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分析了炼油厂污水罐腐蚀的原因。选择XK-252钛纳米聚合物涂料作为污水罐的防腐蚀涂层体系，防腐层的干膜厚度≥200μm，设计寿命不低于15年。详细讨论了防腐涂装工艺。3年的应用实践表明，该防腐涂层体系整体性完好，无锈蚀现象。其工程造价与常规特种防腐涂料相当，比环氧玻璃钢低约30%。

1前言

炼油厂污水车间的污水池、罐、管道等均受到含硫污水的严重腐蚀。由于污水中含有大量的H2S、NH3、HCN、23CO−、CN−、Cl−、24SO−和大量细菌，有时温度高达60~70°C。所以，如不采取有效的防腐措施，这些设备的腐蚀会相当严重，造成碳钢厚度减薄、局部穿孔、起泡、开裂、焊缝应力腐蚀开裂等现象，使设备使用寿命缩短。

本厂污水车间10000m3的污水罐主要处理来自各个生产装置的高浓度污水。该罐于1998年投入使用，规格为φ31380mm×14000mm，材质为碳钢，使用温度20~60°C，内壁防腐层为E-44环氧玻璃钢，防腐层厚度为0.6mm。经过9年的使用，玻璃钢层早已破损、脱落，起不到防腐作用。金属表面出现溃疡面的腐蚀，锈蚀产物较多，罐顶部位出现多处穿孔。

2腐蚀原因分析

炼油厂污水罐腐蚀的原因和机理[1]可概括如下：(1)含硫污水中的H2S、NH3、HCN等腐蚀介质由于电化学反应导致污水罐的腐蚀；(2)氢原子渗透引起氢脆腐蚀；(3)污水中含有大量的NH3、CN−、Cl−，它们与H2S反应生成的NH4HS和(NH4)2S是腐蚀性较强的物质；(4)酚类腐蚀介质能破坏涂层，使腐蚀加剧。

同时，反应生成的(NH4)2S能使H2S在水中的溶解度大大增加，提高了HS−浓度。另一方面，氨溶于水后，提高了水的pH，为CN−与FeS的反应提供了更有利的条件。金属材料的表面总会存在电化学的不均匀性。金属表面的缺陷部位或薄弱点由于电位比其他部位低，成为活性点，是腐蚀的开始点。水质中存在的有害介质更加速了金属的腐蚀。该污水比原水腐蚀要严重得多。

罐顶腐蚀严重的原因有：(1)由于气温的变化，水蒸气易在罐顶内壁形成凝结水膜，罐内腐蚀性介质会溶解在凝结水中，形成含有多种腐蚀成分的电解质溶液；(2)由于罐的呼吸作用，氧气不断进入罐内，并很容易通过凝结后的薄层液膜扩散到金属表面，从而发生主导性耗氧腐蚀。罐顶腐蚀较罐壁腐蚀严重，属于气相腐蚀，常伴有点蚀等局部腐蚀，腐蚀速率通常为0.1~0.5mm/a。

污水对一般常温固化的环氧、呋喃、酚醛类涂层的腐蚀是因为CN−小分子易穿透涂层，使有机涂层的分子结构发生溶胀、断裂。换言之，在含有腐蚀介质的水溶液中，较小的气体分子及介质容易进入到有机涂层中，使表面涂层变软，发生鼓泡、涂层硬化及破损等，从而失去作用。

3防腐涂层的选择

环氧防腐涂层体系是我国现有的耐油、耐水、耐污水采用的常规防腐体系[2]。当条件相对不苛刻时，它可以使用几年。之后，涂层结构发生变化，出现抗渗性下降，涂层开裂、鼓泡、粉化等现象。石油化工储油罐、水罐、污水罐和循环水塔中钢结构的防腐已证明了这一点。在这些系统中采用环氧防腐涂层体系，其使用寿命在6~8年。这是由涂料成分决定的。因为常规体系涂料中很大部分填料是无机物，如钛白粉、氧化铁、锌粉等。这些物质在涂层中，一是作为填充物，起到增大涂层厚度作用；二是提高涂层的抗渗性及耐蚀性。面漆涂层中，这些填料在防腐涂层中只是靠分子间的作用力结合在一起，其防腐抗渗性随时间的延长而下降较快；另外，加进去的填料粒径一般为30~50μm，使涂料表层相对粗糙，从而在流动液体中增加了液体的阻力，随着时间的延长，涂层抗冲击性下降，导致涂层破坏。

钛纳米聚合物涂料体系具有较好的耐磨、耐腐蚀性能。用其涂覆的产品能耐沸水，在海水中浸泡10年而不损。同时，涂层的硬度和耐磨性显著提高。在重防腐涂料中，该涂料性能优异[3]。炼油厂酸性水罐(不能使用环氧涂层)使用该涂料6年多(现还在使用中)，效果很好[4]。钛纳米聚合物涂料用于加热炉上的引风机壳体内壁防腐涂层，在抗120°C以下的烟气及稀硫酸的腐蚀方面，收到了较好的效果[5]；它在轻烃贮罐内壁抗H2S腐蚀上的应用，也比金属热喷铝涂层的效果要好[6]。国内现有的防腐涂料没有很好解决的问题，该涂料已经能够成功解决。它有如下特点[7]：抗渗透性强于一般的特种防腐涂料，抗腐蚀性高于一般的防腐涂料，抗垢性好(涂层表面不易结锈垢)、耐温性强(耐温性能比同基树脂涂料高50°C以上)、耐水性好(长期使用后涂层不会反黏、变脆)。

因此，根据污水罐储存介质的特点，选用XK-252耐酸碱盐钛纳米聚合物涂料，设计的结构层及材料用量见表1。防腐涂层设计原则是耐腐蚀、耐热，韧性、附着力、抗冲击和耐磨性好；防腐层为5层，干膜厚度≥200μm；设计寿命不低于15年。从表1可以看出，获得相同的漆膜厚度，钛纳米聚合物涂料的用量仅是环氧、呋喃、酚醛类体系用量的55%左右。但是，其耐腐蚀性及综合经济效益远大于后者[2]。