SEBF_SLF重腐蚀防护技术_陆卫中

SLF -1 SLF -2
索泰 贝尔佐纳 A B C D
得复康
剪 切强度(M Pa)
21
粘 结强度(M Pa)
45
抗 压强度(M Pa)
1 03
抗 弯强度(M Pa)
53
抗冲强度(J)
10
19
14
15
(17) (17) (19) (21)
43
35
44
1 06
1 03
(77 , 116 , 126)
见完全固化的 SEBF 涂层经过 365 天的连 能力 , 与图 1 的结果符合得很好 。
18 中国生漆 2001 年第 3 期
·工作报告·
图 2 在 3.5 %NaCl 溶液中浸泡的涂层电阻与浸泡时间的变化曲线
b .SEBF S LF 涂层的机械性能
高可达到 100M Pa , 比常规涂料提高了一个
从表 1 可见 , 用作埋 地管 道 SEBF —5 量级 , 这说明涂层这些性能保证涂层的使用
涂层的冲击强度可达 18J , 无脱层 、裂纹 、损 的长效性 。 表 2 说明了 SL F 涂料的性能与
伤等产生 , 可承受运输 、安装过程中的冲击 。 国外涂料的比较 , 这些性能数据也未见相关
用在化工等重腐蚀行业中的涂层的抗冲击 文献报道 。
90 年代中期 , SEBF 技术开始在国内重 点大中型企业里的重腐蚀环境中进行了全
面应用 , 解决了许多用户长期未能解决的腐 蚀防护难题 , 受到用户的普遍好评(如大庆 石化总公司 、吉林化纤股份有限公司 、丹东 化纤股份公司 、唐山化纤集团公司 、吉林化 工股份公司 、镇海炼化 、沈阳冶炼厂 、白银冶 炼厂 、秦山核电站等)。
强度达到甚至大于 24J 。 同时粘结强 度最
表 1 SEBF 系列涂层的机械性能
性 能 单位 S EBF —2 SEBF —4 SEBF —5 SEBF —6 S EBF —9 国内有关涂料 国外有关涂料
执行标准
粘接强度 M pa 110
90
90
100
80
45
60
GB6329 —Z245.20
护上的 8m m 的标准 , 同时这种涂层有一定 的微渗水性 , 保证了涂层在阴极保护时有微 电流通过 , 故不会产生阴极屏蔽(CP)现象 。 d .抗应力腐蚀和抗腐蚀疲劳性能
钢质管道埋设在地下 , 不可避免地要承
弥补 。在阴极保护电流的作用下 , 管道作为 阴极 , 但在使用环境中 , 当水 、氧 、离子等渗
通过 SEBF 和 SLF 技术的 有机结 合 , 形成较为完整的 SEBF SLF 重腐蚀防护技 术 , 基本可以解决工程装备设备安装中焊接 部位 的腐蚀防 护难题 , 两者构 成了 SEBF S LF 重腐蚀防护技术不可分割完整体系 。
2 SEBF SLF 重腐蚀防护技术体系 的研究
通过 SEBF 和 S LF 技术的不断研究和 开发 , 形成了较为完整的重腐蚀防护体系 , 基本可以解决工程装备中的腐蚀防护及设 备安装中焊接部位的腐蚀防护难题 。 2.1 SEBF SLF 重腐蚀防护技术体系的组 成及主要特点
涂层的阻抗和容抗值进行测定 , 以及涂层与 持 1010 Ψ·cm2 。 说明涂层有极好的致密性 、
金属界面的信息 , 其中涂层电阻值的大小可 抗水渗 透和长期服 役的稳定 性 。 SEBF 型
以衡量涂层的防腐蚀性能 。
涂料不含活性防锈颜料和填料 , 属于屏蔽和
用 X60 管 线 钢 制 成 大小 为 60mm × 粘接型防腐蚀涂料 , 其作用就是在电化学腐
其中涂料是该技术的核心 , 涂装设备是 技术转化的必要条件 , 涂装工艺的发展 , 能 使该技术在更广泛的领域得到普遍应用 , 技 术规范的建立是上述三个方面的质量和工 艺的可靠保证 。
SEBF S LF 重腐蚀防 护涂层 的主要 特 点: a .涂层与基体结合力强(大于 90MPa) b .涂层自身机械强度高(大于 18J) c .涂层的抗渗透能力强(小于 3.5 %) d .涂层的化学稳定性好(耐酸 、碱 、盐侵蚀) e .涂层表现的粗糙度低(与流体摩阻小) f .涂层无毒 , 满足食品卫生标准(可用于食 品行业)
60mm ×2mm 试件 , 并涂敷四种不同固化厚 蚀反应机制中在阴阳极之间插入一个阻值
度 为 230 ±10μm 的 涂 层 , 暴 露 面 积 为 9.4cm2 , 在 60 ℃的 1 %N aCl 溶液 中浸泡一
很高的电阻和涂层与基体之间形成刚性的 结合键而提高了涂层的粘接力 , 涂层的屏蔽
年的电化学阻抗值的变化见图 2 , 从图中可 性和粘接力好 , 这样涂层具有良好的抗渗透
90 年代初, 原中科院金属腐蚀与防护 研究所国家金属腐蚀控制工程技术研究中 心(以下简称中心)根据国内外防腐技术的 发展和市场对高性能重腐蚀防护涂层材料 需求 , 研究开发了一种全新的重腐蚀防护方 法 —SEBF SLF 重腐蚀防护技术 , 它分别由 SEBF 和 S LF 两种基本的重 腐蚀防护方法 组成 。
扩散到基材与涂层的界面处 , 使得基材得到 有效的防护 。
目前许多 行业如海 洋 、化 工 、化纤 、能 源 、电 力 、冶金 、核电和军 工等腐蚀环 境苛 刻 , 国内一般的防腐涂料还达不到上述的要 求 , 如传统的衬胶技术耐蚀性达不到要求 , 并且在腐蚀环境下易老化 ;聚烯烃类的涂料 虽然有较好的耐蚀性 , 但与金属基体的结合 力 、抗渗透 、抗冲刷性差 ;衬塑虽然化学稳定 性较好 , 但与基体的结合力差等 。
涂料技术是 SEBF SLF 重腐蚀防护技 术的核心 , 它主要 有以下几 个基本部 分组 成 :环氧树脂 、改性剂 、流平剂 、偶联剂 、固化 剂 、分散剂 、颜料 、填料等组成 。这些原材料 通过特定的加工工艺制成粉末或液体涂料 。
通过对涂料的原材料改性处理 、涂料配 方的选择及加工工艺的控制 , 可以很好地控 制涂料的性能 , 从中选择出最佳配方和工艺 条件 , 按设计要求制作出相应性能的批量涂 料。
图 1 为涂层在 60 ℃蒸馏水中的吸水 增重率变化图 , 从图可见 , 不同系列的涂层 在 60 ℃中的增重率在 3 %以下 , 说明涂层具 有良好的抗 水渗透能 力 , 达 到国际先 进水 平。
图 1 涂层在 60 ℃蒸馏水中增重率随浸泡时间的关系
电化学阻抗技术 , 在不同交流频率下对 续浸泡 , 涂层的绝缘电阻基本保持不变 , 保
SEBF 是 一种改进 型熔融 结合环氧 粉 末涂层工艺技术 , 国外 60 年代初开始研究
收稿日期 :2001 — 09 — 10
16 中国生漆 2001 年第 3 期
·工作报告·
这种 技术(简称为 FBE), 由于涂层性 能的 限制 , F BE 技术 到目前为止 还主要用 于埋 地管线 、石油井管和钢筋等防腐 。 对于重腐 蚀环境下的防护要求 , 要使用更高性能的涂 层材料 。 SEBF 技 术已将涂 层的抗拉 强度 提高到 110M Pa , 涂层的抗冲击强度提高到 24J 以上 , 涂层在 60 ℃的 1 %的 NaCl 溶液 中浸泡一年交流阻抗值恒定不变 , 达 1010 Ψ ·cm2 , 而涂层的抗渗透性在 60 ℃蒸馏水中 在 3 %以下 。 以上性能都大大超 过了国内 外同类技术公开的数据 , 这些较好的涂层性 能可以使 SEBF 技术在更广泛和苛刻的重 腐蚀环境下应用 。
为了使有机涂层能达到重腐蚀防护的 效果 , 除了它本身必须具有较好的化学稳定 性外 , 还必须具备 如下三个 方面的性 能要 求: 1.1 涂层与基体有很强的结合力 。避免涂 层材料在应用过程中因环境因素的侵入而 剥落 , 使得基体暴露而腐蚀 。 1.2 涂层本身具有一定的机械强度 , 不会 受外力的作用而破裂 , 保持防护效果 。 1.3 涂层具有较强的抗渗透能力 , 一些活 性介质(如 O 2 、Cl - 、H2 O 、SO4 2 -等)不容易
1
1
1
1
—
耐磨性 L μm >3
>3
>3
>3
>3
—
—
CA N CSA -Z245.20
—
AS TM D968 -81
硬 度 H
3
3
3
3
3
3
3
GB T6739 -86
耐阴极剥离 M m 1.5
—
4
—
—
—
—
CA N CSA -Z245.20
中国生漆 2001 年第 3 期 19
·工作报告·
表 2 SLF -2 涂料机械性能与国外同类产品的比较
关键词 SEBF SLF 体系 重防腐防护技术 自主产权 应用
1 前言
通常解决重腐蚀防护的问题 , 主要有以 下几种方法 :材料结构的优化设计 、材料的 再开发 、材料的表面改性 、阴极保护和有机 涂层等 。
有机涂层防护技术是一项广泛应用的 金属防腐手段 , 它具有经济 、快捷 、省力 、方 便等特点 , 成为目前控制材料腐蚀最经济的 方法之一 。
(107) (107) (58) (59)
53
(69) (69) (39) (37) (65, 77 , 71)
10
注 :(内数据为产品说明书所记载)
c .抗阴极剥离性能 在长输管线的涂层由于安装 、运输中不
可避免存在小的针孔和缺陷 , 导致该处小阳 极大阴极的局部腐蚀电池 , 产生严重的局部 腐蚀 , 故在工程上均采用阴极防护的方法来
一般涂层的综合性能可由以下几个主
要方面进行评价 : a .SEBF S LF 涂层的抗水渗透能力
在无机物水溶液中 , 水分子是体积最小 的液体介质 , 渗透力比一般的水合化的离子 强 。有机涂层的一般规律是 , 在海水中抗渗 水性最好 , 自来水中次之 , 在蒸馏水中最差 。 所以涂层在蒸馏水或稀的盐溶液中的渗透 能力直接反映了涂层的致密性 。
·工作报告·
SEBF SLF 重腐蚀防护技术
陆卫中 李 京 李晓东 史杰智 高 英 赵一省 张立新 贺智端 柯 伟
(中科院金属研究所国家金属腐蚀控制工程技术研究中心 沈阳 110016)
摘 要 本文系统地介绍了中科院金属研究所通过近十年的研究和开发所形 成我国自有的 SEBF SLF 重腐蚀防护体系 :涂料 、涂装设备 、涂装工 艺 、涂装技术规范 。 该项技术已转化成生产力 , 在海洋 、化工 、化纤 、 能源 、电力 、水利 、核电 、冶金等行业得到了广泛的应用 , 取得了明显 的经济和社会效益 , 目前该项技术已通过了中科院成果鉴定 。
附着力 级 1 ～ 2
2
2
1
1～2
—
—
CA N CSA -Z245.20
剪切强度 M pa 43
43
43
45
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ43
40
抗冲击强度 J
20
24
18
24
18
16
40
A STM D 1002 -72(83)
18
AS TM G 14 -77
抗弯强度 M pa 95
93
93
87
—
—
GB1042 -79
挠曲性 级 1
通过近 十年的 研究和 开发 , 所形成 的 SEBF SLF 重 腐蚀防护技术 主要由四 方面 组成 : 2.1.1 涂料 :SEBF 系列 熔融结合环 氧粉 末涂料和 SLF 高分子复合涂料 ; 2.1.2 涂装设备 :SEBF 管道涂装生产线 、 SEBF 异型件涂装生产线和 SLF 管道模压 涂装生产线 ; 2.1.3 工艺 :快速固化 、慢速固化和常温固 化; 2.1.4 涂装技术规范 :熔融结合环氧粉末 涂料的防腐蚀涂装的国家标准
由于 SEBF 工艺技术需对涂装工件进 行高温处理 , 一些现场结构和超大型工件无 法采用 SEBF 技术 。 中心在研究开发 SEBF 工艺技术时 , 同步研究开发了 SLF 技术 。
S LF 是一种改性双组份无溶剂环氧涂 层技术 , 在常温下固化 , 固体含量高 , 无挥发 性溶剂 , 其性能已达到和超过了埋地管道用 F BE 涂层性 能指标 , 并 且 S LF 与 SEBF 涂 层是属于同一类热固性高分子材料 , 基础原 料有共性 , 在结构上相似 , 因此两种涂层材 料间有较强亲合力 , 在实际重腐蚀防护应用 时两者有较强的互补性 。
SEBF S LF 涂层还可 根据需 要进行 机 械加工 , 并可以用在动态部件上 , 增强部件 的耐磨 、耐气蚀 、耐冲刷性能 , 提高部件在苛 刻环境下的使用寿命 。
中国生漆 2001 年第 3 期 17
·工作报告·
2.2 SEBF SLF 重腐蚀防护技术的研究基 础 2.2.1 涂料技术的研究