化学処理工場を歩けば、いたるところで鉄鋼を目にするでしょう。パイプラック、貯蔵タンク、反応器サポート、階段縦材。負荷を運び、メディアを収容し、動作を継続します。腐食もします。
最も過酷な化学分野では、最小限のコーティングを施した普通炭素鋼は、わずか 2 ～ 3 年で交換が必要になる場合があります。酸性ガスは保護されていない表面に凝縮します。アルカリ溶液がバルブグランドから滴下します。溶剤蒸気は古いコーティングを柔らかくします。私が視察した施設では、炭素鋼の支持梁が 7 年足らずで断面の厚さの半分を失い、より危険な区域では構造部材が 2{4}}～-3- 年周期で交換されていました。
この記事では、化学および石油化学施設全体で確実に機能するコーティング戦略について説明します。組み合わせます溶融亜鉛めっき-ISO 1461、ASTM A123、および ISO 12944 に準拠した、適切に指定された有機トップコートを使用します。目標は、最も厚いシステムや最も高価なシステムではありません。実際の露出に最適なシステムです。
化学環境により鉄鋼が通常の限界を超えてしまう理由
大気腐食のほとんどは、予測可能なパターンに従います。酸素と水分が鋼の表面に到達すると、酸化鉄が形成され、酸化層が剥離するにつれてプロセスが加速します。化学環境には、通常の大気中のコーティングでは決して扱えるように設計されていなかった変数が追加されます。
酸性ミストはコーティング膜の微細孔に浸透し、基材に到達し、電気化学反応を開始してコーティングを下から押し出します。{0}塩化物イオンは同じことをさらに積極的に行うため、沿岸の化学施設は業界で最も短いコーティングのライフサイクルに直面しています。
アルカリ性条件では別の問題が発生します。多くの有機コーティングは中性またはわずかに酸性の環境では良好に機能しますが、高い pH が持続すると軟化またはケン化します。倉庫の外装では 15 年間持続するコーティングでも、苛性貯蔵タンクの外装では 3 年で効果がなくなる可能性があります。
温度サイクルがこれらすべてをさらに悪化させます。昼夜の膨張と収縮、装置から放射されるプロセス熱、季節的な天候の変化により、コーティング基材の界面にせん断応力が発生します。-小さな欠陥は大きな剥離になります。これが、化学サービスでは 1 回の-コート-ですべてに対応-するアプローチがめったに機能しない理由であり、非常に多くの工場が高曝露地帯で 2{8}}-- 年ローテーションで構造用鋼を置き換えることになっている理由です。{11}}
二層システムとしての亜鉛メッキと有機コーティング-
この二重システムが機能するのは、各層が他の層ではできないことを行うためです。亜鉛は陰極保護と均一な塩基を提供します。有機コーティングは、亜鉛を攻撃的な媒体から隔離する化学的バリアを提供します。これらを組み合わせることで、単独では達成できない多層防御が構築されます。
鍵となるのは互換性です。亜鉛めっき基板用に配合された 2 液型エポキシと、それに続くポリウレタンまたはポリシロキサンのトップコートが、大気中の化学薬品にさらされる場合の標準的な組み合わせとなっています。-浸漬サービスや内部タンクのライニングには、フェノールエポキシやガラスフレーク強化コーティングが適しています。-
植物が標準的な工業用エナメルを直接塗布してコストを節約しようとしているのを見てきました。亜鉛メッキ。通常は 18 か月以内に故障します。新しい亜鉛の表面エネルギーは低く、適切なプロファイルや適合するプライマーがなければ、トップコートはまったくグリップしません。
コーティングシステムを ISO 12944 腐食クラスに適合させる
ISO 12944 は、C1 から CX までの腐食性カテゴリーを定義し、それぞれに推奨されるコーティング システムと乾燥膜厚を提供します。化学施設は通常、C3、C4、または C5-M のカテゴリに分類されます。
C3環境
C3 は、低排出エリアの屋根付きパイプ ラックやプロセス ユニットの風上にある外部サポートなど、中程度の暴露をカバーします。-典型的な C3 システム亜鉛メッキ乾燥膜の総厚さは約 160 ミクロンで、エポキシ プライマーは約 60 ミクロン、ポリウレタン トップコートは 100 ミクロンです。耐用年数は、定期検査を行うと通常 15 ～ 20 年に達します。
C4 および C5-M 環境
ほとんどの屋外化学プロセスエリアは C4 に分類されますが、沿岸施設や重度の塩化物や酸性ミストが発生するエリアでは、多くの場合 C5-M 仕様が必要です。亜鉛メッキ鋼板上の C4 サービスの場合は、エポキシ プライマー、エポキシ中間ビルド コート、ポリウレタンまたはポリシロキサン トップコートを含む、合計 200 ～ 240 ミクロンの 3 コート システムを計画します。
C5-M は合計を 280 ～ 320 ミクロン以上に押し上げます。同じ 3 つのコート アーキテクチャが適用されますが、各層はより厚く、トップコートはフッ素ポリマーまたはポリシロキサン配合物にアップグレードされることがよくあります。私は、以前の C4 定格コーティングが 6 年未満で機能しなくなった沿岸タンク ファーム向けに C5-M システムを指定しました。アップグレードされたシステムは、スポットタッチアップのみで 10 年以上使用されています。
浸漬および内部ライニング
タンクの外部では C4 大気にさらされる可能性があり、内部では 98% の硫酸またはさまざまな溶剤が扱われます。フェノールエポキシは強酸をうまく処理しますが、高い pH にはあまり耐性がありません。ガラス-フレーク ビニル エステルは、幅広い化学物質に対して優れた耐性を示します。選択は常に、正確な化学物質、濃度、温度、およびサービスが連続的か断続的かによって決まります。 ISO 12944 は浸漬サービスを完全にはカバーしていないため、NACE/AMPP 規格およびコーティング メーカーの耐薬品性チャートを参照してください。
表面処理がコーティングの性能を左右する理由
コーティングの失敗が、コーティング材料そのものではなく、表面処理に起因することがいかに多いかは、いくら強調してもしすぎることはありません。不十分に準備された表面に塗布された高級コーティングは、適切に準備された基材に塗布された中間層のコーティングよりも早く劣化します。-
のために亜鉛メッキ鋼新鮮な亜鉛の表面は滑らかで目立たず、除去する必要がある亜鉛塩が付着しています。{0}標準的なアプローチは、亜鉛を除去せずに軽いプロファイルを作成するために低圧でスイープ ブラストを行い、その後、適合するエッチング プライマーを使用します。
溶接やボルト締結などの裸鋼領域の場合、C4 および C5-M サービスでは、ホワイト メタル付近の Sa 2.5 までの研磨ブラストが最低です。-。浸漬ライニングには、Sa 3 ホワイトメタルが必要になることがよくあります。現場での塗布よりも工場での塗布の方が常に望ましいですが、現場での作業が必要な場合は、塗料メーカーの温度と湿度の要件を満たす条件でのみ行う必要があります。
実際の化学施設プロジェクトからのフィールド成果
オハイオ州の特殊化学品メーカーは、硫酸タンク ファームの周囲の構造用鋼を 2 ～ 3 年ごとに交換していました。オリジナルのセットアップでは、アルキド塗料の単一のショップコートを施した普通の炭素鋼が使用されていました。 2年目までに、あらゆる溶接部やボルト穴から錆がにじみ出てきました。 3 年目までに、支持構造の各セクションの耐荷重能力が低下していました。-
彼らはに切り替えました亜鉛メッキサポート外装には 280 ミクロンの 3 コート エポキシ-ポリウレタン システム、タンク内装にはガラス-フレーク ビニル エステル ライニングを使用しています。これらの戦車は 12 年前に運用を開始しました。最後の完全な検査では、外装のコーティングの完全性が 95% 以上であり、内張りの劣化がないことが判明しました。工場は、そのタンク ファームだけで 4 回の完全な交換サイクルを回避できたと推定しています。
沿岸の肥料ターミナルでは、塩化物を含んだ空気がパイプラックの支柱を侵食し、普通鋼製の部材が 2～3 年で破損するという事態に直面していました。{0}交換用鋼材に亜鉛メッキを施し、C5-M 定格のポリシロキサン トップコートを塗布した後、サポートは 9 年間使用されましたが、構造的な腐食は検出されませんでした。
耐用年数を延ばすメンテナンスと計画
最良のコーティングシステムであっても注意が必要です。 C5-M エリアでは年に 1 回、または年に 2 回検査してください。手すり、階段の踏み面、パイプサポートなどの摩耗の激しい箇所に焦点を当てます。損傷箇所を発見したのと同じ季節内に補修してください。経時的な劣化を追跡するために、コーティングの厚さを記録してください。
のために亜鉛メッキ基板、新鮮な亜鉛めっきを湿気の多い、換気の悪い条件で保管すると発生する白錆に注意してください。すでにコーティングされているシステムに白錆が発生する場合は、通常、トップコートが損傷していることを意味します。
腐食保護について考えるのに最適な時期は設計時です。化学物質または海岸にさらされる構造用鋼の亜鉛めっきを指定し、亜鉛めっき業者が鋼材が上塗りされることを認識していることを確認します。書く塗装仕様これは、腐食性カテゴリごとに ISO 12944 を参照し、塗装回数、最小乾燥膜厚、および表面処理標準を指定します。曖昧な仕様は曖昧な結果を生み出します。
よくある質問
01.溶融亜鉛メッキの上に直接塗装できますか?{0}}
02.エポキシトップコートとポリウレタントップコートの違いは何ですか?
