近(jin)年來，隨著(zhu)我(wo)國(guo)對清潔能源(yuan)需求的(de)增長，液化(hua)天然氣（LNG）的(de)進口(kou)量逐年攀升。LNG接收站(zhan)(zhan)能實現大(da)宗LNG接收、返輸、儲存(cun)、調峰、氣化(hua)外輸、槽車液態外輸等功能，是(shi)LNG產業鏈中的(de)重要樞(shu)紐(niu)。我(wo)國(guo)已投運(yun)的(de)LNG接收站(zhan)(zhan)有(you)19座，河北、江(jiang)蘇(su)、福建、廣東仍(reng)有(you)多(duo)座正在建設的(de)LNG接收站(zhan)(zhan)。

為(wei)了方便(bian)LNG運輸船輸運，LNG接收站(zhan)(zhan)大多(duo)處于(yu)沿(yan)海地區，沿(yan)海地區高(gao)(gao)鹽霧(wu)、高(gao)(gao)濕度環境(jing)使LNG接收站(zhan)(zhan)內(nei)腐(fu)蝕情(qing)況復雜(za)。以國內(nei)南(nan)海某沿(yan)海LNG接收站(zhan)(zhan)為(wei)例，每年(nian)投入防腐(fu)蝕維保費用高(gao)(gao)達百萬元以上，且這一數(shu)字呈(cheng)逐年(nian)增長(chang)趨勢。考慮到LNG接收站(zhan)(zhan)的(de)服役(yi)壽命為(wei)50年(nian)左右，由腐(fu)蝕導(dao)致(zhi)的(de)運營(ying)成本將十(shi)分(fen)(fen)巨大。因此，有必要對LNG接收站(zhan)(zhan)出(chu)現的(de)腐(fu)蝕問題進行(xing)分(fen)(fen)析，且盡(jin)早采取針對性的(de)防腐(fu)蝕措施(shi)，降低由腐(fu)蝕導(dao)致(zhi)的(de)維護成本。

中海(hai)石油氣電(dian)集團(tuan)有(you)限責任(ren)公司的(de)工程師們結合LNG接(jie)(jie)收站(zhan)目前腐(fu)蝕(shi)現(xian)狀，對(dui)(dui)LNG接(jie)(jie)收站(zhan)內(nei)鋼管樁、緊固件、保冷(leng)(leng)管道(dao)及(ji)非保冷(leng)(leng)低溫(wen)管道(dao)等高腐(fu)蝕(shi)風險(xian)區域設施設備和管線的(de)腐(fu)蝕(shi)情況(kuang)進行介紹，對(dui)(dui)現(xian)場可采用的(de)防腐(fu)措施進行分析，以期對(dui)(dui)后(hou)期LNG接(jie)(jie)收站(zhan)的(de)運營維護提(ti)供參考。

鋼管樁的腐蝕與防(fang)護

1鋼管樁的腐蝕問題

LNG運(yun)輸(shu)船需要在卸(xie)料(liao)(liao)碼頭(tou)完成LNG卸(xie)料(liao)(liao)或返輸(shu)操(cao)作，卸(xie)料(liao)(liao)碼頭(tou)一般設(she)計成距海平(ping)面10米左(zuo)右的操(cao)作平(ping)臺。此外，為了減少(shao)廠區(qu)占地，部分(fen)接收站工(gong)藝放空管(guan)線(xian)和火炬也(ye)設(she)置于碼頭(tou)平(ping)臺之上。

LNG接收站一般采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)管(guan)灌注(zhu)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)支(zhi)撐平臺荷載，因此(ci)鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)數(shu)量眾多，以某東南沿海LNG接收站為(wei)例，其鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)有(you)360余(yu)根。鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)身一般為(wei)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)螺旋雙(shuang)面埋弧焊接卷(juan)制(zhi)而成的Q345B鋼(gang)(gang)管(guan)。管(guan)體焊縫經過100%超聲檢測(ce)和X射線檢測(ce)后進(jin)行防腐蝕涂(tu)(tu)層(ceng)涂(tu)(tu)裝。鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)的防腐蝕涂(tu)(tu)層(ceng)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)重防腐蝕涂(tu)(tu)層(ceng)系(xi)統(tong)，同(tong)時(shi)設置犧牲陽極(ji)保(bao)護系(xi)統(tong)對(dui)水(shui)下部分進(jin)行防護。鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)底漆為(wei)無溶(rong)劑環(huan)氧漆；面漆采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)無溶(rong)劑聚氨(an)酯面漆，涂(tu)(tu)層(ceng)的設計使用(yong)(yong)(yong)(yong)年限不少于(yu)30年，涂(tu)(tu)層(ceng)在沉樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)前(qian)涂(tu)(tu)裝。犧牲陽極(ji)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)鋁-鋅-銦-鎂-鈦犧牲陽極(ji)塊。運營(ying)8年后，在鋼(gang)(gang)管(guan)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)飛濺(jian)區、潮差區可(ke)見明(ming)顯的涂(tu)(tu)層(ceng)破損，沿焊縫和涂(tu)(tu)層(ceng)破損處產生了明(ming)顯銹(xiu)蝕，如圖1所示，且隨著運營(ying)年限的增加，腐蝕面積(ji)逐漸(jian)擴大。

圖1 某LNG接收站碼(ma)頭鋼管樁的銹蝕(shi)

對(dui)于鋼(gang)管樁(zhuang)腐蝕(shi)規律的(de)研(yan)究(jiu)有很多。侯保榮等通過試驗研(yan)究(jiu)發現，根據腐蝕(shi)機理的(de)不(bu)同，鋼(gang)管樁(zhuang)的(de)腐蝕(shi)區(qu)域(yu)可分為大(da)氣(qi)區(qu)、飛濺(jian)區(qu)、潮差區(qu)、水(shui)下區(qu)、泥(ni)下區(qu)。其中，飛濺(jian)區(qu)由于干濕(shi)交(jiao)替，鹽分富集，且(qie)紫外線強(qiang)烈，浪花(hua)沖(chong)擊，是腐蝕(shi)速率最快的(de)區(qu)域(yu)。盡管在(zai)鋼(gang)管樁(zhuang)設(she)計(ji)中采用(yong)了涂(tu)層和犧(xi)牲陽極(ji)雙(shuang)重防腐蝕(shi)措施(shi)，但表(biao)面處理不(bu)合格、涂(tu)層缺陷(xian)及海(hai)(hai)水(shui)或(huo)海(hai)(hai)冰的(de)沖(chong)擊都會導致鋼(gang)管樁(zhuang)腐蝕(shi)加(jia)劇(ju)。LNG接收站碼頭(tou)鋼(gang)管樁(zhuang)現場腐蝕(shi)情(qing)況，也印證了該分析結論(lun)。

2鋼管樁(zhuang)的防(fang)腐蝕(shi)措施

選擇耐蝕(shi)(shi)性更好的(de)(de)鋼(gang)管樁(zhuang)基體材料，采用(yong)更好的(de)(de)環(huan)境隔離防護措施(shi)例如金(jin)屬熱(re)噴(pen)涂(tu)、重防腐蝕(shi)(shi)涂(tu)料、包(bao)覆(fu)防腐蝕(shi)(shi)技術等(deng)是解決鋼(gang)管樁(zhuang)腐蝕(shi)(shi)問題(ti)的(de)(de)有效(xiao)措施(shi)。

01耐蝕基體材料

出(chu)于(yu)經濟(ji)性目的，碼頭鋼(gang)管樁一般采(cai)用碳(tan)鋼(gang)材(cai)料，如果后(hou)期(qi)的防腐蝕維護成本過(guo)高，則有必要采(cai)用更加耐(nai)腐蝕的基體材(cai)料，以(yi)達到全生命周(zhou)期(qi)的經濟(ji)性。

相關研(yan)究表明增(zeng)加不銹鋼中Cr含(han)量(liang)、Mo含(han)量(liang)能(neng)(neng)提(ti)高不銹鋼耐海(hai)水腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。P、Si等元素(su)的(de)加入對(dui)改善低合金(jin)鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)也(ye)有較大作用(yong)，S、Al、V等元素(su)能(neng)(neng)促進(jin)鋼的(de)腐蝕(shi)過程。微量(liang)元素(su)對(dui)鋼材耐蝕(shi)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)主要(yao)是通(tong)過加速生(sheng)成具有保護作用(yong)的(de)γ型羥基氧化(hua)鐵，阻(zu)止水、氯(lv)離子等進(jin)入一步滲入和氧化(hua)作用(yong)的(de)發(fa)展(zhan)。

雖然(ran)通過改進(jin)材(cai)料(liao)的(de)元素組成和(he)熱處理工藝來(lai)提(ti)高(gao)鋼管樁基體材(cai)料(liao)耐蝕性(xing)(xing)的(de)方法(fa)成本較高(gao)，容易被忽(hu)略，但是(shi)材(cai)料(liao)本身耐蝕性(xing)(xing)的(de)提(ti)高(gao)對維持(chi)結構(gou)長期性(xing)(xing)能來(lai)講是(shi)非常重要的(de)，在工程化設計中應予以考慮。

02金屬涂層

金(jin)屬(shu)涂層(ceng)(ceng)(ceng)一般(ban)指利用火焰噴涂或電弧噴涂將涂層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)熔融噴涂到基體(ti)金(jin)屬(shu)表面(mian)形成一層(ceng)(ceng)(ceng)半合金(jin)狀態的金(jin)屬(shu)隔膜層(ceng)(ceng)(ceng)，主要起(qi)屏蔽水(shui)、氯(lv)離子和氧(yang)等(deng)腐蝕介(jie)質的作用，同(tong)時金(jin)屬(shu)涂層(ceng)(ceng)(ceng)的電極電位比鐵的更低，因此(ci)涂層(ceng)(ceng)(ceng)還(huan)可以充(chong)當犧牲陽(yang)極。

海(hai)洋防腐蝕領域經常(chang)采用Al及Zn-Al合(he)金(jin)作為(wei)金(jin)屬(shu)涂(tu)(tu)層(ceng)。熱(re)噴涂(tu)(tu)Al涂(tu)(tu)層(ceng)硬度高，耐蝕性強，其氧化產物Al2O3為(wei)一(yi)層(ceng)致密的(de)氧化膜，能(neng)進一(yi)步阻(zu)止(zhi)基體的(de)腐蝕，然而Al涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)孔隙率太(tai)大，不適宜單獨作為(wei)金(jin)屬(shu)涂(tu)(tu)層(ceng)；Zn-Al合(he)金(jin)涂(tu)(tu)層(ceng)克(ke)服了(le)(le)這一(yi)缺點(dian)，且保(bao)留了(le)(le)Al涂(tu)(tu)層(ceng)表面的(de)鈍化效果，具有廣(guang)闊的(de)應用潛力。

相關(guan)研(yan)究表(biao)明(ming)，在海(hai)洋環境中(zhong)，Al涂(tu)層(ceng)和Zn-Al涂(tu)層(ceng)的腐蝕速(su)率(lv)為0.3~8.4μm/a，涂(tu)層(ceng)厚度(du)為200μm時，使用壽命可(ke)達(da)20年(nian)以上(shang)。該技(ji)術在LNG接(jie)收(shou)站的開架式(shi)海(hai)水氣化器中(zhong)已經得(de)到了廣泛(fan)應用。

但(dan)該(gai)技(ji)術缺點是工藝復雜、成(cheng)本較高、熔(rong)融顆粒堆積容易生產微孔(kong)隙使(shi)腐蝕介質滲透。另外，鋼管樁經(jing)常面臨(lin)海冰(bing)沖擊、船碰撞(zhuang)等機(ji)械沖擊，容易發(fa)生破損，且現場(chang)維(wei)護技(ji)術要求高，其外表(biao)也需要涂覆(fu)封閉涂料。

03耐蝕(shi)合金(jin)護套(tao)

針(zhen)對(dui)鋼管樁(zhuang)腐(fu)蝕(shi)(shi)風(feng)險較高(gao)的飛(fei)濺區(qu)(qu)(qu)和潮(chao)差區(qu)(qu)(qu)，在其(qi)表面增(zeng)設(she)耐(nai)蝕(shi)(shi)合金(jin)護套也是一(yi)種防腐(fu)蝕(shi)(shi)方(fang)法。研究(jiu)表明，用美國國際鎳公司開發的400號蒙(meng)乃爾合金(jin)作為外海鋼結(jie)構飛(fei)濺區(qu)(qu)(qu)防護板(ban)，其(qi)使用壽命可(ke)超過20年。類似的材(cai)(cai)料(liao)(liao)還有Cu-Ni合金(jin)（90/10，70/30）合金(jin)、奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼等(deng)。但這些(xie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)價(jia)格昂貴，且(qie)與基體材(cai)(cai)料(liao)(liao)存在電(dian)極電(dian)位差，容易發生(sheng)電(dian)偶(ou)腐(fu)蝕(shi)(shi)，如周圍不設(she)置防護裝置，容易被停(ting)靠(kao)的船只撞擊(ji)破壞，因此其(qi)推廣受到一(yi)定限制(zhi)。

04復層防護系統

復層防(fang)護(hu)(hu)技(ji)術(shu)是針對(dui)鋼(gang)(gang)管樁(zhuang)(zhuang)的腐蝕特點，對(dui)已經建設的鋼(gang)(gang)管樁(zhuang)(zhuang)飛濺區(qu)和潮差(cha)區(qu)進(jin)行隔絕防(fang)護(hu)(hu)，通過(guo)添(tian)加防(fang)腐蝕材料和玻(bo)璃鋼(gang)(gang)護(hu)(hu)套(tao)使得(de)該技(ji)術(shu)更適合近海(hai)鋼(gang)(gang)結(jie)構、鋼(gang)(gang)管樁(zhuang)(zhuang)的防(fang)腐蝕維護(hu)(hu)。

中科院海洋所PTC技(ji)術(shu)就是(shi)其(qi)中典型代表。PTC技(ji)術(shu)是(shi)針對鋼管樁(zhuang)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)(hu)技(ji)術(shu)，由(you)內(nei)到外由(you)防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)膏、防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)帶(dai)、玻璃(li)(li)鋼護(hu)(hu)(hu)套組成。防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)膏和防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)帶(dai)中添(tian)加了抗腐蝕(shi)材料(liao)，具有優良的(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)(hu)(hu)性(xing)、黏(nian)附性(xing)、水和空(kong)氣(qi)隔絕性(xing)，并(bing)且長期(qi)不會變質(zhi)，能強(qiang)有力地黏(nian)附在鋼鐵設施表面(mian)達到長效(xiao)防(fang)(fang)(fang)腐蝕(shi)效(xiao)果。堅硬的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)玻璃(li)(li)鋼護(hu)(hu)(hu)套可以防(fang)(fang)(fang)止外部的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械沖擊(ji)和破壞，達到更好的(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)(hu)(hu)效(xiao)果。該(gai)技(ji)術(shu)包含的(de)(de)(de)(de)(de)復合防(fang)(fang)(fang)銹劑(ji)可以將(jiang)鐵銹轉化為(wei)穩定化合物，防(fang)(fang)(fang)止進一步銹蝕(shi)，降低表面(mian)處理要求。防(fang)(fang)(fang)銹劑(ji)含有不對稱結構的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)活性(xing)物質(zhi)，與金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)親和力比水更大，可以將(jiang)金屬(shu)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)水膜置換(huan)掉。復合防(fang)(fang)(fang)銹劑(ji)分(fen)子以極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)朝里，非極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)朝外的(de)(de)(de)(de)(de)逆型膠束(shu)狀態(tai)溶(rong)存于(yu)(yu)功能性(xing)基(ji)(ji)料(liao)中，吸附和捕(bu)集腐蝕(shi)性(xing)物質(zhi)，并(bing)將(jiang)其(qi)封存于(yu)(yu)膠束(shu)之中，從而實現了帶(dai)水作業目的(de)(de)(de)(de)(de)。

該(gai)(gai)方法在多個LNG接收站內(nei)進行了試驗，使用(yong)兩年(nian)后現場拆(chai)開，基(ji)材狀態完好，防護效果優良(liang)。工(gong)(gong)程經(jing)驗表明，使用(yong)該(gai)(gai)技術(shu)的部分海上(shang)鋼構服(fu)役壽命達到了30年(nian)以上(shang)。該(gai)(gai)技術(shu)的主要不足(zu)是施工(gong)(gong)工(gong)(gong)序較(jiao)多，防銹劑加工(gong)(gong)制(zhi)備難(nan)，一次性(xing)投資成本(ben)高。

05玻璃(li)鱗片重防腐(fu)蝕涂層

玻(bo)(bo)璃(li)鱗(lin)片重(zhong)防腐(fu)蝕(shi)涂(tu)料一般(ban)由無溶劑樹脂和玻(bo)(bo)璃(li)鱗(lin)片組(zu)成，其中玻(bo)(bo)璃(li)鱗(lin)片是阻隔氯(lv)離(li)子、水和氧(yang)等(deng)腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)的重(zhong)要成分，具有(you)極好的防腐(fu)蝕(shi)性能。

該種涂(tu)(tu)料的耐陰極(ji)剝(bo)離(li)性能(neng)、耐鹽(yan)霧腐(fu)蝕性能(neng)、耐人工(gong)海水腐(fu)蝕性能(neng)均(jun)能(neng)達到相(xiang)關標準要(yao)求。該系列涂(tu)(tu)層在北海石油平臺(tai)的使用壽(shou)命超過了30年。作(zuo)為涂(tu)(tu)料防護，該技術主要(yao)不足(zu)在于不能(neng)耐受較(jiao)大的機械沖擊(ji)，且(qie)需要(yao)嚴格的質量控制。

緊(jin)固件的腐蝕與(yu)防護

1緊固(gu)件的腐蝕問題

LNG接(jie)收站陸上單(dan)元部分往往距離海岸不超過1千米，是典型的沿(yan)海腐(fu)(fu)蝕(shi)環境(jing)，濕(shi)度大、光照強(qiang)烈、夏(xia)季溫(wen)度高，大氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)環境(jing)惡(e)劣。

LNG接收(shou)站的(de)法蘭連接、錨(mao)固件在(zai)設(she)計(ji)時(shi)并不會設(she)置專(zhuan)門防(fang)腐(fu)蝕措施，往往采用和(he)管體(ti)或結(jie)(jie)構相同的(de)防(fang)腐(fu)蝕涂(tu)層設(she)計(ji)。在(zai)施工過程時(shi)，需要先將管道和(he)設(she)備連接、試壓完成后開展防(fang)腐(fu)蝕涂(tu)漆施工，碳鋼(gang)管道和(he)結(jie)(jie)構涂(tu)漆干膜厚(hou)度一般(ban)(ban)小于(yu)320μm。涂(tu)漆施工中，往往不能完全覆蓋緊(jin)固件所有縫隙，結(jie)(jie)構邊緣涂(tu)漆質(zhi)量難以(yi)保障(zhang)，且(qie)在(zai)連接件或緊(jin)固件的(de)縫隙處一般(ban)(ban)有鹽分和(he)水分的(de)積存，縫隙內(nei)的(de)氧濃(nong)度也與周(zhou)圍環境(jing)不同，形成腐(fu)蝕微環境(jing)。錨(mao)固件和(he)法蘭需要安裝或者拆卸，在(zai)機加工面處不再設(she)計(ji)涂(tu)層防(fang)護(hu)，在(zai)腐(fu)蝕微環境(jing)中，容(rong)易發(fa)生縫隙腐(fu)蝕，如圖(tu)２所示(shi)。

圖(tu)2　某(mou)LNG接收站法蘭的縫(feng)隙腐蝕

在場站投(tou)產運營(ying)后，從(cong)經(jing)濟(ji)性和便捷性角度考慮(lv)，使(shi)用涂(tu)有(you)(you)工業(ye)潤滑脂的無(wu)紡布(bu)帶(dai)包(bao)纏(chan)法(fa)蘭螺栓(shuan)或使(shi)用帶(dai)有(you)(you)潤滑脂的螺栓(shuan)帽進行腐(fu)蝕防(fang)護。應(ying)用經(jing)驗(yan)表明，工業(ye)潤滑脂在高(gao)溫(wen)天氣下容(rong)易融化流失，無(wu)紡布(bu)帶(dai)在包(bao)纏(chan)時很容(rong)易脫落，對緊(jin)固件不能形成有(you)(you)效防(fang)護，亟待有(you)(you)效技術的開發。

2緊固件(jian)的防腐蝕措施

01螺栓基體防護

工程建設中螺栓基體材料可采用特殊的耐蝕處(chu)理(li)方法(fa)進行(xing)防護，例(li)如電鍍鋅處(chu)理(li)、熱(re)浸(jin)鋅處(chu)理(li)、噴涂(tu)達克羅涂(tu)層處(chu)理(li)、滲(shen)鋅處(chu)理(li)等。

電鍍鋅是通過電解過程(cheng)，在材料表面形成一(yi)層(ceng)均勻、致密(mi)的(de)金(jin)屬或(huo)者合金(jin)沉積層(ceng)。涂層(ceng)與螺栓之間(jian)為機械結(jie)合，鋅滲入(ru)基體(ti)深度(du)小于(yu)10μm。電鍍鋅層(ceng)作為犧牲陽極對基體(ti)起到防腐(fu)蝕作用(yong)。但(dan)這種工藝生產過程(cheng)污染(ran)嚴重(zhong)，涂層(ceng)附(fu)著力較低，耐蝕性一(yi)般。對于(yu)需經常拆(chai)卸的(de)緊固(gu)件，適用(yong)性并不理想。

熱浸(jin)鋅(xin)處(chu)理(li)是在(zai)460℃左右，在(zai)鍍(du)鋅(xin)槽中(zhong)將鋅(xin)材熔融，螺栓(shuan)基(ji)材表(biao)面處(chu)理(li)后(hou)浸(jin)入熔融鋅(xin)中(zhong)，使(shi)表(biao)面形成鋅(xin)鐵合金涂(tu)(tu)層，涂(tu)(tu)層厚度一般為(wei)15~110μm。熱浸(jin)鍍(du)鋅(xin)工藝成本低，效(xiao)率高，處(chu)理(li)量大，制備的涂(tu)(tu)層耐大氣腐蝕能(neng)力優于電(dian)鍍(du)鋅(xin)層的。然(ran)而，由于處(chu)理(li)溫(wen)度高，熱浸(jin)鍍(du)鋅(xin)會影響(xiang)材料的焊接性能(neng)和加(jia)工性能(neng)，涂(tu)(tu)層厚度不均勻，涂(tu)(tu)層厚度可控(kong)性差，附著力差，且(qie)鋅(xin)廢料過多(duo)，生產過程(cheng)污染(ran)嚴重(zhong)。

達克羅(luo)是一種包含鋅粉(fen)、鋁粉(fen)材料(liao)和鉻(ge)酸(suan)組成的防腐蝕(shi)涂料(liao)。該(gai)涂層厚度僅為4~8μm，通(tong)過片狀鋅、鋁層形成對腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)的屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。鉻(ge)酸(suan)與鋁粉(fen)、鋅粉(fen)以及(ji)(ji)螺栓基(ji)體發生(sheng)反應形成鈍化膜(mo)，增強基(ji)體的耐蝕(shi)性(xing)。此外，鋁粉(fen)和鋅粉(fen)還可以作(zuo)為犧牲陽(yang)極材料(liao)對螺栓基(ji)體進行陰(yin)極保(bao)護(hu)。但達克羅(luo)涂層與基(ji)體結合(he)力較電鍍(du)鋅層的還要低，且其(qi)使用(yong)過程涉及(ji)(ji)重金屬鉻(ge)，環境污染(ran)嚴重。

滲(shen)(shen)鋅處理是一種利用加熱狀態下(xia)金屬原(yuan)子的(de)(de)(de)滲(shen)(shen)透擴散作(zuo)用，在溫(wen)度(du)(du)(du)小于(yu)亞淬(cui)火溫(wen)度(du)(du)(du)條件下(xia)，將鋅滲(shen)(shen)入到螺(luo)栓表面，形成不同Zn-Fe比例的(de)(de)(de)合金滲(shen)(shen)層，改善和提高鋼構件的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕、表面氧化及機(ji)械磨損的(de)(de)(de)性能。形成的(de)(de)(de)合金滲(shen)(shen)層厚(hou)度(du)(du)(du)為20~110μm，厚(hou)度(du)(du)(du)可控(kong)，滲(shen)(shen)層均勻連續，附著力強，且無污(wu)染(ran)。

綜合比較以(yi)上(shang)幾種防腐蝕處(chu)理技術，滲鋅處(chu)理在(zai)涂層均勻性(xing)、耐蝕性(xing)、附著力(li)和環境影(ying)響方面均具(ju)有(you)明(ming)顯優勢，故在(zai)海上(shang)平(ping)臺(tai)項目(mu)上(shang)應用廣泛，例(li)如(ru)螺栓(shuan)(shuan)、馬腳(jiao)、U型(xing)架緊固件等(deng)。工(gong)程應用經驗(yan)表明(ming)，該技術可實現螺栓(shuan)(shuan)基材(cai)的長效防護。

02法蘭全包覆技術

法蘭包(bao)覆技術(shu)是一種(zhong)阻隔防(fang)銹(xiu)技術(shu)，該(gai)技術(shu)對結構表面除銹(xiu)等(deng)級要求低，且對復雜(za)異形構件具有很好的(de)(de)適應(ying)性。該(gai)技術(shu)包(bao)含阻銹(xiu)成分，同時能(neng)夠隔絕腐(fu)蝕(shi)(shi)介質，對于海上(shang)和沿海大(da)氣(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境中的(de)(de)管道法蘭、螺栓連(lian)接、閥門(men)等(deng)具有很好的(de)(de)防(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)作用。類似的(de)(de)技術(shu)包(bao)括氧化聚(ju)合型防(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)技術(shu)、熱(re)噴涂熱(re)塑性樹脂材料等(deng)。

中科院海洋(yang)所研發(fa)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)聚合(he)(he)型(xing)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)技術由三層(ceng)材(cai)料緊密結合(he)(he)而(er)成(cheng)，由內而(er)外(wai)為防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)膏(gao)、防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)帶(dai)、外(wai)防(fang)(fang)(fang)護劑(ji)，特殊的(de)異形部件還有塑型(xing)用防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)膠(jiao)泥。防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)膏(gao)直(zhi)接(jie)與(yu)被保(bao)護的(de)金屬(shu)基體(ti)接(jie)觸(chu)，防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)膏(gao)含有的(de)銹轉化(hua)(hua)(hua)成(cheng)分能(neng)將表(biao)面(mian)結構未處理干凈(jing)的(de)鐵(tie)銹轉化(hua)(hua)(hua)為氧化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)致密層(ceng)，防(fang)(fang)(fang)止(zhi)基體(ti)繼續氧化(hua)(hua)(hua)，起到除銹阻銹功能(neng)。防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)帶(dai)是(shi)采用無紡布浸漬防(fang)(fang)(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)樹脂，其具有良好(hao)(hao)的(de)密封(feng)性，可將腐(fu)蝕(shi)(shi)介質如鹽分、水(shui)分、氧等(deng)與(yu)基材(cai)隔(ge)絕(jue)開來。同時該(gai)材(cai)料具有阻燃性和耐(nai)老(lao)化(hua)(hua)(hua)性能(neng)。外(wai)防(fang)(fang)(fang)護劑(ji)是(shi)可固化(hua)(hua)(hua)的(de)防(fang)(fang)(fang)護材(cai)料，涂覆(fu)于防(fang)(fang)(fang)蝕(shi)(shi)帶(dai)表(biao)面(mian)，在氧參與(yu)條件下固化(hua)(hua)(hua)成(cheng)一層(ceng)堅(jian)韌的(de)膜層(ceng)，具有良好(hao)(hao)的(de)耐(nai)候性和密封(feng)性。

氧化聚合防(fang)腐(fu)蝕技術對(dui)法蘭表面處(chu)理(li)要(yao)求低，對(dui)復雜(za)結(jie)(jie)構適應(ying)性好，施工簡單，結(jie)(jie)構的防(fang)腐(fu)蝕壽命大(da)于30年(nian)，對(dui)環境(jing)影響較小，腐(fu)蝕防(fang)護效果良好，在LNG接(jie)收(shou)站(zhan)中(zhong)應(ying)用(yong)較多(duo)。該(gai)技術主要(yao)不足是法蘭拆卸較為(wei)繁瑣，材料很難重復利(li)用(yong)。

法(fa)(fa)蘭熱(re)噴(pen)涂技術是(shi)采用熱(re)泵將特殊熱(re)塑(su)性樹脂材料加熱(re)至熔融(rong)態后直接(jie)噴(pen)至法(fa)(fa)蘭面(mian)表面(mian)，冷卻固化后形(xing)成(cheng)一層(ceng)1~2ｍｍ厚薄膜，如圖3所示。

圖3 熱(re)塑性樹脂熱(re)噴涂涂層

法蘭(lan)熱噴(pen)涂技術對(dui)異(yi)形構件(jian)如法蘭(lan)、閥門、螺(luo)栓(shuan)、螺(luo)母的(de)(de)縫(feng)隙腐(fu)蝕具有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)適應性，同時(shi)(shi)，膜層具有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)彈性，能(neng)適應一定的(de)(de)形變。該膜層能(neng)隔絕外界(jie)腐(fu)蝕介質，同時(shi)(shi)能(neng)釋放出阻銹效(xiao)果的(de)(de)緩(huan)蝕劑(ji)，阻止銹蝕的(de)(de)縫(feng)隙進(jin)一步(bu)腐(fu)蝕。熱塑性樹(shu)脂的(de)(de)另一大(da)優(you)勢(shi)就是當需要拆(chai)卸(xie)時(shi)(shi)，剝離掉(diao)的(de)(de)材(cai)料可進(jin)行回收(shou)再利用，節省材(cai)料費用。這種材(cai)料能(neng)耐老(lao)化，在(zai)嚴苛的(de)(de)海上(shang)腐(fu)蝕環(huan)境(jing)中(zhong)使用壽命(ming)可達10年。工程應用經驗表明(ming)，該技術在(zai)某沿海LNG接收(shou)站(zhan)中(zhong)具有(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)防(fang)護效(xiao)果。但該技術使用時(shi)(shi)需要電加熱泵，涉及動火作業，且該設備有(you)(you)一定空間(jian)和高度(du)的(de)(de)要求，對(dui)于高架管廊場景有(you)(you)一定使用難度(du)，另外材(cai)料成本較(jiao)高，對(dui)低(di)溫管道防(fang)護適應性有(you)(you)待(dai)評(ping)估。

保(bao)冷管道的(de)腐蝕與防護

1保冷管(guan)道的(de)腐蝕問題

LNG接收站(zhan)的(de)工(gong)藝介質主要是(shi)液化天然氣，因此大(da)量的(de)管道和設(she)施需要采用保(bao)(bao)冷(leng)設(she)計。目前，國內外主流的(de)LNG管道保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)有兩類：一種是(shi)以泡(pao)沫玻(bo)璃、聚異(yi)氰酸酯泡(pao)沫（PIR）為(wei)(wei)代(dai)表的(de)硬質保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)；另一類是(shi)以發泡(pao)彈性(xing)體為(wei)(wei)代(dai)表的(de)柔性(xing)保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)。其中，以前者的(de)應用最為(wei)(wei)廣泛(fan)。

在(zai)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)設計(ji)(ji)中，硬質保(bao)(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料被設計(ji)(ji)成多(duo)層(ceng)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)結(jie)構，同層(ceng)錯(cuo)縫(feng)(feng)(feng)，鄰層(ceng)壓縫(feng)(feng)(feng)。保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)與鋼管之(zhi)間(jian)設置過渡(du)層(ceng)和伸縮接頭。每層(ceng)硬質保(bao)(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料外表(biao)面均需敷設連(lian)續(xu)的防潮(chao)層(ceng)以提高防潮(chao)性能(neng)，防潮(chao)層(ceng)由瑪蹄脂或(huo)PAP鋁箔(bo)和專(zhuan)用黏(nian)結(jie)劑(ji)組成。保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)最(zui)外側采用不銹鋼或(huo)鍍鋁鐵皮作為外護套，接縫(feng)(feng)(feng)處(chu)用黏(nian)結(jie)劑(ji)密封。按照相(xiang)關設計(ji)(ji)標準，保(bao)(bao)(bao)冷(leng)管道外壁(bi)溫度(du)(du)應高于(yu)環(huan)境露點溫度(du)(du)1~3℃。隨著運行(xing)時間(jian)的延(yan)長，保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)的保(bao)(bao)(bao)冷(leng)效(xiao)果會逐漸(jian)劣化，普遍存(cun)在(zai)漏冷(leng)量逐漸(jian)增大、表(biao)面凝露等情(qing)況(kuang)，加之(zhi)沿(yan)海鹽霧環(huan)境影響，保(bao)(bao)(bao)冷(leng)護套銹蝕(shi)時有(you)發生。而停車更(geng)換保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)存(cun)在(zai)難度(du)(du)大，窗(chuang)口(kou)期短，費用昂貴(gui)等問題(ti)。

2保冷管道的防腐蝕措(cuo)施(shi)

01新型(xing)保冷材料(liao)

鑒于傳統(tong)的(de)保(bao)冷材料PIR一旦劣化(hua)后，難以更換，嘗試將原(yuan)有保(bao)冷材料與保(bao)冷性能更為優異的(de)納米氣(qi)凝膠保(bao)冷材料復合的(de)保(bao)冷方案用于LNG接收站。

該復合保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)方案中，保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)層內層材料仍然為(wei)經(jing)濟性(xing)(xing)好的(de)(de)(de)PIR，采用(yong)(yong)瑪蹄(ti)脂對其進(jin)行(xing)密封后，用(yong)(yong)納(na)(na)米(mi)(mi)氣凝膠氈(zhan)墊作為(wei)外層保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)材料，最外層也(ye)仍然采用(yong)(yong)不(bu)銹鋼或(huo)鍍鋁鋼板護套。鑒于(yu)(yu)常溫下(xia)納(na)(na)米(mi)(mi)氣凝膠氈(zhan)導熱(re)系數小于(yu)(yu)0.021W/（m·K），在(zai)(zai)同樣設計條件(jian)下(xia)，采用(yong)(yong)新(xin)型保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)材料的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)層厚度(du)較薄，這(zhe)對于(yu)(yu)空間受(shou)限的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)管道來說是很(hen)好的(de)(de)(de)解決方案。隨著運行(xing)時間的(de)(de)(de)延(yan)長，保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)層保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)性(xing)(xing)能(neng)劣化后，納(na)(na)米(mi)(mi)氣凝膠氈(zhan)墊可以(yi)拆(chai)卸換(huan)裝，在(zai)(zai)保(bao)(bao)(bao)證良好的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)(leng)性(xing)(xing)能(neng)同時，避免了PIR不(bu)能(neng)拆(chai)卸的(de)(de)(de)缺陷。

但(dan)是(shi)，納(na)米(mi)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)價格較PIR價格仍然偏高(gao)，在(zai)(zai)保(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)中(zhong)完全(quan)使用(yong)經濟性較差。目前納(na)米(mi)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)國外天然氣液化工廠、LNG接收站(zhan)等項目中(zhong)應用(yong)廣泛。在(zai)(zai)福建(jian)LNG接收站(zhan)中(zhong)，納(na)米(mi)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)已(yi)部(bu)分替代傳統(tong)保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)(liao)，且其保(bao)(bao)冷(leng)效(xiao)果優于傳統(tong)保(bao)(bao)冷(leng)材(cai)料(liao)(liao)。

02紫外光固化玻(bo)璃纖維(wei)增強護套材料

保冷層(ceng)中(zhong)腐蝕風(feng)險最大的(de)是外部不銹鋼或鍍鋁鋼板(ban)，而使用聚合物(wu)復合材(cai)料，則完全(quan)可(ke)以避免腐蝕風(feng)險。

美國Shell公(gong)司的(de)(de)(de)天然(ran)氣液化工廠采用(yong)(yong)(yong)了(le)一種紫外(wai)光(guang)固(gu)化玻(bo)璃纖維增強(qiang)的(de)(de)(de)聚酯復(fu)合(he)材(cai)料作為(wei)保(bao)冷(leng)(leng)層材(cai)料外(wai)護套。這種材(cai)料在未發生固(gu)化反應前為(wei)柔(rou)性的(de)(de)(de)彈性材(cai)料，可(ke)直接(jie)包覆在保(bao)冷(leng)(leng)層外(wai)表面，采用(yong)(yong)(yong)特定的(de)(de)(de)低(di)溫膠對搭接(jie)處進(jin)行密封，經(jing)5~20min紫外(wai)光(guang)照即可(ke)實現固(gu)化。固(gu)化后材(cai)料具(ju)有優異的(de)(de)(de)力(li)學(xue)性能(neng)，且(qie)導熱系(xi)數(shu)低(di)至(zhi)0.1W/（m·K），具(ju)有一定的(de)(de)(de)保(bao)冷(leng)(leng)作用(yong)(yong)(yong)。該(gai)材(cai)料還(huan)具(ju)有一定的(de)(de)(de)防火阻燃性能(neng)，且(qie)耐化學(xue)、鹽霧(wu)腐蝕，耐海水浸泡，完全避免(mian)了(le)保(bao)冷(leng)(leng)管道外(wai)金屬護套的(de)(de)(de)腐蝕風險。已有工程經(jing)驗顯示，其使用(yong)(yong)(yong)壽命可(ke)達10年以上。有拆卸需求時(shi)，拆除的(de)(de)(de)材(cai)料能(neng)夠回(hui)收(shou)再利用(yong)(yong)(yong)。

根據GB 50264-2013《工(gong)業(ye)設備及(ji)(ji)管(guan)道(dao)絕熱工(gong)程設計規(gui)范》標準規(gui)定(ding)，對于貯存或輸送(song)易燃(ran)、易爆物料(liao)的(de)(de)設備及(ji)(ji)管(guan)道(dao)以及(ji)(ji)與其鄰近(jin)的(de)(de)管(guan)道(dao)，其保(bao)護(hu)層必(bi)須采用(yong)不低(di)于GB 8624-2012《建筑材(cai)料(liao)及(ji)(ji)制(zhi)品燃(ran)燒性能(neng)分級(ji)》標準中規(gui)定(ding)的(de)(de)A2級(ji)材(cai)料(liao)。聚合物復合材(cai)料(liao)不能(neng)完全做(zuo)到不燃(ran)等級(ji)。因此，目(mu)前該技術(shu)在(zai)國內LNG項(xiang)目(mu)中應(ying)(ying)用(yong)受限(xian)。根據該材(cai)料(liao)在(zai)國外LNG項(xiang)目(mu)應(ying)(ying)用(yong)經驗(yan)，國內應(ying)(ying)突(tu)破保(bao)護(hu)材(cai)料(liao)設計標準的(de)(de)限(xian)制(zhi)，更好地(di)服務(wu)于LNG保(bao)冷管(guan)道(dao)腐蝕防護(hu)領域。目(mu)前，國內有接收站將該種材(cai)料(liao)用(yong)于公用(yong)工(gong)程管(guan)線、消防管(guan)線和鋼結(jie)構的(de)(de)外表面防護(hu)，防護(hu)效果明顯。

非保冷低溫管道的腐蝕(shi)與防(fang)護(hu)

1非保冷低溫管道的腐蝕(shi)問題

大多(duo)數(shu)LNG接收(shou)站都具備氣化(hua)外輸功能，通過與海水(shui)進行換(huan)熱，將LNG氣化(hua)為天然氣，并(bing)輸送至高(gao)(gao)壓管(guan)(guan)(guan)(guan)網(wang)并(bing)網(wang)。天然氣氣化(hua)后溫(wen)度仍然較(jiao)(jiao)低，一般低于10℃，在高(gao)(gao)濕炎熱氣候環(huan)境中，管(guan)(guan)(guan)(guan)道表面容易(yi)(yi)長時(shi)間(jian)凝露，加之沿(yan)海鹽霧(wu)環(huan)境，容易(yi)(yi)導致涂(tu)層失效(xiao)，使基體(ti)材料腐蝕(shi)。外輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道一般為碳鋼材質(zhi)，根(gen)據外輸要(yao)求(qiu)確定管(guan)(guan)(guan)(guan)道壓力等(deng)級(ji)和管(guan)(guan)(guan)(guan)徑(jing)。由于該處管(guan)(guan)(guan)(guan)道壓力較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，且運(yun)送介質(zhi)為易(yi)(yi)燃易(yi)(yi)爆的(de)天然氣，故難以停工維(wei)護(hu)(hu)，一旦發生腐蝕(shi)，風險很高(gao)(gao)，維(wei)護(hu)(hu)作業困難。目前，該處管(guan)(guan)(guan)(guan)道防(fang)腐蝕(shi)涂(tu)層一般采用環(huan)氧(yang)富鋅涂(tu)料體(ti)系，干膜(mo)厚度滿足(zu)相(xiang)關標準要(yao)求(qiu)，并(bing)未(wei)做(zuo)特(te)殊的(de)防(fang)腐蝕(shi)處理。

2非保冷低溫管道的防(fang)腐蝕措施

01耐水涂料(liao)

針對非保冷低溫管道的(de)腐蝕環(huan)境，有必要使用(yong)(yong)能(neng)夠在0~10℃環(huan)境中固(gu)化的(de)耐水級(ji)涂料。目前，耐水涂料技(ji)術十分成熟，產品(pin)也較為豐富，主(zhu)要用(yong)(yong)于海上飛濺區(qu)、潮差區(qu)、水下及埋地(di)等重防腐蝕區(qu)域。

國外某公司開發的(de)改性環氧(yang)耐水涂(tu)(tu)料可在(zai)浸水情(qing)況下繼(ji)續固化，適用于潮汐和波浪環境，在(zai)氧(yang)化及(ji)輕微潮濕的(de)表面也(ye)可進行(xing)施工，一般浸水環境配套干膜厚度為450μm左(zuo)右。氟碳類涂(tu)(tu)料也(ye)具有優異的(de)耐水和防腐蝕性能，可綜合產(chan)品經(jing)濟(ji)性進行(xing)選擇。

02管道布置設計優化

為降低非保冷低溫管道(dao)的外腐蝕風(feng)險，應在接(jie)收站(zhan)設(she)(she)(she)計建設(she)(she)(she)階段(duan)，考慮(lv)腐蝕因(yin)素，提(ti)高防腐蝕設(she)(she)(she)計等級。管道(dao)應盡量布置在通風(feng)處(chu)，盡可(ke)能降低凝露狀態，管道(dao)設(she)(she)(she)計高度(du)盡量便于維護和檢查(cha)。

結束語

隨(sui)著我國(guo)清潔(jie)能源利用(yong)程(cheng)度的加大，LNG接收站(zhan)作(zuo)為(wei)天(tian)然氣儲(chu)運行(xing)業重要基礎設(she)施，迎來了建設(she)大潮。腐(fu)(fu)蝕(shi)對LNG接收站(zhan)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)(ben)的影響是一個長期(qi)(qi)過程(cheng)，在項目(mu)(mu)前(qian)期(qi)(qi)（設(she)計(ji)建設(she)期(qi)(qi)）加大對腐(fu)(fu)蝕(shi)防(fang)護(hu)的重視，能極大節省后(hou)期(qi)(qi)由(you)于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)導致(zhi)的維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)(ben)。中海(hai)油是國(guo)內最(zui)早(zao)進入LNG行(xing)業的油氣公司，在LNG接收站(zhan)運營(ying)方面積累了一定的經驗。本(ben)(ben)工作(zuo)旨在總結國(guo)內LNG接收站(zhan)運行(xing)期(qi)(qi)間的防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)問題，提(ti)出(chu)了改進措施和建議，以期(qi)(qi)對目(mu)(mu)前(qian)在建和規劃(hua)項目(mu)(mu)提(ti)供參考。