CN115751006A

CN115751006A - 一种消除保温层下腐蚀的工艺

Info

Publication number: CN115751006A
Application number: CN202211437713.5A
Authority: CN
Inventors: 刘小辉; 罗光汉; 尧辉; 郑育波
Original assignee: Institute of Corrosion Science and Technology
Current assignee: Institute of Corrosion Science and Technology
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明公开了一种消除保温层下腐蚀的工艺，所述工艺包括以下步骤：第一步：对钢材表面进行除油、除锈St2.5级处理，对处理后的所述钢材的表面进行清洁；第二步：制备水性绝热防腐涂料，并对所述水性绝热防腐涂料进行搅拌；第三步：用无气喷涂泵将经搅拌后的所述水性绝热防腐涂料喷涂在清洁后的所述钢材表面，并重复此操作5至7次，得绝热防腐涂层；第四步：在所述绝热防腐涂层的表面喷涂耐候面漆。本发明的工艺简单，中间产物绝热防腐涂层具有耐水和耐化学介质侵蚀的功能，采用无气喷涂的方法可使绝热层与设备基面紧密结合形成一个整体，形成低渗透率且无缝结合的绝热防腐层，可以解决保温层下腐蚀的问题。

Description

一种消除保温层下腐蚀的工艺

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种消除保温层下腐蚀的工艺。

背景技术

为了有效地实现节能减排的目标，石油化工、电力工业等能源产业需对在役设备、管道，尤其是长距离油气输送管道、中低温石油化工反应设备和管道等设施采用绝热防腐材料进行包覆。目前设备和管道采用的绝热防腐施工方法有：①捆扎法；②粘结法；③填充法；④缠绕法；⑤拼砌法，以上五种方法将保温材料固定后，还需加做一层防水防潮层，外壁再用铝皮等材料包覆保护。

传统的绝热防腐施工方法需要在设备、管道上从内到外分别敷设防腐底漆、保温层、防水防潮层、外表保护层，施工流程复杂，需要多工种配合，且通常采用分段施工、分段敷设的方法，未能形成一个连续的封闭的整体结构。随着使用年限的增加，水汽渗透进保温层，保温材料所含的无机盐成分发生水解，生成SO₄ ^2-、Cl^-等腐蚀性离子，导致设备、管道出现保温层下腐蚀问题，这将造成原料、产品泄露、装置故障，甚至可能发生伤亡事故。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种消除保温层下腐蚀的工艺，为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种消除保温层下腐蚀的工艺，所述工艺包括以下步骤：

第一步：对钢材表面进行除油、除锈处理，对处理后的所述钢材的表面进行清洁；

第二步：制备水性绝热防腐涂料，并对所述水性绝热防腐涂料进行搅拌；

第三步：用无气喷涂泵将经搅拌后的所述水性绝热防腐涂料喷涂在清洁后的所述钢材表面，并重复此操作5至7次，得绝热防腐涂层；

第四步：在所述绝热防腐涂层的表面喷涂耐候面漆形成耐候面漆层。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，所述水性绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将所述水性丙烯酸树脂、所述去离子水、所述成膜助剂和所述分散剂按配方加入反应釜中，得第一混合溶液，对所述反应釜内的所述第一混合溶液在转速为2000r/min的转速下搅拌2至2.5h，得混合乳液；

步骤二：向所述反应釜内的所述混合乳液内加入所述功能填料，得第二混合溶液，对所述第二混合溶液在转速为200至500r/min的转速下搅拌0.5至1h，得膏状体物料；

步骤三：用氨水调节所述反应釜内的所述膏状体物料的pH，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

在本发明的第一步中，对钢材的表面除锈处理是采用了除锈St2.5级的处理方式。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，按重量份数计，所述水性丙烯酸树脂为30-35份，所述功能填料为40-50份，所述去离子水为10-30份，所述成膜助剂为0.5-1份，所述分散剂为0.2-0.5份。

在本发明中，使用刮刀、机械刷或砂轮机等工具对钢材表面进行机械除油、除锈St2.5级处理。

在本发明中，所述水性丙烯酸树脂主要是用于粘结涂料与基材，增强涂料的强度和提高涂料的包括热胀冷缩、柔韧性在内的物理性能，所述水性丙烯酸树脂自身具有耐高温、保光保色、耐候、抗污染等性能；所述功能填料的作用是增强涂料的密度，提高涂料的绝热即保温和保冷的作用，增强涂料的防腐性能，同时，防止高温水蒸汽及有害腐蚀介质的侵入，从而达到防止和消除保温层下腐蚀的目的；所述成膜助剂用于改善涂料的流平性，提高涂料的温度适应性和施工有效性；所述分散剂用于保持涂料制造和运输过程中的均匀状态，防止填料结块、高分子聚合物重新自聚等的作用；所述去离子水的作用是稀释涂料，在涂料使用实施中改善涂施性能的作用。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，所述功能填料为玻璃空心微珠、聚苯乙烯空心微珠和纳米二氧化硅空心微珠中的一种或多种，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、醇酯十二和醇酯十六中的一种或多种，所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种或多种。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，按重量份数计，所述玻璃空心微珠为20-30份，所述聚苯乙烯空心微珠为20-30份，所述纳米二氧化硅空心微珠为15-20份，所述二丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述三丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述醇酯十二为0.2-0.5份，所述醇酯十六为0.2-0.5份，所述水玻璃为0.1-0.2份，所述三聚磷酸钠为0.2-0.3份，所述三聚磷酸钾为0.2-0.3份，所述六偏磷酸钠为0.1-0.2份。

在本发明中，按重量份数计的每一份的重量等于10g。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，所述无气喷涂泵的喷嘴的孔径为0.48至0.64mm、压力为20至24MPa。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，所述绝热防腐涂层的厚度为2至3mm，在本发明中，当绝热防腐涂层达到一定的厚度时才能发挥其绝热防腐的效果，经过多次的试验论证得知，当绝热防腐涂层的厚度小于2mm时，无法达到完全绝热的效果，当绝热防腐涂层的厚度大于3mm时，水性绝热防腐涂料的干燥效果不好，影响绝热防腐涂层的粘结力，因此，优选的绝热防腐涂层的厚度为2至3mm，绝热防腐涂层的厚度使用测厚仪检测。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，所述耐候面漆层的厚度为80至150μm，在本发明中，需要保持耐候面漆层的外观喷涂均匀，且需保证耐候面漆层的外观无起泡、分离起皮、流挂、漏涂等现象的出现，需对其厚度进行调试，在实际试验中，发现当耐候面漆层的厚度为80至150um时，可满足以上要求，耐候面漆层的厚度使用测厚仪检测。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺的一个优选方案，在所述第二步中，对所述水性绝热防腐涂料的搅拌步骤为：用可逆转马达配合薄片型搅泥浆叶搅拌器使用对所述水性绝热防腐涂料搅拌5min。在本发明中，将水性绝热防腐涂料喷涂在钢材表面之前，需要对其进行充分的搅拌均匀，增大其流动性能，使其在钢材表面能够均匀的喷涂在钢材表面，在本发明中，将可逆转马达配合薄片型搅拌泥浆叶搅拌器使用可以充分的搅拌水性绝热防腐涂料，使其流动性增强。

本发明的有益效果：

(1)本发明的工艺只要在设备和管道表面喷涂绝热防腐涂层，就可实现传统施工方法敷设防腐底漆、保温层、防水防潮层、外表保护层四层结构的保护效果，有利于安全生产与环境保护。

(2)本发明的工艺中的绝热防腐涂层具有耐水和耐化学介质侵蚀的功能，不会发生水解生成SO₄ ^2-、Cl^-等腐蚀性离子而产生腐蚀，可消除保温层下的腐蚀的问题。

(3)本发明的工艺采用无气喷涂的方法可使绝热层与设备基面紧密结合形成一个整体，形成低渗透率且无缝结合的绝热防腐层。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

按照实施例1的消除保温层下腐蚀的工艺，包括以下步骤：

第一步：用刮刀对钢材表面进行除油、除锈St2.5级处理，对处理后的钢材的表面进行清洁；

第二步：制备水性绝热防腐涂料，并用可逆转马达配合薄片型搅泥浆叶搅拌器使用对水性绝热防腐涂料搅拌5min；

第三步：使用喷嘴的孔径为0.48mm、压力为20MPa的无气喷涂泵将经搅拌后的水性绝热防腐涂料喷涂在清洁后的钢材表面，并重复此操作5次，用测厚仪检测绝热防腐层的厚度，当绝热防腐层的厚度为2mm时即可；

第四步：在绝热防腐涂层的表面喷涂厚度为80μm的耐候面漆。

其中，水性绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将350g水性丙烯酸树脂、300g去离子水、5g醇酯十二、5g醇酯十六、2g三聚磷酸钠和3g三聚磷酸钾加入反应釜中，得第一混合溶液，对反应釜内的第一混合溶液在转速为2000r/min的速度下搅拌2.5h，得混合乳液；

步骤二：向反应釜内的混合乳液内加入200g玻璃空心微珠和200g纳米二氧化硅空心微珠，得第二混合溶液，对第二混合溶液在转速为500r/min的速度下搅拌1h，得膏状体物料；

步骤三：用氨水调节反应釜内的膏状体物料的pH为8，得消除保温层下腐蚀的水性绝热防腐涂料。

实施例2

按照实施例2的消除保温层下腐蚀的工艺，包括以下步骤：

第三步：使用喷嘴的孔径为0.64mm、压力为24MPa的无气喷涂泵将经搅拌后的水性绝热防腐涂料喷涂在清洁后的钢材表面，并重复此操作7次，用测厚仪检测绝热防腐层的厚度，当绝热防腐层的厚度为3mm时即可；

第四步：在绝热防腐涂层的表面喷涂厚度为150μm的耐候面漆。

其中，水性绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

实施例3

按照实施例3的消除保温层下腐蚀的工艺，包括以下步骤：

第三步：使用喷嘴的孔径为0.56mm、压力为22MPa的无气喷涂泵将经搅拌后的水性绝热防腐涂料喷涂在清洁后的钢材表面，并重复此操作6次，用测厚仪检测绝热防腐层的厚度，当绝热防腐层的厚度为2.5mm时即可；

第四步：在绝热防腐涂层的表面喷涂厚度为110μm的耐候面漆。

其中，水性绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将350g水性丙烯酸树脂、100g去离子水、2g二丙二醇丁醚、2g三丙二醇丁醚、2g醇酯十二、4g醇酯十六、2g三聚磷酸钠和2g三聚磷酸钾加入反应釜中，得第一混合溶液，对反应釜内的第一混合溶液在转速为2000r/min的速度下搅拌2.5h，得混合乳液；

步骤二：向反应釜内的混合乳液内加入200g玻璃空心微珠和200g纳米二氧化硅空心微珠，得第二混合溶液，对第二混合溶液在转速为500r/min的速度下搅拌0.8h，得膏状体物料；

实施例4

将实施例1至3制得的绝热防腐涂料涂在150mm×70mm×0.28mm的测试级马口铁板上，对涂膜的耐化学和耐物理性能进行测试，结果见表1：

表1实施例1至3的绝热防腐涂料的耐化学和耐物理性能测试结果表

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				耐冲击性/cm	≥50	≥50	≥50
柔韧性/mm	≤1	≤1	≤1
				附着力/MPa	1.58	1.39	1.61
耐温性(240h)/℃	180	180	180
				隔热温差/℃	12	11	12
耐酸性/h	72	72	72
				耐碱性/h	72	72	72
耐油性/h	72	72	72

根据表1的结果可知，实施例1至3制得的绝热防腐涂料的耐冲击性强、柔韧性好、附着力高、长时间耐高温、隔热温差适中、耐酸、耐碱、耐油，防腐效果好。

以上所述仅是本发明的实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述水性绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，按重量份数计，所述水性丙烯酸树脂为30-35份，所述功能填料为40-50份，所述去离子水为10-30份，所述成膜助剂为0.5-1份，所述分散剂为0.2-0.5份。

4.根据权利要求3所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述功能填料为玻璃空心微珠、聚苯乙烯空心微珠和纳米二氧化硅空心微珠中的一种或多种，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、醇酯十二和醇酯十六中的一种或多种，所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，按重量份数计，所述玻璃空心微珠为20-30份，所述聚苯乙烯空心微珠为20-30份，所述纳米二氧化硅空心微珠为15-20份，所述二丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述三丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述醇酯十二为0.2-0.5份，所述醇酯十六为0.2-0.5份，所述水玻璃为0.1-0.2份，所述三聚磷酸钠为0.2-0.3份，所述三聚磷酸钾为0.2-0.3份，所述六偏磷酸钠为0.1-0.2份。

6.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述无气喷涂泵的喷嘴的孔径为0.48至0.64mm、压力为20至24MPa。

7.根据权利要求6所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述绝热防腐涂层的厚度为2至3mm。

8.根据权利要求7所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，所述耐候面漆层的厚度为80至150μm。

9.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的工艺，其特征在于，在所述第二步中，对所述水性绝热防腐涂料的搅拌步骤为：用可逆转马达配合薄片型搅泥浆叶搅拌器使用对所述水性绝热防腐涂料搅拌5min。