论文部分内容阅读
【摘要】锂基脂防腐材料因其热稳定性和机械稳定性良好以及出众的耐水性能等优点在石油化工中广泛使用。在石油天然气传输管道中每年由于法兰连接腐蚀造成的报废现象不计其数，若采取锂基脂防腐材料进行法兰间防腐，可有效防止法兰、垫片、螺栓的生锈腐蚀，延长设备的使用寿命。文章对此进行了探讨。
【关键词】锂基脂防腐材料 胶泥 传输管道
1 现场情况及问题分析
为了防止长输石油、天然气站场管线设备法兰、垫片及螺栓发生锈蚀，施工过程中曾经对所辖各站场法兰包覆粘弹体防腐材料，起到了良好防水、隔绝空气防止锈蚀的作用，使用后，防腐效果良好。但是各站场反映该材料粘性大，清理困难，给设备的维护维修带来了极大的不便，同时带来环境污染问题，甚至造成设备堵塞。而且这种防腐材料还存在储存、安装困难、无法重复使用、造价昂贵以及各站场无法进行自主防腐等问题。
2 改善措施及试验过程
针对上述情况，根据制作黄油墙的经验，试验试制新型防腐材料替代粘弹体材料。经过多次试验，取得了良好的实用效果。首先选用钙基脂黄油与滑石粉混合，经过各种比例混合，发现黄油滑石粉粘度不够，无法结块；调整混合比例后虽然成型可以，但是粘度依然不理想，在使用过程中还有油析现象出现。
根据此情况，通过查询资料等方式对钙基润滑脂的化学品安全数据说明书进行分析。发现钙基润滑脂是由动、植物油（合成钙基脂用合成脂肪酸）與石灰制成的钙皂稠化中等粘度的矿物润滑油，并以水作为胶溶剂而制成，工作温度在-10℃～60℃范围内，温度一旦超高，极易失水，使脂的结构遭到破坏形成油皂分离，产生油析现象，起不到隔绝空气的作用，从而影响防腐效果。另外，夏天环境温度一般为30-40℃，高温地区地表温度通常都能达到50-70 ℃ ，已经超过了钙基脂黄油的温度承受极限，失去应有作用。
面对出现的此类问题，最后选用锂基脂和水合硅酸镁超细粉混合来制作防腐材料。锂基脂黄油由羟基脂肪酸锂皂稠化矿物油并加入抗氧、防锈防腐极压抗磨等多种添加剂调制而成。较钙基脂润滑油具有优良的抗水性、机械安定性、胶体安定性、耐极压抗磨性能、防锈性和良好的抗氧化能力，且在粘度和耐高温方面都比钙基脂好，产品的工作温度范围为（-30℃到160℃），完全可以满足所有地区的使用。
锂基润滑脂是由天然脂肪酸（硬脂酸或12—羟基硬脂酸）锂皂，稠化中等粘度的矿物润滑油或合成润滑油制成，通过电子显微镜可见其皂纤维形成双股的、缠结在一起的扭带状，因此，具有良好的机械安定性。
通过气相色谱法测定，12—经基硬脂酸锂和硬脂酸锂对烷烃的吸附热，发现12—羧基顶脂酸锂和硬脂酸锂，对皂纤维表面液相的结合强度，及对晶格内液相结合强度都是较大的，因此，锂基润滑脂具有较好的胶体安定性。
另外碱金属中的呈对水的镕解度较小，因此，锂基润滑脂具有较好的抗水性，可以用于潮湿和与水接触的部位。
（硬脂酸或12—羟基硬脂酸分子式）
12—羟基硬脂酸锂皂，对矿油或合成油的稠化能力都比较强，因此，锂基润滑脂与钙钠基润滑脂相比，稠化剂量可以降低约1/3，而使用寿命可以延长一倍以上。
（水合硅酸镁超细粉分子结构图）
水合硅酸镁超细粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于其结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。
通过市场调研，这两种润滑脂价格差别也不大，锂基脂润滑脂能长期稳定在120℃左右下使用。这2种物质结合更好的吸附水分，防腐效果更好。通过试用，发现效果明显提高，锂基脂防腐材料和金属的结合性有显著提高，能长期保持稳定性，且无油析现象出现。
3 使用方法及实施效果
在进行阀门、流量计、法兰垫片更换时，首先清理干净法兰间杂质，然后将制作好的锂基脂防腐材料（配置比例为每公斤锂基脂配置2.3公斤的水合硅酸镁超细粉）揉成细条，塞到法兰缝隙，并压实抹平，使防腐材料法兰面充分接触，表面缠和管道一样颜色的阻燃防火胶带包裹法兰，起到密封防水作用且美观。内层采用PVC材质的阻燃胶带，PVC胶带是以PVC薄膜为基材，具有质柔软、有弹性、强度高、绝缘性能好、粘性佳和密封性优良，在潮湿环境性能稳定等特点。外层采用布基材料的胶带，布基胶带以聚乙烯与纱布纤维的热复合为基材。有较强的剥离力、抗拉力、耐油脂、耐老化、耐温、防水、防腐蚀，是一种绝缘的高粘胶带。运用此方法可以有效防止龟裂和胶带褪色问题，加大防腐材料及胶带的使用寿命。
4 经济效益以及优势分析
在用量一致的情况下，粘弹体单价是200元/公斤，而锂基脂防腐材料成本为30元/公斤，价格优势十分明显，经济效益效果显著。
以长输天然气管道场站为例：每个分输站需要防腐材料150公斤，阻燃防火胶带100卷计算。每个分输站场费用明细：
（1）锂基脂防腐材料：30元/公斤*250公斤=7500元
（2）粘弹体防腐材料：200元/公斤*250公斤=50000元
每个分输站可以节约50000元-4500元=45500元
每个压气站需要防腐材料600公斤，阻燃防火胶带400卷计算。每个压气站场费用明细 ：
（1）锂基脂防腐材料：30元/公斤*800公斤=24000元
（2）粘弹体防腐材料：200元/公斤*800公斤=160000元
（3）每个压气站可以节约160000元-24000元=136000元
相比粘弹体防腐材料，锂基脂防腐材料具有原料简单、防水防火、清理方便、可重复利用、无污染以及制作方便、价格低廉等特点，特别方便各站场自主制作和使用。
5 适用范围
（1）管道外防腐建议还应使用粘弹体膏和胶带模式。
（2）压缩机、燃气发电机厂房等封闭空间可燃气管道法兰仍需采用粘弹体防腐。
（3）其他位置的法兰可以使用锂基脂防腐材料。
6 应用前景
法兰连接目前是石油天然气输油气站场地面部分最常见的连接方式。如西气东输、川气东送、管道公司、西部管道等，每年由于法兰连接腐蚀造成的报废现象不计其数，若采取锂基脂防腐材料进行法兰间防腐，可有效防止法兰、垫片、螺栓的生锈腐蚀，延长设备的使用寿命，应用广泛。
【关键词】锂基脂防腐材料 胶泥 传输管道
1 现场情况及问题分析
为了防止长输石油、天然气站场管线设备法兰、垫片及螺栓发生锈蚀，施工过程中曾经对所辖各站场法兰包覆粘弹体防腐材料，起到了良好防水、隔绝空气防止锈蚀的作用，使用后，防腐效果良好。但是各站场反映该材料粘性大，清理困难，给设备的维护维修带来了极大的不便，同时带来环境污染问题，甚至造成设备堵塞。而且这种防腐材料还存在储存、安装困难、无法重复使用、造价昂贵以及各站场无法进行自主防腐等问题。
2 改善措施及试验过程
针对上述情况，根据制作黄油墙的经验，试验试制新型防腐材料替代粘弹体材料。经过多次试验，取得了良好的实用效果。首先选用钙基脂黄油与滑石粉混合，经过各种比例混合，发现黄油滑石粉粘度不够，无法结块；调整混合比例后虽然成型可以，但是粘度依然不理想，在使用过程中还有油析现象出现。
根据此情况，通过查询资料等方式对钙基润滑脂的化学品安全数据说明书进行分析。发现钙基润滑脂是由动、植物油（合成钙基脂用合成脂肪酸）與石灰制成的钙皂稠化中等粘度的矿物润滑油，并以水作为胶溶剂而制成，工作温度在-10℃～60℃范围内，温度一旦超高，极易失水，使脂的结构遭到破坏形成油皂分离，产生油析现象，起不到隔绝空气的作用，从而影响防腐效果。另外，夏天环境温度一般为30-40℃，高温地区地表温度通常都能达到50-70 ℃ ，已经超过了钙基脂黄油的温度承受极限，失去应有作用。
面对出现的此类问题，最后选用锂基脂和水合硅酸镁超细粉混合来制作防腐材料。锂基脂黄油由羟基脂肪酸锂皂稠化矿物油并加入抗氧、防锈防腐极压抗磨等多种添加剂调制而成。较钙基脂润滑油具有优良的抗水性、机械安定性、胶体安定性、耐极压抗磨性能、防锈性和良好的抗氧化能力，且在粘度和耐高温方面都比钙基脂好，产品的工作温度范围为（-30℃到160℃），完全可以满足所有地区的使用。
锂基润滑脂是由天然脂肪酸（硬脂酸或12—羟基硬脂酸）锂皂，稠化中等粘度的矿物润滑油或合成润滑油制成，通过电子显微镜可见其皂纤维形成双股的、缠结在一起的扭带状，因此，具有良好的机械安定性。
通过气相色谱法测定，12—经基硬脂酸锂和硬脂酸锂对烷烃的吸附热，发现12—羧基顶脂酸锂和硬脂酸锂，对皂纤维表面液相的结合强度，及对晶格内液相结合强度都是较大的，因此，锂基润滑脂具有较好的胶体安定性。
另外碱金属中的呈对水的镕解度较小，因此，锂基润滑脂具有较好的抗水性，可以用于潮湿和与水接触的部位。
（硬脂酸或12—羟基硬脂酸分子式）
12—羟基硬脂酸锂皂，对矿油或合成油的稠化能力都比较强，因此，锂基润滑脂与钙钠基润滑脂相比，稠化剂量可以降低约1/3，而使用寿命可以延长一倍以上。
（水合硅酸镁超细粉分子结构图）
水合硅酸镁超细粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于其结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。
通过市场调研，这两种润滑脂价格差别也不大，锂基脂润滑脂能长期稳定在120℃左右下使用。这2种物质结合更好的吸附水分，防腐效果更好。通过试用，发现效果明显提高，锂基脂防腐材料和金属的结合性有显著提高，能长期保持稳定性，且无油析现象出现。
3 使用方法及实施效果
在进行阀门、流量计、法兰垫片更换时，首先清理干净法兰间杂质，然后将制作好的锂基脂防腐材料（配置比例为每公斤锂基脂配置2.3公斤的水合硅酸镁超细粉）揉成细条，塞到法兰缝隙，并压实抹平，使防腐材料法兰面充分接触，表面缠和管道一样颜色的阻燃防火胶带包裹法兰，起到密封防水作用且美观。内层采用PVC材质的阻燃胶带，PVC胶带是以PVC薄膜为基材，具有质柔软、有弹性、强度高、绝缘性能好、粘性佳和密封性优良，在潮湿环境性能稳定等特点。外层采用布基材料的胶带，布基胶带以聚乙烯与纱布纤维的热复合为基材。有较强的剥离力、抗拉力、耐油脂、耐老化、耐温、防水、防腐蚀，是一种绝缘的高粘胶带。运用此方法可以有效防止龟裂和胶带褪色问题，加大防腐材料及胶带的使用寿命。
4 经济效益以及优势分析
在用量一致的情况下，粘弹体单价是200元/公斤，而锂基脂防腐材料成本为30元/公斤，价格优势十分明显，经济效益效果显著。
以长输天然气管道场站为例：每个分输站需要防腐材料150公斤，阻燃防火胶带100卷计算。每个分输站场费用明细：
（1）锂基脂防腐材料：30元/公斤*250公斤=7500元
（2）粘弹体防腐材料：200元/公斤*250公斤=50000元
每个分输站可以节约50000元-4500元=45500元
每个压气站需要防腐材料600公斤，阻燃防火胶带400卷计算。每个压气站场费用明细 ：
（1）锂基脂防腐材料：30元/公斤*800公斤=24000元
（2）粘弹体防腐材料：200元/公斤*800公斤=160000元
（3）每个压气站可以节约160000元-24000元=136000元
相比粘弹体防腐材料，锂基脂防腐材料具有原料简单、防水防火、清理方便、可重复利用、无污染以及制作方便、价格低廉等特点，特别方便各站场自主制作和使用。
5 适用范围
（1）管道外防腐建议还应使用粘弹体膏和胶带模式。
（2）压缩机、燃气发电机厂房等封闭空间可燃气管道法兰仍需采用粘弹体防腐。
（3）其他位置的法兰可以使用锂基脂防腐材料。
6 应用前景
法兰连接目前是石油天然气输油气站场地面部分最常见的连接方式。如西气东输、川气东送、管道公司、西部管道等，每年由于法兰连接腐蚀造成的报废现象不计其数，若采取锂基脂防腐材料进行法兰间防腐，可有效防止法兰、垫片、螺栓的生锈腐蚀，延长设备的使用寿命，应用广泛。