能夠達到較好的工藝要求和節約成本的要求，具體應用工藝段有多種，針對海水淡化各工藝段的特點，以工藝要求為出發點，以降低成本為方向進行一系列試用和改進，取得了較高的經濟效益，積累了諸多經驗。

改性SEBF系列涂層是中國科學院金屬研究所研制的一種新型液體噴涂工藝涂料，可承受海水長期浸泡，在60 ℃時的濃鹽水(10%NaCl)環境下的浸泡防腐試驗(1年)無化學腐蝕出現，吸水率小于3%，試驗結果判定為優，經該廠膠州灣處理前海水浸泡試驗(2年)，判定為理想狀態下的防海水腐蝕涂層。

改性SEBF涂料主要由環氧樹脂、填料、流平劑、固化劑、偶聯劑等組成，其中填料是為調制涂層的硬度、強度、耐磨性和尺寸穩定性等而加入的無機物，是涂料的主要原料[1]。

1 改性SEBF防腐襯里應用在管道中

在海水預過濾工藝段的排放管道上，因裝置運行需要，排放管道需要承受較大水流沖擊，管道振動頻繁而無規則(6～10/h)。初始設計使用DN200玻璃鋼管道，在運行負載較小的時間里尚能滿足需要，但隨著產水量的提高，增加了排放管道的負載，排放含有較多的雜質在產生水錘時對管道的沖擊也較大，出現過數次因過濾器排放管道破裂，重新選擇管道材質成了當時的首要問題。該廠結合SS316L、玻璃鋼、PE等材質的性能對比，以及運行耐用性考慮決定選用碳鋼管內防腐涂層作為管道更新的方向。管道安裝采用了改性SEBF粉末熱噴涂管道內涂層和現場人工涂刷作業相結合的形式，即管件、接頭均在涂層車間完成涂裝，運至現場進行組裝，部分焊接管件接口部分現場焊接完成后現場涂刷。經改造后，解決了長期困擾運行的水錘產生的振動問題，經1年的使用，內壁防腐層光滑無磨損，頻繁海水雜質沖擊下無內壁銹蝕、防腐層脫落，如圖1所示。在該工藝段使用改性SEBF防腐襯里管道之后，生產連續運行得到很好的保證，該工藝段未出現類似的管道破裂事故。相關的管道檢查頻率由3～4次/年減少為1次/年，直接節約成本2～3萬元/年。

圖1 經過2年沖刷、浸泡的海水碳鋼管道內壁

該廠在現場涂裝時，注意與普通防腐蝕油漆的區別，結合廠家指導說明書內容，探索更新了部分涂刷工藝，總結如下：

(1)作業環境：除遵守油漆作業環境要求外，應格外注意避免日曬，盡量通風，溫度宜20 ℃以上作業粘結效果更好。

(2)基底處理：這是涂裝成敗的關鍵因素之一，要求工件表面必須無油、無水、無銹、無污且具有一定的光潔度、粗糙度和活化度。可采用噴砂法進行處理，噴砂后用凈化風吹凈基體表面附著的砂粒灰塵，清潔度達Sa2.5級，粗糙度達80～100 μm[2]。基底處理目測應明顯金屬光澤。

(3)基底處理完畢干燥后，應及時涂刷底漆，底漆在調配時宜使用攪拌機強制攪拌均勻，粘度＞70 S，攪拌時間宜在15～20 min以上。

(4)在基底刷涂后，應觀察涂刷面有無氣泡、流液等，及時補刷，遇接縫及法蘭反邊，可多次刷涂，確保密貼。法蘭反邊涂刷位置應包括密封水線在內，基底涂刷應遵循涂刷完畢后無外露金屬層。

(5)待基底干燥后(干燥時間＞24 h，如達不到干燥時間，可強制通風干燥，可節省10～12 h)，方可涂刷上面層。上面層涂料配合比嚴格按照廠家配料，施工前需攪拌均勻，且隨拌隨用，涂刷上面層時還應注意：涂刷完畢后表面應均勻無流淌，毛刷宜使用彈性較好的專用毛刷；發現未密貼處可用毛刷擠壓，宜刷二遍，第一遍和第二遍間隔時間2～4 h為宜。其初凝時間可預先調制，該廠使用初凝4 h的產品，后期強度和凝固時間均較理想。

2 SEBF防腐襯里應用在大面積格柵中

該廠使用多級過濾格柵的方式，設置兩道靜置格柵濾網，定期取出清理。選用普通碳鋼格柵(100 mm)做一道攔污，另有316不銹鋼(50×50 mm)格柵網組成格柵攔網。以往在廠內大修時，需要把格柵更換，否則格柵和框架銹蝕與軌道連黏，很難再利用軌道取出水面檢查。且取出的格柵多有銹蝕和變形損壞。2019年年中，該廠選擇用改性SEBF粉末熱噴涂技術對成品件-碳鋼格柵進行改造，以求節省格柵維修次數和時間，進而節約成本。施工方式采用格柵濾網在涂料噴涂車間加工后整體運回現場安裝。經周期檢查(1次/年)，涂層格柵無銹蝕、破損，且外涂裝經擦拭后光滑、亮澤，格柵軌道軸部分活動靈活，行走順暢，無卡塞情況，如圖2所示。該項改造為該廠解決了頻繁更換進水格柵濾網的問題，大大節省了維修費，減少安拆作業造成寶貴的維修時間的浪費，成為該廠格柵改造的標桿性項目。以后，該廠以此為藍本，成功試驗改造了多項針對海水腐蝕造成的過濾格柵類型維修難點，僅此一項改造降低維修費用5萬以上。

圖2 在海水中使用2年的過濾格柵

3 改性SEBF防腐襯里應用在海水輸送泵上

因其在海水介質的水泵葉輪上的應用較普遍，國內案例較多，涂刷設計、制作上較為成熟，該廠應用雙吸離心泵葉輪(碳鋼)工廠涂裝的工藝(0.8 mm)，在加工精度和動平衡的控制中該廠選擇先校準動平衡(出廠動平衡允許值在10 g以內)，后在噴涂車間整體噴涂的方法，可較好的控制成本和精度，在配合面處理上，如葉輪與口環間隙較小的葉輪耐磨環的涂層會處理的較厚些，一般在120～150 mm之間，這有利于后加工調整葉輪與口環的間隙。另外，在使用過程中，還發現在葉輪的銳角面不利于抵抗水流沖擊，所以該廠在加工葉輪時會在設計階段提出鈍角過度的要求。在使用過程中耐腐蝕效果較好，在運轉過程中的涂裝葉輪機械性能保持穩定，無明顯的氣蝕、砂眼、防腐層脫落等情況，在使用2年后涂層表面仍能夠加工切削表面涂層以調整動平衡度。比較更換不銹鋼葉輪的成本降低40%以上，且大水流沖擊作用下有更低的振動參數(相較非涂層葉輪降低1～2 mm/s)。

4 改性SEBF在其他海水淡化工藝段的應用

該廠在海水淋撒的支架以及有腐蝕性液體防護要求的支架上，應用此類涂料也有較好的使用效果，較一般防腐涂料使用年限長，經1年的使用判斷，幾乎無表面腐蝕以及內部反銹的問題，在外表美觀要求高的場合仍可適用，并可長時間保持清掃后的美觀，而在類似位置刷普通環氧樹脂涂料，一般需要每年打磨涂刷一次，以保持整潔。

5 結語

結合該廠在2年的應用，改性SEBF涂層工藝在海水中連續使用較穩定，特別適用于海水輸送過流部件的防腐涂裝較為理想，管道內壁水流沖擊影響小，水流損失小，涂層表面在使用2年后仍能保持內壁光滑。在格柵、濾網等大面積過濾部件的應用上，改性SEBF涂層工藝性能更勝一籌，能夠較大降低部件的損壞頻率，能夠使海水浸泡部件的正常使用壽命延長數倍，實現了降低成本和保證供水穩定性的二者兼顧。在海水浸泡、防腐等表面處理工藝中，長期無維修條件的工藝段可優先選用此類涂料。