法蘭,作為管道系統(tǒng)中關(guān)鍵的連接部件,在各個(gè)行業(yè)中得到了廣泛使用。其中,碳鋼法蘭易銹蝕;不銹鋼法蘭抗蝕性好,但也存在點(diǎn)蝕現(xiàn)象。為了保證法蘭密封性和安全性,應(yīng)當(dāng)在日常管理中科學(xué)的對(duì)法蘭進(jìn)行維護(hù)。本文基于金屬銹蝕原理和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),介紹碳鋼法蘭、不銹鋼法蘭的防銹方法、保存策略、生銹翻新技術(shù),以確保其長期可靠使用。
一、理解銹蝕原理是制定有效防銹措施的基礎(chǔ)
金屬銹蝕是金屬材料在環(huán)境介質(zhì)作用下,通過化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)引發(fā)的破壞與變質(zhì)現(xiàn)象。除金、鉑等少數(shù)貴金屬外,絕大多數(shù)金屬在自然界中均處于不穩(wěn)定狀態(tài),具有自發(fā)與周圍環(huán)境發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)變成離子的傾向,因此銹蝕本質(zhì)上是金屬原子失去電子被氧化為陽離子的自然過程。以鐵為例,其在潮濕空氣中生銹時(shí),鐵會(huì)氧化生成鐵離子,氧氣則還原生成氫氧根離子,最終形成鐵銹。防銹是預(yù)防金屬腐蝕的關(guān)鍵。
基于上述銹蝕機(jī)理,針對(duì)不同材質(zhì)法蘭需采取不同的防銹方案。
碳鋼法蘭耐蝕性較差,易在潮濕、工業(yè)污染環(huán)境下發(fā)生電化學(xué)腐蝕,因此必須采取主動(dòng)防護(hù)措施。實(shí)際應(yīng)用中,常用鍍覆層、涂層或化學(xué)轉(zhuǎn)化層實(shí)現(xiàn)防腐:鍍覆層(如鍍鋅、鍍鎘)通過犧牲陽極原理保護(hù)基體,鍍鋅適用于常規(guī)大氣環(huán)境,而海洋環(huán)境更適合鍍鎘;涂層防護(hù)需涂覆符合SH/T 0692-2000《防銹油》規(guī)范的防銹油,其中溶劑稀釋型防銹油適用于室外長期防護(hù),潤滑油型防銹油則適配室內(nèi)短期防護(hù)需求;化學(xué)轉(zhuǎn)化層可通過磷化或氧化處理形成保護(hù)膜,常與涂裝工藝配合使用以提升耐蝕效果。
不銹鋼法蘭憑借表面鈍化膜具備較強(qiáng)的耐蝕性,但氯離子、硫化物等介質(zhì)會(huì)破壞鈍化膜,造成點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕,因此防護(hù)核心在于保持鈍化膜的完整性。因此,我們可采用以硝酸或檸檬酸等常用鈍化劑的對(duì)不銹鋼法蘭進(jìn)行鈍化處理,促進(jìn)表面鉻氧化物膜的形成與修復(fù),該工藝尤其適用于304、316系列奧氏體不銹鋼。在海洋大氣等苛刻環(huán)境下,確保涂層與基體材料相容后,可以涂裝環(huán)氧漆等有機(jī)涂層或鍍鉻等金屬鍍層進(jìn)行防銹。對(duì)于長期封存的不銹鋼法蘭,可在密閉空間內(nèi)使用氣相防銹膜(VCI),利用其揮發(fā)的緩蝕成分形成保護(hù)氣氛進(jìn)行防銹。不銹鋼法蘭防銹過程中需避免與碳鋼材料直接接觸,接觸部位應(yīng)采用絕緣材料隔離,防止發(fā)生電偶腐蝕。不論碳鋼法蘭還是不銹鋼法蘭,防銹處理前均需徹底清潔法蘭表面,避免殘留污染物影響防護(hù)效果。
二、法蘭的保存工作,核心在于隔離腐蝕介質(zhì)、延長防護(hù)周期
碳鋼法蘭保存時(shí)需采取嚴(yán)格的密封防濕措施,針對(duì)不同儲(chǔ)存周期可選擇對(duì)應(yīng)的包裝方式:1-3年的長期儲(chǔ)存應(yīng)采用防濕包裝,在法蘭涂覆防銹油后,用氣相防銹膜等防濕材料密封,內(nèi)部放置干燥劑;1年以下的短期室內(nèi)儲(chǔ)存可采用涂覆防銹油+防水紙等防水材料包裹的方式,杜絕液態(tài)水侵入,并定期檢查防護(hù)狀態(tài)。
目前,行業(yè)內(nèi)普遍采用“涂覆防銹油+外包裝”的方式對(duì)碳鋼法蘭進(jìn)行短期防護(hù)。該方法適用于溫度波動(dòng)小、環(huán)境相對(duì)濕度低于70%的倉儲(chǔ)或運(yùn)輸場(chǎng)景,其防銹效果依賴防銹油膜的緩蝕性能以及外包裝的密封完整性。一旦防銹油因油膜流失而失效,或因外包裝內(nèi)外溫差導(dǎo)致凝露,使密封腔內(nèi)濕度升高,就存在較高的銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。因此,在選用防銹油時(shí),要關(guān)注包括閃點(diǎn)、腐蝕性試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)及疊片試驗(yàn)在內(nèi)的性能指標(biāo),在選擇外包裝時(shí)要關(guān)注其防水性能與密封性能,以確保在實(shí)際使用中提供有效防護(hù)。
不銹鋼法蘭耐蝕性較好,保存時(shí)包裝重點(diǎn)防范表面污染與局部腐蝕。短期儲(chǔ)存可直接使用VpCI-146氣相防銹紙(或性能相近防銹紙)包裹,確保表面無氯離子殘留;長期儲(chǔ)存則推薦采用除濕包裝,內(nèi)部放置干燥劑保持干燥。無論哪種材質(zhì)的法蘭,包裝前均需通過干燥空氣吹干等方式確保表面清潔干燥。
三、法蘭生銹后需及時(shí)開展翻新處理,防止腐蝕進(jìn)一步擴(kuò)展
碳鋼法蘭的銹蝕多表現(xiàn)為均勻銹蝕或點(diǎn)蝕,針對(duì)大面積銹蝕可采用鋼絲刷打磨至表面無附著不牢的氧化皮、鐵銹,直至法蘭恢復(fù)金屬光澤;對(duì)于銹垢較厚的情況,可添加酸液總量0.3-0.5%的緩蝕劑,用濃度10-15%鹽酸或濃度8-12%磷酸溶液進(jìn)行化學(xué)酸洗,輕度厚銹浸泡30分鐘,重度厚銹浸泡60分鐘,避免超過50℃以防氫脆。溶解銹垢后先用5%碳酸鈉溶液浸泡5分鐘中和,再用去離子水沖洗,確保表面pH值達(dá)到7-8,無酸液殘留。除銹完成后需立即進(jìn)行干燥處理,隨后通過涂覆防銹油的方式恢復(fù)防護(hù)。
不銹鋼法蘭的銹蝕多為點(diǎn)蝕或縫隙腐蝕,處理時(shí)需保持溫和,避免破壞表面鈍化膜。輕度銹蝕可直接用中性清潔劑蘸濕軟質(zhì)海綿后,沿法蘭表面紋理單向擦拭,每擦拭一遍更換接觸面,避免銹跡二次附著;擦拭后用去離子水沖洗,確保表面無清潔劑殘留,并徹底干燥。銹點(diǎn)較明顯時(shí),可采用濃度5%硝酸鈍化液進(jìn)行化學(xué)處理,既能去除銹跡又能再生鈍化膜,酸洗后使用5%氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和,再用去離子水沖洗并徹底干燥。局部頑固銹點(diǎn)可使用拋光輪進(jìn)行機(jī)械拋光,恢復(fù)表面光潔度。翻新處理完成后,需再次對(duì)不銹鋼法蘭進(jìn)行鈍化處理,涂裝防銹油。所有酸洗處理,工作人員均需佩戴防護(hù)裝備并在通風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行,所有翻新后的法蘭,均需按照對(duì)應(yīng)材質(zhì)的保存方法重新包裝。
綜上所述,碳鋼與不銹鋼法蘭的維護(hù)保養(yǎng)需緊密結(jié)合材料特性與使用環(huán)境,采取差異化的防護(hù)策略。企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵循GB/T 14188-2008《氣相防銹包裝材料選用通則》、GB/T 4879-2016《防銹包裝》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合季節(jié)濕度變化動(dòng)態(tài)調(diào)整維護(hù)方案,并通過定期開展巡檢維護(hù)以確保法蘭長期可靠使用。