（中國(guó)石油 塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000）

壓力容器被廣泛用于石油、天然氣的生產(chǎn)、分離及儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)，是油田中的重要設(shè)備。由于壓力容器內(nèi)介質(zhì)、工況（壓力、溫度）有所不同，容器會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕或疲勞腐蝕，可能導(dǎo)致容器泄漏甚至爆炸，嚴(yán)重影響油田生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。目前，對(duì)油田壓力容器的防腐，大多采用內(nèi)涂層和犧牲陽極相結(jié)合的內(nèi)防腐方法，其中內(nèi)涂層是壓力容器內(nèi)防腐最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法［1］。

油田壓力容器長(zhǎng)期處于腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)環(huán)境中，介質(zhì)中的水、硫化氫、二氧化碳及氯離子含量高，而且容器內(nèi)涂層同時(shí)受多種液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)的混合作用，檢修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)壓力容器內(nèi)涂層存在大量鼓泡、脫落等失效現(xiàn)象［2］。文中分析了內(nèi)涂層的防腐機(jī)理和失效原因，根據(jù)某油田處理站段塞流捕集器內(nèi)涂層現(xiàn)場(chǎng)使用情況，提出了內(nèi)涂層施工的新技術(shù)。采用這些技術(shù)既能保證內(nèi)涂層施工質(zhì)量，延長(zhǎng)壓力容器使用壽命，又能有效提高施工效率。

1 段塞流捕集器內(nèi)涂層失效情況

某油田油氣處理站設(shè)置有2套段塞流捕集器，單井集氣站來的油氣混輸介質(zhì)通過段塞流捕集器進(jìn)行天然氣和油、水的氣液分離。2套段塞流捕集器的結(jié)構(gòu)以及各項(xiàng)參數(shù)完全相同，工作壓力13.1 MPa，設(shè)計(jì)壓力13.8 MPa，設(shè)計(jì)溫度 64℃，體積 92 m3，規(guī)格 DN1 000 mm×45 000 mm，筒體材質(zhì)16MnR，工藝介質(zhì)為天然氣、凝析油（富含水、二氧化碳及氯離子）。

由于段塞流捕集器內(nèi)壁長(zhǎng)期處于含水、二氧化碳及氯離子的介質(zhì)中，容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，近年檢修中發(fā)現(xiàn)2套段塞流捕集器內(nèi)涂層均出現(xiàn)鼓泡、脫落等現(xiàn)象（圖1）。

圖1 段塞流捕集器內(nèi)涂層失效情況

2 壓力容器內(nèi)涂層防腐機(jī)理及失效原因

2.1 防腐機(jī)理［3］

2.1.1 屏蔽保護(hù)作用

容器表面具有一定厚度的致密性涂層能隔離開容器基材和腐蝕介質(zhì)，避免二者直接接觸，阻止水、二氧化碳和硫化氫等滲透進(jìn)入容器基材引起腐蝕。

2.1.2 犧牲陽極保護(hù)作用

由于在涂料中加入了鋅粉等比容器基材化學(xué)性質(zhì)更活撥的金屬，因此，如果發(fā)生腐蝕電化學(xué)反應(yīng)，鋅粉等活潑金屬會(huì)首先發(fā)生反應(yīng)并被溶解，從而保護(hù)容器基材不被腐蝕。

2.1.3 附著力作用

內(nèi)涂層與容器表面的附著力能夠避免內(nèi)涂層發(fā)生鼓泡或者脫離，防止因內(nèi)涂層下方的水、氧氣的滲透壓增大加速滲透而導(dǎo)致的水、氧氣對(duì)容器的腐蝕。

2.1.4 電阻效應(yīng)

內(nèi)涂層具有良好的電絕緣性能，可避免在容器表面發(fā)生腐蝕原電池反應(yīng)，防止容器表面陰極鐵原子失電子變成離子而導(dǎo)致容器基材金屬產(chǎn)生腐蝕。

2.2 失效原因［4］

2.2.1 內(nèi)涂層鼓泡

內(nèi)涂層中含有的氣體揮發(fā)或是內(nèi)涂層吸水都會(huì)引發(fā)鼓泡，隨著腐蝕介質(zhì)在內(nèi)涂層內(nèi)部滲透，導(dǎo)致基材金屬的腐蝕。

隨著內(nèi)涂層內(nèi)部腐蝕產(chǎn)物的聚集，涂層內(nèi)壓增大，會(huì)進(jìn)一步加劇內(nèi)涂層鼓泡。

雖然有新面孔上榜，但是以往占據(jù)榜單的大戶房地產(chǎn)行業(yè)依然有百人上榜，占比最高。榜單顯示，房地產(chǎn)富豪占據(jù)了總富豪榜的1/4，上榜人數(shù)達(dá)百人，成為產(chǎn)生富豪最多的行業(yè)之一。排名前10位中有3位是從事房地產(chǎn)相關(guān)行業(yè)，分別為去年的首富、排名下降到第三的中國(guó)恒大董事局主席許家印，隨后是萬達(dá)集團(tuán)董事長(zhǎng)王健林和排名第六的碧桂園董事局副主席楊惠妍。

2.2.2 內(nèi)涂層脫落

當(dāng)壓力容器內(nèi)涂層的附著力降低時(shí)，介質(zhì)中的水分子通過內(nèi)涂層微孔穿過涂層漆膜，進(jìn)而在容器基材表面形成水分子層。同時(shí)，穿過漆膜的氧氣或者二氧化碳等會(huì)溶解在水中，使基材金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，造成內(nèi)涂層大面積破損以致于脫落。

3 段塞流捕集器內(nèi)涂層施工過程

3.1 施工前試噴涂

在內(nèi)涂層正式施工前先進(jìn)行試噴涂，即選用與段塞流捕集器相同材質(zhì)的1 m×1 m（長(zhǎng)度×寬度）的板材，先對(duì)其進(jìn)行噴砂除銹，通過試噴涂來確定適宜的噴砂壓力、噴射角度和噴射距離，確保容器表面粗糙度，即錨紋深度在40～80μm。同時(shí)在鋼板上按照工藝流程進(jìn)行涂敷試驗(yàn)，并對(duì)涂層進(jìn)行宏觀檢查、漆膜厚度及附著力檢測(cè)等質(zhì)量驗(yàn)證工作，以考察涂料及涂層的質(zhì)量以及涂料與施工工藝的適用性，確保涂層施工質(zhì)量［5］。

3.2 容器表面預(yù)處理

內(nèi)涂層正式施工時(shí)，將段塞流捕集器內(nèi)部表面的油污、積垢徹底清除，要達(dá)到可清晰辨識(shí)涂層損傷情況的要求。采用濕法噴砂工藝，使用噴砂設(shè)備對(duì)段塞流捕集器內(nèi)表面進(jìn)行處理，使段塞流捕集器表面錨紋深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的40～80μm。完成噴砂除銹后對(duì)段塞流捕集器表面進(jìn)行清潔處理，使用壓縮空氣吹掃表面的灰塵，用面團(tuán)清除段塞流捕集器焊縫、接管等邊角部位的灰塵，保證段塞流捕集器整體表面清潔度處理達(dá)到ST3級(jí)別［6］。

3.3 內(nèi)涂層涂刷

使用輥涂工藝進(jìn)行內(nèi)涂層涂刷，包括2道底漆、3道面漆，共計(jì)5道涂層（總漆膜厚度不小于350μm）。涂刷時(shí)按自上而下、先里后外、先難涂后易涂的順序進(jìn)行。涂料要涂裝均勻，保證厚薄一致，先涂刷段塞流捕集器內(nèi)的死角位置、焊縫處，用刷尖沾上涂料進(jìn)行來回滾壓涂刷，然后再對(duì)段塞流捕集器進(jìn)行大面積涂刷。最終確保內(nèi)涂層不露底、不流掛、不漏涂［7］。

3.4 涂層固化

內(nèi)涂層施工完成后，使用與快速固化型重防腐涂料相匹配的紫外線燈光照射工藝，使成膜樹脂與固化劑充分反應(yīng)，同時(shí)采取加裝排風(fēng)扇等措施對(duì)段塞流捕集器進(jìn)行通風(fēng)2～3 d，保證涂層固化效果［8］。

3.5 施工注意事項(xiàng)［9］

①施工時(shí)每一道涂層表干后即可涂刷下一道，2道涂層涂刷時(shí)間間隔不超過24 h，以免降低漆膜附著力。②人員在進(jìn)入容器施工時(shí)必須穿戴清潔鞋套，確保前一道涂層不被沙塵、水、油污等影響涂層質(zhì)量的物質(zhì)侵蝕。③施工時(shí)如遇風(fēng)沙、雨或相對(duì)濕度大于85%的天氣應(yīng)停止施工，并對(duì)已施工而未完全固化的涂層加以防護(hù)，滿足防塵、防雨要求。

4 段塞流捕集器內(nèi)涂層質(zhì)量控制新技術(shù)

4.1 選用低表面處理St2等級(jí)環(huán)氧防腐涂料

該段塞流捕集器為氣液分離設(shè)備，受到復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)限制，內(nèi)部空間較為狹窄，不利于內(nèi)涂層表面噴砂除銹、清潔除塵等施工作業(yè)，也難以達(dá)到St3級(jí)處理效果。使用低表面處理St2等級(jí)環(huán)氧防腐涂料能較好地解決這些問題，而且減少了清潔、除銹等施工作業(yè)。該涂料針對(duì)性強(qiáng)、使用方便，在油田壓力容器檢修中得到了較多應(yīng)用，應(yīng)用效果較好。

4.2 采用內(nèi)涂層施工新技術(shù)

4.2.1 濕法噴砂預(yù)處理

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)容器內(nèi)防腐層的噴砂除銹施工通常采用干式噴砂除銹技術(shù)，即將壓縮空氣與石英砂礫等磨料混合，利用壓縮空氣將磨料高壓噴射在容器表面，從而達(dá)到去污、除銹的目的［11］。

油田壓力容器多處于油氣泄漏后易燃、易爆的場(chǎng)所，而且容器本身為密閉空間，干式噴砂造成的大量煙霧粉塵不僅影響施工人員健康，也會(huì)帶來安全隱患。為此，采用新型濕法噴砂技術(shù)對(duì)段塞流捕集器內(nèi)防腐涂層進(jìn)行施工。

濕法噴砂技術(shù)是在干式噴砂的基礎(chǔ)上，將普通噴砂噴頭改為砂水混合的復(fù)合噴頭，利用壓縮空氣和高壓水流共同噴射砂石，高壓水流噴射在容器表面，既能消除高速砂石與容器碰撞摩擦產(chǎn)生的火花，也能消除普通干式噴砂帶來的大量煙霧粉塵，在保障容器表面預(yù)處理質(zhì)量的同時(shí)，解決油氣場(chǎng)所存在的易燃、易爆的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，保障施工人員的健康。

4.2.2 快速固化工藝

大量的在役壓力容器需要定期進(jìn)行內(nèi)防腐層修復(fù)，而且很多是停產(chǎn)檢修，內(nèi)防腐層施工期過長(zhǎng)會(huì)影響正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。一般要求在容器開罐檢測(cè)和防腐修復(fù)后盡快封罐重新投入生產(chǎn)運(yùn)行，這就要求涂敷完成后涂料能盡快固化，而一般防腐涂料固化至少需要7 d，因此各種新型的快速固化工藝也逐步在油田得到推廣應(yīng)用。

在此次段塞流捕集器內(nèi)涂層施工中，采用了一種快速固化型重防腐涂料（JG-01），其主要成分包括環(huán)氧酚醛樹脂、鈍化緩蝕顏料、溶劑及固化劑等。該涂料中含有光敏型的特種固化劑，涂敷完成后用紫外光燈照射涂層，幾小時(shí)即可完全固化，可將涂層干燥固化時(shí)間從7 d縮短至2～3 d，極大地縮短施工工期，減少因內(nèi)涂層施工期過長(zhǎng)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

5 段塞流捕集器內(nèi)涂層質(zhì)量檢測(cè)

5.1 宏觀檢查

主要對(duì)段塞流捕集器內(nèi)涂層外觀進(jìn)行檢查，要求外觀光滑、平整，色澤均勻，無氣泡、開裂、剝落、流掛、漏涂和斑痕等缺陷［12］。該容器總共涂刷了5道涂層（2道底漆、3道面漆），每道涂層涂刷后都進(jìn)行了外觀檢查，有缺陷立即整改，直至符合要求。

5.2 漆膜厚度檢測(cè)

參照SY/T 0319—2012《鋼制儲(chǔ)罐液體涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［13］，采用磁性測(cè)厚儀，重點(diǎn)對(duì)容器的罐頂、罐壁、罐底以及附件4個(gè)部位內(nèi)涂層的干膜厚度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果分別為358μm、365μm、352μm、372μm，符合施工方案中的厚度規(guī)定要求。

5.3 電火花漏點(diǎn)檢測(cè)

參照SY/T 0319—2012，采用電火花檢漏儀對(duì)段塞流捕集器選定區(qū)域的全部防腐涂層進(jìn)行漏點(diǎn)檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)電火花檢漏電壓為5 V/μm，平均漏點(diǎn)數(shù)不超過1個(gè)/m2時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)；平均漏點(diǎn)數(shù)超過1個(gè)/m2時(shí)，要對(duì)該部分進(jìn)行全面復(fù)涂。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果為，段塞流捕集器各部位內(nèi)涂層電火花漏點(diǎn)檢測(cè)數(shù)量均為0，符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，無需復(fù)涂。

5.4 附著力檢測(cè)

附著力檢測(cè)屬于破壞性檢測(cè)，會(huì)對(duì)已施工的內(nèi)涂層造成損傷，因此在同時(shí)涂刷防腐涂層的試驗(yàn)樣板上進(jìn)行附著力檢測(cè)。具體檢測(cè)步驟參照SY/T 0319—2012中附錄B的方法，檢測(cè)結(jié)果顯示，段塞流捕集器內(nèi)涂層剪切粘結(jié)強(qiáng)度為8 MPa，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)語

壓力容器內(nèi)腐蝕是影響油田生產(chǎn)安全運(yùn)行的重大隱患，而內(nèi)涂層是隔離容器內(nèi)壁與腐蝕介質(zhì)直接接觸的最直接、有效的保護(hù)措施，因此提高內(nèi)涂層質(zhì)量對(duì)延長(zhǎng)壓力容器壽命至關(guān)重要［14-23］。通過分析壓力容器內(nèi)涂層的防腐機(jī)理和失效原因，結(jié)合段塞流捕集器現(xiàn)場(chǎng)使用情況，檢修期間采用文中所述新技術(shù)對(duì)該容器進(jìn)行了內(nèi)防腐涂層施工。施工后經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量檢測(cè)，內(nèi)涂層質(zhì)量符合相關(guān)要求，證明采取措施行之有效，可保障容器的長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。