Ochrana proti korozi chemických ocelových konstrukcí: Praktický průvodce nátěry

Projděte se jakýmkoli chemickým zpracovatelským závodem a všude uvidíte ocel. Potrubní regály, skladovací nádrže, podpěry reaktorů, schodišťové nosníky. Přenáší zátěž, obsahuje média a udržuje provoz v chodu. Také koroduje.

V nejdrsnějších chemických oblastech může obyčejná uhlíková ocel s minimálním povlakem vyžadovat výměnu za dva až tři roky. Kyselinové výpary kondenzují na nechráněných površích. Alkalické roztoky odkapávají z ventilových ucpávek. Páry rozpouštědel změkčují staré nátěry. Zkontroloval jsem zařízení, kde nosný nosník z uhlíkové oceli ztratil polovinu své tloušťky průřezu za méně než sedm let, a v agresivnějších zónách byly konstrukční prvky vyměňovány ve dvou-až{5}}tříletých-cyklech.

Tento článek popisuje strategii nátěrů, která spolehlivě fungovala napříč chemickými a petrochemickými zařízeními. Kombinuje sežárové-pozinkováníse správně specifikovanými organickými vrchními nátěry, v souladu s ISO 1461, ASTM A123 a ISO 12944. Cílem není nejtlustší nebo nejdražší systém. Je to správný systém pro skutečnou expozici.

Většina atmosférické koroze se řídí předvídatelným vzorem. Kyslík a vlhkost se dostávají na povrch oceli, tvoří se oxid železa a proces se urychluje, protože se vrstva oxidu odlupuje. Chemická prostředí přidávají proměnné, pro které nebyly běžné atmosférické povlaky nikdy navrženy.

Kyselá mlha proniká mikro-póry v nátěrovém filmu, dostává se k substrátu a začíná elektrochemickou reakci, která odtlačuje nátěr zespodu. Chloridové ionty dělají totéž ještě agresivněji, což je důvod, proč pobřežní chemické závody čelí některým z nejkratších životních cyklů povlaků v tomto odvětví.

Alkalické podmínky představují jiný problém. Mnoho organických povlaků funguje dobře v neutrálním nebo mírně kyselém prostředí, ale měknou nebo zmýdelňují při trvale vysokém pH. Nátěr, který vydrží patnáct let na vnější straně skladu, může na vnější straně skladovací nádrže na louhu selhat za tři roky.

Teplotní cykly toto všechno spojují. Den-roztahování a smršťování, procesní teplo vyzařované ze zařízení a sezónní změny počasí vytvářejí smykové napětí na rozhraní povlaku-podkladu. Z malých defektů se stávají velké delaminace. To je důvod, proč v chemickém provozu jen zřídka funguje-jednovrstvý-přístup-všem, a proč tolik závodů nahrazuje konstrukční ocel ve dvou-až{9}}tři{10}}letých rotacích v oblastech s vysokým-exponováním.

Žárové-zinkovánísám o sobě je osvědčenou korozní bariérou. Zinkový povlak se metalurgicky váže k oceli, poskytuje katodickou ochranu na řezných hranách a poškrábání a obvykle poskytuje desítky let provozu při mírném vystavení atmosférickému vlivu. ISO 1461 a ASTM A123 řídí proces a nastavují minimální tloušťku povlaku na základě tloušťky ocelového profilu.

V chemickém prostředí samotné zinkování často nestačí. Zinek reaguje s kyselinami a silnými zásadami. Apozinkovaná podpěrav oblasti s pravidelnou kyselou mlhou může spotřebovat svou zinkovou vrstvu za pět až osm let. Řešením je přidat organické povlakové vrstvy na povrch pozinkovaného substrátu.

Tento duální systém funguje, protože každá vrstva dělá něco, co druhá nemůže. Zinek poskytuje katodickou ochranu a jednotný základ. Organické povlaky poskytují chemickou bariéru, která izoluje zinek od agresivních médií. Společně vytvářejí hloubkovou obranu, které ani jeden nedosáhne sám.

Klíčem je kompatibilita. Dvousložkové epoxidy formulované pro galvanizované podklady, po nichž následují polyuretanové nebo polysiloxanové vrchní nátěry, se staly standardní kombinací pro vystavení atmosférickým chemikáliím. Pro ponorný provoz nebo vnitřní obložení nádrží jsou vhodnější fenolické epoxidy a povlaky vyztužené skelnými-vločkami.

Viděl jsem, jak se závody snaží ušetřit peníze aplikací standardního průmyslového smaltu přímo na nějgalvanizace. Obvykle selže do osmnácti měsíců. Povrchová energie čerstvého zinku je nízká a bez správného profilu nebo kompatibilního základního nátěru vrchní nátěr jednoduše nedrží.

ISO 12944 definuje kategorie korozivnosti od C1 do CX a poskytuje doporučené nátěrové systémy a tloušťky suchého filmu pro každou z nich. Chemická zařízení obvykle spadají do kategorií C3, C4 nebo C5-M.

 Prostředí C3

C3 pokrývá střední expozici, jako je zakrytý stojan na potrubí v oblasti s nízkými-emisemi nebo vnější podpěry proti větru od procesních jednotek. Konec typického systému C3galvanizacedosahuje přibližně 160 mikronů celkové tloušťky suchého filmu, s epoxidovým základním nátěrem kolem 60 mikronů a polyuretanovým vrchním nátěrem o tloušťce 100 mikronů. Životnost běžně dosahuje patnáct až dvacet let při běžné kontrole.

 Prostředí C4 a C5-M

Většina venkovních oblastí pro chemické procesy přistává v C4, zatímco pobřežní zařízení a oblasti s těžkou chloridovou nebo kyselou mlhou často vyžadují specifikace C5-M. Pro aplikaci C4 na galvanizovanou ocel plánujte třívrstvý systém o celkové tloušťce 200 až 240 mikronů s epoxidovým základním nátěrem, epoxidovým mezivrstvou a polyuretanovým nebo polysiloxanovým vrchním nátěrem.

C5-M zvyšuje celkový počet na 280 až 320 mikronů nebo více. Platí stejná architektura tří vrstev, ale každá vrstva je silnější a vrchní nátěr je často upraven na fluoropolymer nebo polysiloxan. Specifikoval jsem systémy C5-M pro pobřežní tankoviště, kde předchozí nátěry s hodnocením C4 selhávaly za méně než šest let. Modernizované systémy jsou v provozu více než deset let pouze s bodovými opravami.

Ponoření a vnitřní obložení

Exteriér nádrže může být vystaven atmosférickému působení C4, zatímco interiér zpracovává 98% kyselinu sírovou nebo různá rozpouštědla. Fenolové epoxidy dobře zvládají silné kyseliny, ale hůře snášejí vysoké pH. Skleněné-vločkové vinylestery nabízejí vynikající odolnost vůči široké škále chemikálií. Výběr se vždy vrací k přesné chemii, koncentraci, teplotě a zda je služba nepřetržitá nebo přerušovaná. ISO 12944 plně nepokrývá službu ponoření, proto se řiďte normami NACE/AMPP a tabulkami chemické odolnosti výrobce nátěru.

Nemohu přeceňovat, jak často se poruchy povlaku týkají přípravy povrchu, nikoli samotného povlakového materiálu. Prvotřídní nátěr nanesený na špatně připravený povrch selže rychleji než nátěr střední{1}}vrstvy aplikovaný na řádně připravený substrát.

Propozinkovaná ocelČerstvý zinek má hladký povrch s nízkým{0}}profilem a obsahuje soli zinku, které je třeba odstranit. Standardním přístupem je ometení při nízkém tlaku pro vytvoření lehkého profilu bez odstranění zinku, po kterém následuje kompatibilní leptací základní nátěr.

Pro obnažené ocelové oblasti, jako jsou svary a šroubové spoje, je abrazivní otryskání na Sa 2,5 blízko-bílého kovu minimum pro službu C4 a C5-M. Pro ponorné obklady je často vyžadován bílý kov Sa 3. Aplikace v dílně je vždy výhodnější než aplikace v terénu, ale pokud je nutná práce v terénu, měla by být prováděna pouze v podmínkách, které splňují požadavky výrobce nátěru na teplotu a vlhkost.

Výrobce speciálních chemikálií v Ohiu každé dva až tři roky vyměňoval konstrukční ocel kolem své nádrže na výrobu kyseliny sírové. Původní nastavení používalo obyčejnou uhlíkovou ocel s jednou dílenskou alkydovou barvou. Ve druhém roce už rez prosakovala každým otvorem pro sváry a šrouby. Ve třetím roce ztrácely části nosné konstrukce-únosnost.

Přešli napozinkované podpěrys třívrstvým epoxidovým-polyuretanovým systémem o tloušťce 280 mikronů pro exteriéry a skleněným-vločkovým vinylesterovým obložením pro interiéry nádrží. Tanky začaly sloužit před dvanácti lety. Jejich poslední úplná kontrola zjistila integritu povlaku vyšší než 95 procent na exteriérech a žádnou degradaci obložení. Závod odhaduje, že se vyhnuli čtyřem úplným výměnným cyklům jen na této nádrži.

Pobřežní terminál pro hnojiva čelil chloridům-nasyceným vzduchem, který žral přes podpěry potrubních stojanů, přičemž prvky z obyčejné oceli selhaly do dvou až tří let. Po galvanizaci náhradní oceli a nanesení vrchního polysiloxanového nátěru C5-M byly podpěry v provozu devět let a nebyla zjištěna žádná strukturální koroze.

I ten nejlepší nátěrový systém vyžaduje pozornost. Kontrolujte ročně nebo dvakrát ročně v oblastech C5-M. Zaměřte se na body s vysokým opotřebením, jako jsou madla, schodišťové stupně a podpěry potrubí. Opravte poškozené oblasti ve stejné sezóně, ve které byly nalezeny. Uchovávejte záznamy o tloušťce povlaku, abyste mohli sledovat degradaci v průběhu času.

Propozinkované podklady, dávejte pozor na bílou rez, která se tvoří, když je čerstvý pozink skladován ve vlhkých, špatně větraných podmínkách. Pokud se na již natřeném systému objeví bílá rez, obvykle to znamená, že došlo k poškození vrchního nátěru.

Nejlepší čas myslet na ochranu proti korozi je při návrhu. Specifikujte pozinkování pro konstrukční ocel vystavenou působení chemikálií nebo pobřeží a ujistěte se, že galvanizér ví, že ocel bude opatřena vrchním nátěrem. Napište aspecifikace povlakukterý odkazuje na ISO 12944 podle kategorie korozivnosti s uvedením počtu vrstev, minimální tloušťky suchého filmu a standardu přípravy povrchu. Vágní specifikace poskytuje vágní výsledky.

Často kladené otázky

 

 

01.Můžete malovat přímo na žárové-pozinkování?

Pouze s nátěry formulovanými pro pozinkované podklady a po řádné přípravě povrchu. Čerstvé zinkování vyžaduje lehké profilování nebo leptací základní nátěr. Aplikace standardního alkydu přímo na nepřipravenou galvanizaci obvykle vede k odlupování během jednoho až dvou let.

02.Jaký je rozdíl mezi epoxidovými a polyuretanovými vrchními nátěry?

Epoxidy nabízejí vynikající chemickou odolnost, ale při vystavení UV záření křídou a vyblednou. Polyuretany poskytují lepší UV stabilitu a zachování lesku, což z nich činí preferovaný vrchní nátěr pro venkovní použití. Běžný systém používá epoxidové základní nátěry a meziprodukty s polyuretanovým vrchním nátěrem.