内衬玻璃钢的含硫污水均质罐腐蚀泄露分析及防护措施 |
| 2012-09-26 11:43 作者：韦建全，谢永朋 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网9月26日讯】原文载于《科技与生活》杂志2012年第14期，文章称，兰州石化公司含硫污水处理装置均质罐由于环境、腐蚀介质、温差疲劳及应力作用影响，内衬玻璃钢产生脆性开裂，罐体整体腐蚀，罐底部减薄甚至腐蚀穿透，本文分析了腐蚀开裂原因，并提出了防护措施。
关键词内衬玻璃钢；含硫污水均质罐；腐蚀开裂；防护
环氧玻璃钢材质具有特殊防腐蚀性能，整套炼油污水处理装置污油罐、污水罐及聚合铝罐等工艺设备均采用内衬环氧玻璃钢进行防腐，使用效果良好。但近年来含硫污水均质罐出现渗漏现象，影响到装置安全生产。
1腐蚀罐体检查分析
在含硫污水预处理装置大检修时我们看到，均质罐内衬玻璃钢出现开裂，罐体金属内壁与污水直接接触，腐蚀相当严重。经过分析，含硫污水均质罐内表面腐蚀主要是污水中H2S、SO2电解质溶液造成。其过程如下：
H2S腐蚀：
1）H2S分步电离：H2SH++HS—
HS—H++S2-
2）电解质与金属反应：
阳极反应：FeFe2++2e
阴极反应：2H+H2
Fe2+与S2-结合：Fe2++S2-FeS
SO2腐蚀：
二氧化硫与氧、铁反应生成硫酸亚铁：
SO2+O2+FeFeSO4
FeSO4水解生成氧化物和游离性的硫酸：
4FeSO4+O2+6H2O4FeOOH+4H2SO4
硫酸又腐蚀铁：
2H2SO4+2Fe+O22FeSO4+2H2O
在这里二氧化硫的存在被称为“酸的再生循环作用”。
另外，二氧化硫溶于水生成亚硫酸也可与铁反应，使金属腐蚀溶解，其反应如下：
SO2+H2O+FeFeSO3
2内衬玻璃钢开裂原因分析
1）在污水的作用下，玻璃钢出现降解现象，使玻璃钢中的玻璃纤维在微裂纹和界面作用下被侵蚀、溶析，加快老化进程，降低强度。
2）由于温差变化、热胀冷缩等因素影响，玻璃钢出现疲劳现象，玻璃钢内部残留的空隙、气泡在气温变化的条件下扩展，加快玻璃钢结构的损坏，降低强度。
3）罐内储存含硫污水含有大量H2S、SO2气体，活动剧烈，长期运行渗入玻璃钢内，在缺陷处聚集使应力集中。同时储罐液位变化频繁，处于弹性变化状态下，使内衬玻璃钢受着交变应力作用，使内衬玻璃钢出现鼓包。
以上3个原因造成储罐内衬玻璃钢产生裂缝，污水对罐体腐蚀相当严重，管壁厚度由原来6mm变成2mm~3mm左右，局部出现腐蚀穿透现象，造成泄露，对装置环境造成侵害，必须采取有效措施进行维护。
3腐蚀防护措施
对腐蚀减薄的罐体进行更换，针对环氧玻璃钢衬里存在的缺陷，对罐体内部采用聚脲（SPUA）防腐技术，聚脲防腐技术具有以下突出特点：
1）力学性能：SPUA材料具有优异的综合力学性能，见下表：
项目 指标
拉伸强度（Mpa） 最高达27.5
硬度（shore） A30-D65
伸长率（%） 最高达1000
撕裂强度（KN/m） 43.9—105.4
100%伸长模量（Mpa） 3.4—13.7
2）耐介质性能：SPUA耐介质性能十分突出，可耐绝大部分介质的长期浸泡。见下表：
介质 性能 介质 性能
醋酸（10%） 良好 硝酸铵 良好
盐酸（10%） 良好 柴油 良好，轻微变色
硫酸（20%） 良好 煤油 良好
磷酸（10%） 良好 矿物油 良好
氨水 良好 甲苯 良好
3）附着力：SPUA材料与金属、混凝土、塑料及木材有良好附着力，通过适当的配方筛选，可以得到附着力强度超过自身强度的体系。
4）聚脲弹性体涂层，可在-45℃~120℃下长期使用，并能承受160℃的短时热冲击。
具体施工如下：
1）将罐内表面采用机械除锈，去除表面的氧化皮、铁锈等，达到无锈、无污、无尘、表面干燥的标准。
2）采用手工涂刷聚脲专用底漆，底漆均匀涂刷至罐体内壁上。
3）底漆固化4小时后，进行聚脲喷涂3mm以上，喷涂1小时候，对涂层进行检测，厚度不达标、人为破坏点、气孔和针眼处及时进行修补，确保内衬层表面均匀、连续、无折皱、无汽泡或鼓包。
4结论
采用聚脲（SPUA）防腐技术，通过1年的监测，该储罐使用效果良好，证明上述材料及方法具有良好的抗腐蚀、抗应力作用及热冲击的性能，值得广泛推广应用。
作者简介
韦建全（1982-），男，广西柳州人，大学本科，助理工程师，研究方向：设备技术。
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