无溶剂环氧导静电防腐涂料的研制及性能测试

无溶剂环氧导静电防腐涂料的研制及性能测试

宋广成1,刘建卡2
(1.中国石油石化防腐蚀新技术开发中心,北京100101;2. 优龙(北京)重防腐涂料有限公司,北京100089)

1 概述
随着我国现代石化工业建设的迅速发展,我国石油石化防腐工业对油品储罐内部导静电防腐及其涂装工艺在“环保、安全、性能和成本”等方面都提出了新的更高的要求。本文针对溶剂型导静电涂料在油品储罐防腐工程中存在的“溶剂挥发严重污染环境;低闪点的溶剂型导静电涂料在密闭的油品储罐中涂装存在易燃易爆风险;喷砂后粉尘对钢表面造成二次污染、水溶性盐对钢表面的附着清洗以及空气湿度对涂装质量的影响”等一系列难题,展示了一种创新的优龙无溶剂环氧导静电防腐涂料涂层体系和先进环保的超高压水射流表面处理新工艺。优龙无溶剂环氧导静电涂料以其“生态环保、安全施工、可在100%潮湿带闪锈瞬锈钢表面直接涂装并产生大于10 MPa 的超强附着力”的优异特性,从根本上解决了长期困扰我国石油石化工业油品储罐防腐中环保、安全、长效防腐的技术难题。

2 溶剂型导静电涂料与涂装存在的问题
据《中国腐蚀调查报告》介绍,全球每90 s 就有1 t 钢铁腐蚀成铁锈。我国2008 年腐蚀损失接近2 万亿元人民币,其中海洋工程、船舶以及石油石化等行业是腐蚀的重灾户,直接经济损失约占全行业生产总值的6%。国内外专家调查分析,产生如此巨大的腐蚀损失,其主要原因是传统的防腐涂料,其涂层防腐寿命完全取决于理想化的表面处理级别,即Sa2.5~3 级。然而,目前国内普遍使用的严重污染环境的喷干砂的方法是无法达到上述严格的表面处理标准的,由于喷干砂产生的粉尘对钢表面的二次污染、水溶性盐的超标及空气湿度的影响等多种原因,国内绝大多数的防腐工程其表面处理质量均达不到涂装标准要求。据统计,国内有75%以上的重防腐工程都不同程度地产生防腐涂层提前失效的现象,使得重防腐工程有名无实。金属和混凝土的严重腐蚀,给我国经济建设造成巨大的损失。
传统的溶剂型涂料与涂装存在以下问题:
⑴表面处理必须达到Sa2.5 级涂装标准;
⑵金属表面粗糙度必须保证在40 ~ 90 μm 之间;
⑶涂层附着力低,一般只有3 ~ 5 MPa;
⑷喷砂后粉尘飞扬,造成涂装钢表面二次污染,没有好的办法清洁;
⑸空气中水溶性盐等腐蚀介质含量要求小于7μg/m2,又不能用水清洗;
⑹钢表面不能有闪锈、瞬锈和微锈;
⑺不能直接在潮湿的钢表面涂装施工;
⑻有露点限制;
⑼边棱和焊缝涂装困难,是涂层最易损坏的部位;
⑽溶剂的挥发使涂层表面产生针孔;輥輯訜闪点低(23 ℃),密闭环境下施工有易燃易爆的风险。
从上述存在的问题可以看出,国内目前普遍使用的喷砂处理方法和简单的吹吸扫除尘工艺,是不可能实现传统溶剂型涂料要求的表面处理必须达到Sa2.5~ 3 级的涂装标准的。国内外的防腐专家和工程师们都在积极思考并迫切希望解决上述问题。

3 对防腐新需求和发展新趋势的评价
随着我国政府制定并颁布执行“环保、安全、节能减排”等工业经济建设可持续发展战略,以及国际海事组织对中国船舶工业强制执行的“IMO”新的涂装标准,我国防腐工业对防腐涂料与涂装提出了新的需求,这些新需求推动了防腐涂料与涂装的创新趋势。
3.1 新需求
3.1.1 性能
人们在研究涂料的高性能和涂层长效防腐的过程中,往往忽略如上所述的传统溶剂型涂料存在的问题,这些问题恰恰就是导致防腐涂层提前失效的主要原因,所以应从性能上加以改进。
3.1.2 环境
我国政府颁布实施“环保、安全、节能减排”的工业发展战略,制订了一系列新的法律法规和环保强制规定,如限制粉尘排放、减少溶剂挥发和废弃物处理等。为了保护我国的生态环境,造福于子孙后代,环境友好型涂料是研发的主要方向。
3.1.3 成本
防腐工程是由涂料与涂装两个部分组成的,人们往往只关心防腐涂料的价格,却忽视了涂装成本。涂料是半成品,只有经过“涂装”形成涂层才能得到最终成品。我国防腐业有一句俗话:“三分涂料,七分施工”,这足以说明防腐工程施工的困难。据《中国腐蚀调查报告》介绍,涂料与涂装的费用比例如下:海洋工程和船舶为1 ∶ 8;石油化工为1 ∶ 5;一般钢结构为1 ∶ 3。从上述费用比例可以看出,在防腐工程中,涂料的成本占总成本的15% ~ 30%。涂装成本包括表面准备成本、时间成本、环境成本、废物处理成本、安全程序成本等,占总成本的70%~ 85% 。通过提高涂料的各种技术性能指标,可以大大简化表面处理与涂装标准和工序、减少时间成本和环保、安全以及废弃物处理成本,从而可以大幅度降低防腐工程的综合成本。
3.1.4 安全
⑴干喷砂和机械打磨除锈容易产生火花,在易燃易爆环境里进行表面处理(如压载舱、油舱、储油罐等密闭环境),要做安全程序风险评估。
⑵在涂装施工中要考虑低闪点溶剂的挥发会产生积聚爆炸,要做好充分的通风保证措施,确保施工安全万无一失。
⑶基于以人为本,要更多地关注喷干砂粉尘飞扬和在涂装中有害溶剂挥发对操作工人身体健康的影响;尤其是在密闭环境下喷干砂的粉尘对操作工人身体健康会产生严重的伤害。
在我国防腐工业关注“环保、安全、性能、成本”的防腐涂料与涂装发展的新需求中,环保与安全是防腐工业发展的前提条件,综合成本的降低和防腐涂层寿命的提高是防腐业追求的目标。然而,高性能的防腐涂料与涂装技术的创新研究是解决我国防腐工业发展的新需求的关键。

3.2 新趋势
由于油品储罐内防腐涂装是在密闭、通风不良的环境下施工,环保安全的超高压水射流表面处理新工艺的推广应用以及研制可在潮湿带锈钢表面直接涂装、超强附着力和高边棱涂装率等高性能的无溶剂环氧导静电涂料已成为我国石化油品储罐防腐领域发展的新趋势。
3.2.1 超高压水射流表面处理新工艺
使用超高压水射流进行钢结构表面处理有许多优势:工作压力达到250 MPa 以上的超高压水射流装备,其高速射流在喷嘴出口的速度达到3 倍的音速;超高压水射流用来清洗钢板表面的“氧化皮、铁锈、破损的漆膜”所向披靡,在瞬间清洗到金属发白基体;经超高压水处理的金属表面没有喷干砂的粉尘二次污染,表面洁净,水溶性盐等腐蚀性介质含量几乎为零,对环境无污染,降低了安全风险,不会破坏原有的表面粗糙度,涂装区域无需再次糙化。基于对环保和安全问题的关注,超高压水射流表面处理工艺更能符合正在运行、不能停产的海洋工程、船舶工程及石化工程的防腐涂装需要,这一点已经形成普遍共识。但是,先进环保的超高压水射流表面处理技术的使用,也随之带来金属表面产生的潮湿、闪锈和瞬锈等不利因素。为了建立可靠的超高压水射流表面处理涂装标准,要对喷砂超过Sa2.5 级的涂层性能和在潮湿有闪锈环境下的涂层性能进行附着力和防腐保护性能的对比。过去,有大量的关于在严酷的海洋腐蚀环境下,使用超高压水射流表面处理进行海洋工程设施维护防腐的报告,这些防腐工程在高度潮湿环境中施工,却没有在潮湿环境下能够直接涂装施工的涂料,而为了干燥涂装表面,又导致了施工间隔时间延长,在涂装表面最终干燥时经常出现过多的闪锈和大量危险的水溶性盐。这又需要重新进行喷砂和除盐处理,而这一循环可能永远地重复下去,最终的结果只能是放弃这一涂装工作或者降低涂装标准继续施工。

水溶性盐含量和粉尘二次污染的问题是必须认真对待的,它直接影响到涂层质量和防腐寿命。实际上,在经过超高压水处理后,能够立即达到SC-1 的条件,但在海洋环境条件下,表面上含盐的污染物将很快出现,干燥后风险超过SC2(7 μg/m2 氯化物)。如果可能在无需干燥、只经过喷砂或超高压水清洗后马上涂装,就很容易达到氯化物含量小于3 ~ 4 μg/m2 的水平。然而,目前我国海洋工程与船舶维修防腐工程的水溶性盐及各种腐蚀介质含量却大大超过200 μg/m2。从上述分析可以看到,超高压水射流表面处理技术的推广使用,必须要研制可以在100%潮湿带闪锈表面直接涂装的高性能涂料。图1 是电子显微镜下干喷砂表面处理的金属表面。图中下部用线圈起来的是未喷砂前的放大的水溶性盐;上部分用线圈起来的是喷砂后藏在金属坑凹不平处的放大的水溶性盐和残留在金属针孔中的水溶性盐,用喷砂方法是不能把金属针孔和坑凹不平处水溶性盐清除干净的。图2 表示的是用超高压水清洗后的金属表面,用线圈起来的放大的金属表面针孔清晰可见。超高压水以其3 倍超音速冲击金属表面,无孔不入的超高压水可以把金属针孔和坑凹不平处的水溶性盐彻底清除干净。干喷砂可以解决钢结构表面的粗糙度,但却不能解决水溶性盐在钢表面的超标附着。

3.2.2 无溶剂环氧导静电涂料
无溶剂环氧导静电涂料是环保的,固体含量100%,无有害气体挥发,施工安全,尤其是涂层经过原油或各种油品浸泡后,其防腐导静电性能非常稳定,这是其它溶剂型导静电涂层无法比拟的。无溶剂环氧涂层消除了溶剂型涂料在金属针孔中存留的溶剂所引发的涂层缺陷,同时克服了由于溶剂挥发造成漆膜表面产生针孔,破坏了涂层的屏蔽和防水汽渗透等问题。国内外重防腐涂料专家的研究表明,防腐涂料可以在潮湿表面涂装,并且产生的附着力越高,其防腐寿命越长。众所周知,传统的溶剂型涂料的防腐能力主要依赖于钢表面的粗糙度和清洁度,涂装表面粗糙度和清洁度越好,其涂层的附着力越高。超高压水射流处理的钢表面只有清洁度,没有粗糙度,钢表面还会迅速产生瞬锈和闪锈。在这种情况下,要提高无溶剂环氧导静电涂层的附着力,必须要解决“无溶剂环氧导静电涂料在潮湿带锈表面直接涂装以及漆料与金属基体、氧化铁和水通过化学反应,产生大于10 MPa 以上的涂层附着力”等重大技术问题。

3.2.3 边棱和焊缝保持率
众所周知,腐蚀损坏都是从涂层最薄弱的部位开始的,在任意钢结构防腐工程中,钢板的焊缝和边棱呈现尖角,由于涂层的表面张力,在焊缝和边棱处的涂层厚度与平面涂层相比,往往只有20%左右。随着焊缝和边棱部位涂层的破坏并露出钢铁,就会产生电化学腐蚀。电化学腐蚀是由于金属与电解质溶液接触时,金属表面各个部分存在一定的电位差所引起的。在潮湿的环境中,钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜,这层含有氢离子和氢氧根离子并溶解了氧气等气体的水膜就是电解质溶液,它跟钢铁里的铁和碳形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极,铁失去电子而被氧化成铁锈。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此,必须高度重视焊缝和边棱的涂装质量。具有增强边缘保持率性能的涂层能够更好地保护焊缝、钢板边棱等区域。这一涂层的优势在于它对压载舱和复杂钢结构的保护尤为重要(如压载舱和桥梁)。典型的无溶剂环氧涂层,可使用高压无气喷涂在90°的尖角涂装使用,与相接的平面表面涂层厚度相比,固化后边缘的干膜厚度可以达到平面厚度的90%左右。根据美国海军/ NAVSEA 对压载舱涂料的要求(防腐年限20 年)具有良好边棱保持率的涂料的涂覆比率应超过90%(见图3),而普通涂料在边棱和焊缝处涂层厚度仅有20%左右。使用这一高边棱涂料,简化了涂装程序。对于船舶压载舱,边角修圆在钢结构表面准备涂装标准方面通常是必须遵循的。如果使用边缘保持率性能好的涂层系统,在对性能没有显著影响的情况下,可减少这一成本高昂的操作。通常边缘保持率性能好的无溶剂环氧涂料都具有很高的黏度和低表面张力,这个问题告诉我们在涂装无溶剂环氧涂料时,使用高压无气喷涂设备(68 ∶ 1)可以得到高质量的涂层。

通过上述对防腐涂料与涂装存在问题的分析得知,满足防腐新需求的发展新趋势包括以下内容:研发高性能无溶剂环氧重防腐涂料体系和先进环保的超高压水射流表面处理新工艺。这一环保创新的高性能防腐涂料体系应是“无溶剂环氧、超强附着力、适合在潮湿有闪锈表面施工,高边棱保持率、表面处理和施工简单、适用期长、涂层质量好,在超高压水射流处理到WJ2 级的钢表面直接涂装所产生的附着力,要大于喷干砂达到Sa 2.5 ~ 3 级时的附着力”。表1 列出符合防腐创新发展新趋势的高性能无溶剂环氧涂料、超高压水表面处理工艺和边棱焊缝高保持率在性能、环境、成
本、安全等方面的优势

4 无溶剂环氧导静电防腐涂料的研制
4.1 成膜机理
众所周知,“水”是造成各种类型电化学腐蚀的必要条件并对涂层产生极大的危害。所以,如果要解决在100%潮湿表面带锈涂装的重大技术难题,必须解决水在各种环境条件下对涂层所造成的“外忧内患”的问题。为了解决这个问题,突破了国内外传统涂料的防腐理念,设计出“无溶剂环氧导静电漆料把水和氧化铁闪锈乳化溶解在漆料中,通过化学反应和离子交换,环氧导静电漆料与金属表层产生化学反应分子强力结合”的全新的无溶剂环氧涂层成膜机理。优龙无溶剂环氧导静电涂料环保配方设计原理,通过改性合成出具有多维高活性反应基团的无溶剂环氧树脂和环保高效型颜填料以及具有独特功效的添加剂和助剂等,在高温高压下通过化学聚合反应,制备出高性能低黏度无溶剂环氧导静电涂料。无溶剂环氧导静电涂料与经过特殊改性的含有大量活泼氢原子的低黏度聚酰胺固化剂,在常温下产生化学亲核反应,生成无溶剂环氧立体型网状结构的金属氧化物聚合涂层。高性能无溶剂环氧涂料对潮湿带瞬锈的金属表层可以产生极强的浸润性和渗透性,无溶剂环氧涂料中极具活性的大分子极性基团与金属表层的分子极性基团相互吸引,从而使涂层与金属表层发生化学反应,产生分子强力结合。

优龙无溶剂环氧导静电涂料涂刷在潮湿带瞬锈的金属表面上时,极具浸润性和渗透性的涂料可充分渗入到金属表面的针孔中,与金属基体分子强力亲合并把针孔中的水汽和氧化铁锈乳化溶解于涂层中,涂料中加入的经特殊亲水改性的某些颜填料,会形成可疏水的活性基团,配合了漆膜固化反应时所产生的化学强力排水功能,通过离子交换,可把金属表面的水汽和氧化铁锈中分解出来的结晶水彻底排出涂层。当无溶剂环氧涂层固化封闭后,该疏水活性基团的分子键也随着固化而消失,从而钝化了金属表面,防止金属活化,金属表面获得了理想的干燥封闭状态。当金属表
面获得强固密闭,在完全干燥无水分的情况下,各种类型的电化学腐蚀就不易发生。由高性能无溶剂环氧导静电涂料和水汽、氧化铁锈转化物在金属表层所强力化合形成的强固屏蔽的导静电涂层,坚韧致密,有超强的附着力和优良的抗冲耐磨性能,有优异的防锈耐蚀性能,更具有独特的长效疏水功能,可持久地阻止水汽、盐雾等有害介质对涂层的侵蚀。

4.2 主要技术性能指标
优龙无溶剂环氧导静电涂料技术指标见表2。

4.3 优龙无溶剂环氧高边棱保持率涂料的研究
4.3.1 溶剂型低边棱涂层的后果
由于涂层厚度不同而导致的早期腐蚀过程与钢铁涂料的防腐方式有关。涂料的防腐机制有多种,以下2种涉及到涂层厚度:物理障碍和抗电解。低涂层厚度意味着钢表面的物理障碍小,从而使导致腐蚀的化学物(如水汽和盐雾)易于侵入。而厚度的减低也随之降低了涂层的抗电解能力,使腐蚀过程更加容易。焊缝也存在着低边棱保持率的现象。这不仅会导致钢材耗损,还会导致严重的结构问题,因而小区域的腐蚀会引发更大的问题。在很多情况下,锋利边棱的涂层都会受到机械损伤:碰撞和磨损。厚度降低后,边棱就更容易因机械损伤而不易防腐。低边棱保持率还会导致一个区域中出现许多腐蚀了的锋利边棱。整个受腐蚀的区域可能并不会很大,但脱落出的锈迹足以引起视觉上的不满。除了给观者造成视觉上的不良反应外,还令观者很难对真正的腐蚀程度做出评估。

4.3.2 如何解决问题
边棱焊缝涂装保持率问题的解决方案有2 种。传统的方法是打磨锋利的边棱或在关键部位(如边棱或焊缝)使用附加涂层(条形涂层)。这便需要更多的时间、漆料和人力,从而加大了防腐工程施工的总成本。另一种方法便是使用高边棱保持率的涂料。这种涂料需要专门生产加工,以提高其边棱保持率,从而使锋利边棱的膜层厚度在固化后能非常接近平滑表面的膜层厚度。显然,后一种方法是最节省成本并且技术上最易接受的,为此,以无溶剂环氧涂料为基础提出一套双涂层解决方案。

4.3.3 发展无溶剂高边棱保持率涂料
导致低边棱保持率的有害因素之一便是溶剂型涂料中所含的溶剂,它促使了涂料从边棱焊缝上脱落。某些含溶剂的环氧树脂涂料的边棱保持率只有20%。边棱和焊缝上的溶剂挥发相对较快,这就导致了边棱焊缝部位和平面间的密度不均和表面紧缩。由于上述原因,导致边棱焊缝上的涂层脱落的涂料,就是低边棱保持率的涂料。因此,研发高边棱保持率涂料必须使用无溶剂环氧涂料。当然,更高的目标便是研发一种既增强表面耐性又提高边棱保持率的双涂层系统。

4.3.4 技术参数
无溶剂环氧涂料应显示其高于含溶剂涂料的边棱保持率。而人们已经发现,即便不含溶剂,也必须考虑涂料的表面张力和流变能力。涂料是一个具有触变作用的流体。最初,涂料是稠厚的液体,当轻微的力作用于它时,它便变得有了相对的流动性。而作用力撤去后,涂料应较快地恢复其流变结构。流变结构的快速恢复对边棱保持率极为重要。此外,涂料的表面张力也起着不可忽视的作用。由于边棱和焊缝面积较大,因而边棱和焊缝外表层分子被“拉走”在别处积聚的趋势要强于单独的平面处。这种“拉”将会导致局部的体积减小,从而导致膜层厚度的减低。上述“拉”的影响力随表面张力的减少而递减,因而降低表面张力有助于提高边棱保持率。正是基于对上述流变能力和表面张力的考虑,研制出了无溶剂高边棱保持率环氧涂料系统。

4.3.5 测试结果
对研制的高边棱焊缝保持率无溶剂环氧涂料的评估借助了盐雾试验机和显微镜检查。试验研究表明:研发的高边棱保持率无溶剂环氧涂料的边棱保持率最高达到了90%。经过1 000 h 盐雾试验后边棱焊缝部位的涂层附着力等防腐性能的测试结果见表3。

5 优龙无溶剂环氧导静电涂料涂层系统导静电性能测试
为了贯彻实施“液体石油产品静电安全规程”和“石油与石油设施雷电安全规范”2 项强制性国家标准,国家经贸委、国家技术监督局、中石油、中石化等主管部门明确规定:油罐进行内壁防腐时,应采用防静电涂料,涂料体电阻率应小于108 Ω(面电阻率小于109Ω),同时要经过认真试验,确定涂料对所储油品性质无害,方可应用。
根据上述要求,对优龙油品储罐用无溶剂环氧导静电防腐涂料进行了综合评定。

5.1 无溶剂导静电防腐涂料静电性能的评定
⑴涂料试片:试片共3 片,编号分别为1#、2#、3#。
⑵试验用油:3 号喷气燃料。
⑶测试方法:GB 16906—1997《石油罐导静电涂料电阻率测定法》。
⑷测试仪器:YFT 型耐油防腐涂料电阻率测定仪(GB 16906—1997 指定仪器)。
⑸测试结果:首先分别测试每个试片的电阻率,之后将涂料试片分别浸泡在4 L 3 号喷气燃料的铁质容器中,常温下存放10 周后再分别测试涂料试片的电阻率。测试结果见表4。

5.2 无溶剂导静电防腐涂料试片对3 号喷气燃料理化指标影响考察试验
首先分析3 号喷气燃料的理化指标,之后将涂料试片分别浸泡在盛有4 L 3 号喷气燃料的铁质容器中,常温下存放10 周,再分析3 号喷气燃料的理化指标。分析结果见表5。


5.3 试验结论
优龙无溶剂导静电防腐涂料试片经3 号喷气燃料浸泡10 周后其面电阻率、体电阻率均符合国内外有关规定(见表6);检查试片表面未发现有皱皮、起泡、剥落、变色、变软等异常现象;全部理化指标均符合3 号喷气燃料国家标准(GB 6537)的要求。

5.4 关注点
为杜绝石油静电引起的火灾及爆炸事故,中石油、中石化、民航、部队等主管部门规定,油品的导电率应控制在50 μS/m 以上,实际上为安全起见,油品出厂时的导电率均控制在300 μS/m 左右(即109 Ω),导静电涂料的使用必须符合油品电导率的安全指标要求,导静电涂料的静电指标(电阻率)理应与油品电阻率相匹配,即至少在109 Ω 以下。APIRP2003、DOD -HDBK -263、MIL -STD -863D、BS 等美、英标准均规定导静电涂料的电阻率为105 ~109 Ω。按照国家标准应与国际标准相接轨的原则,认为石油罐涂料电阻率指标应与国内外有关标准规定一致,即为105~ 109Ω。最近,建设部颁布的某设计标准规定,涂料电阻率为109 ~ 1011Ω,显然该设计标准违背了GB 13348《石油静电安全标准》、GB 15599《石油雷电安全标准》及GB 6950《石油罐导静电涂料技术指标》等强制性国家安全标准。根据物理学常识:105 ~ 109Ω 系导静电体,1010 Ω以上系绝缘体。显然建设部规定的涂料(电阻率109 ~1011Ω)是绝缘性涂料,潜伏着重大的静电隐患,这是涂料企业要特别关注的。

5.5 优龙无溶剂环氧导静电防腐涂料产品特性和系统特点
表7 列出优龙无溶剂环氧导静电防腐涂料产品特性和系统特点,从中可以看到:优龙无溶剂环氧导静电防腐涂料可以在超高压水射流表面处理的100%潮湿带闪锈、瞬锈金属表面上直接涂装,并产生大于10 ~20 MPa 的超强附着力,闪点大于100 ℃,涂装工艺简单。优龙涂料完全可以满足油品储罐密闭环境下的安全施工要求,并且可以实现长效重防腐的性能要求。

这里,还需要说明的是,在没有使用超高压水射流表面处理技术的情况下,单独使用优龙无溶剂环氧导静电防腐涂料创新涂层系统,同样可以达到长效重防腐保护的效果。超强的附着力、在潮湿带锈表面直接施工、良好的边缘保持率以及超高压水射流先进环保的表面处理新工艺是这一高性能无溶剂环氧创新涂层体系的基础。

6 优龙无溶剂环氧重防腐涂料的工程应用
6.1 中国船舶油舱和压载舱
采用优龙ES301 涂料对中远洋“紫云峰号”、“洞庭湖号”、“吉利湖号”等8 艘油轮的压载舱和舟山近海油轮的储油舱进行维修涂装防腐(见图4 和图5)。涂装工艺如下:①对油舱和压载舱进行喷砂除锈;②用30 MPa高压水冲洗除盐;③在100%潮湿带瞬锈的表面涂装优龙ES301,涂装2 道,每道125 μm,共计250 μm。

6.2 中国南极长城站
中国南极长城站处于德雷克海峡绕极气旋的低压带中。该地区主要受来自于西路、西北路、西南路气旋及南美和极地高压脊天气系统的影响。长城站地区常年以阴到多云和多雾天气为主,夏季风力达7~10 级,冬季风力达9 ~ 12 级,平均湿度为95%左右,最低温度达到-80 ℃左右,空气中弥漫高盐雾腐蚀,天气晴朗时,南极长城站又处于强烈的紫外线辐射之中。2005年底,优龙(北京)重防腐涂料有限公司受国家海洋局极地中心委派,飞赴中国南极长城站,采用优龙无溶剂环氧ES301 创新涂层体系,承接了中国南极长城站钢结构和混凝土结构的防腐工程。由于严酷的腐蚀环境,南极长城站存放各种油品的钢结构储油罐腐蚀严重,仅在这几个储油罐外壁表面敲下的铁锈就有5 t 多。为了南极长城站这块净土不被污染,这些5 t 多铁锈全部要装袋运回国内,其费用是非常高的。目前,优龙ES301 涂层体系在南极长城站严酷恶劣的海洋腐蚀环境中,经受了5 年的考验,至今运行良好(见图6)。

7 结语
优龙无溶剂环氧导静电重防腐涂层系统与超高压水射流表面处理新工艺相结合,是我国防腐领域“生态环保、节能减排”工业发展战略的创新性解决方案,在制定适宜的防腐保护技术方案时,优龙这一创新无溶剂环氧技术的采用,被确信为解决海洋工程和船舶、石油石化等工业领域的防腐技术难题提供了成功可靠的解决方案。为了提高海洋工程和船舶防腐维护的工作效能,这一涂层系统配套体系可以随时更新。为了满足对更低的成本(包括延长的防腐年限带来的长期成本节省)、环境友好性、增强的涂层性能和安全使用等方面的要求,现在针对石油石化油品储罐的长效重防腐应用明确以下几点:
⑴超高压水处理至Wj2-M (SSPC SP12 / SSPCVis-4)作为可取的表面准备方法;
⑵涂层最少12 MPa 的附着力,可以超过喷砂Sa2.5 的涂层质量标准;
⑶强制性规定:使用无溶剂环氧涂料;
⑷与施工相关的涂料特性被采用[如,开罐使用时间(25 ℃)大于2 h,使用喷涂方法施工,压力比为60 ∶1,与热焊接相兼容]。
⑸涂层系统必须能够在海洋环境条件下使用在潮湿、闪锈、瞬锈钢结构表面,无露点限制,表面粗糙度不是必要条件,施工工艺简单,程序少,节约成本,减少质量问题的出现。
⑹优龙创新无溶剂环氧涂层体系的推广,意味着一些有关喷干砂和传统的溶剂型环氧涂料的涂装规定的停止或修改,这的确不太容易,但这又确实是面对创新和环保、安全、长效防腐所必须的。
综上所述,优龙无溶剂环氧重防腐涂料作为生态环保、无毒阻燃、长效重防腐先进产品,与超高压水射流表面处理新技术结合使用,有效地解决了海洋工程、造船、修船、石油化工、国防军事装备和水电设施等防腐工程中的许多的技术难题,使各种恶劣环境条件下的防腐施工方便易行,在大量节省工时、大幅降低防腐造价的同时,更能确保涂层的长效防腐功能,减少了停产及设备维护次数,有效地保护并延长设备的使用寿命,从而大幅度节省防腐治理的投资费用,大幅减少因金属腐蚀所造成的经济损失及社会危害。可以说:优龙生态环保无溶剂环氧导静电重防腐涂料与超高压水射流表面处理新技术是我国石油石化油品储罐防腐领域的革命性的解决方案,它改变了我国“环境污染严重、安全性能差、成本高并且涂层寿命短”的传统落后的防腐工艺,开创了我国石油石化油品储罐重防腐领域“生态环保、节能减排、降低成本、提高寿命”的新纪元。

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