專利名稱：一種合金涂層及其處理方法、防腐球罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐處理材料及其處理方法、防腐設(shè)備，特別涉及一種含H2S 球罐防止硫化物應(yīng)力腐蝕開裂的合金涂層及其處理方法、處理后的防腐球罐。
背景技術(shù)：
隨著原油的深度開來采和進口原油量的增加，煉油廠原料油中的硫含量越來越 高，而許多煉油廠因種種原因不能按操作規(guī)程對液化石油氣(LPG)進行脫水和脫硫處 理，使其生產(chǎn)的LPG中的硫含量也非常高。同時油田生產(chǎn)的LPG中的硫含量也急劇上 升，對LPG球罐的腐蝕日益嚴重。中國石油下屬某石化公司LPG中總硫含量曾經(jīng)達到了 18000mg/m3的水平，發(fā)生了多起容積為400m3的LPG球罐硫化物應(yīng)力腐蝕開裂事故，有 些球罐經(jīng)修復(fù)后第2年檢驗時又發(fā)現(xiàn)大量硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋。荊門煉油廠1972年制造 的10臺200m3和400m3的LPG球罐使用3年內(nèi)即有5臺球罐發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。中國 石油烏魯木齊石化公司煉油廠輕烴儲罐使用多年表觀上并無問題，但是開罐檢查時發(fā)現(xiàn) 球罐內(nèi)壁遍布小裂紋。大慶石化公司曾對ATK-101BLPG球罐(1500m3)進行全面檢驗， 采用內(nèi)表面磁粉檢測發(fā)現(xiàn)27處焊縫縱向裂紋，最長的為1.6mm，深度為6mm，均為硫化 氫應(yīng)力腐蝕裂紋。南京煉油廠、勝利煉油廠、茂名煉油廠等單位也曾發(fā)生過濕H2S導(dǎo)致 的LPG球罐硫化物應(yīng)力腐蝕開裂事故。現(xiàn)在，硫化物應(yīng)力腐蝕開裂已經(jīng)成為各個高硫油 田和石油煉化企業(yè)LPG球罐以及其它輕烴球罐普遍存在的威脅。應(yīng)力腐蝕開裂是指某一特定金屬構(gòu)件在拉伸應(yīng)力作用下，在特定的腐蝕環(huán)境下 所產(chǎn)生的開裂及擴展失效。只有當環(huán)境、應(yīng)力及材料三個因素均具備時，才會發(fā)生應(yīng)力 腐蝕開裂。構(gòu)件承受拉伸應(yīng)力是發(fā)生應(yīng)力腐蝕的必要條件，而材料及腐蝕介質(zhì)的組合則 具有選擇性。鋼在某些特定的介質(zhì)環(huán)境下使用時會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，一般情況下，鋼的強 度越高，對應(yīng)力腐蝕越敏感。工業(yè)生產(chǎn)中常見的高強鋼的應(yīng)力腐蝕敏感環(huán)境主要有濕硫 化氫、無水液氨、硝酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氰化物和二氧化碳等等。在石油煉化過 程中，特別是近年來隨著煉制原油量的增加以及原油自身含硫量的增加，濕硫化氫應(yīng)力 腐蝕開裂尤為嚴重。我國壓力容器用鋼相當多數(shù)采用的是低合金高強度鋼。行業(yè)標準《HG20581鋼 制化工容器材料選用規(guī)定》定義低合金高強度鋼為以提高鋼材強度和改善綜合性能為 主要目的，合金總含量在3%以下的合金鋼?；と萜髦薪?jīng)常使用的是低碳、可焊的低 合金結(jié)構(gòu)鋼，如16MnR、18MnMoNbR等。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是一類可焊接的低碳工 程結(jié)構(gòu)用鋼。其含碳量通常小于0.25%，比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼有較高的屈服點、或屈服 強度σ 0.2 (30 80kgf/mm2)和屈強比σ s/σ b (0.65 0.95)，較好的冷熱加工成型性，良 好的焊接性，較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕 能力。其合金元素含量較低，一般在2.5%以下，在熱軋狀態(tài)或經(jīng)簡單的熱處理(非調(diào)質(zhì) 狀態(tài))后使用；因此這類鋼能大量生產(chǎn)、廣泛使用。國家標準《GB/T 1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》中規(guī)定，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼分為8個牌號，Q295、Q345、Q390、Q420、 Q460、Q500、Q550、Q620、Q690 ；由于質(zhì)量不同分為 A、B、C、D、E 等級。高強度用鋼的特點與用途
權(quán)利要求
1.一種防止應(yīng)力開裂的合金涂層，其特征在于，所述合金涂層包括鋅、鋁、鐵、 錳、碳和稀土元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為錸、鑭、鈰、鐠、 銦中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金涂層，其特征在于，所述鋅、鋁、鐵、錳、碳和稀土元 素的重量份數(shù)比分別為鋅83 86份、鋁14 16份、鐵和錳0.000001 0.1份、碳 0.000001 0.03 份、稀土元素 0.01 2.4 份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鑭0.02 0.06 份，鈰0.03 0.08份。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鑭0.3 0.8 份，鈰0.1 0.3份，鐠0.1 0.3份。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鑭0.02 0.06 份，鋪0.03 0.08份，錸0.02 0.06份。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鐠0.02 0.06 份，鈰0.03 0.08份，銦0.02 0.06份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的合金涂層，其特征在于，所述合金涂層是通過 下述方法噴涂到待防腐處理的球罐的內(nèi)部的制備所述合金涂層絲的步驟；對球罐內(nèi)壁進行噴砂除銹的步驟；噴涂所述合金涂層絲的步驟；采用專用封閉劑進行封孔處理的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的合金涂層，其特征在于，所述制備所述合金涂 層絲的步驟進一步包括將鋅、鋁、鐵、錳、碳和稀土元素冶煉，制成錠材；然后在惰 性氣體環(huán)境中降溫處理；降為常溫后加工成0.5毫米 5毫米的合金涂層絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的合金涂層，其特征在于，所述對球罐內(nèi)壁進 行噴砂除銹的步驟進一步包括對球罐內(nèi)壁進行噴砂除銹達到Sa3級見白標準。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一項所述的合金涂層，其特征在于，所述噴涂所述合金 涂層絲的步驟進一步包括噴砂除銹后球罐的在6個小時以內(nèi)，濕度不得大于85%，所 述金屬涂層絲，噴涂厚度大于等于200 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合金涂層，其特征在于，所述專用封閉劑為滿足下述表格 12項指標中的至少3種
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的合金涂層，其特征在于，所述專用封閉劑為滿足所述表格 12項指標中的至少6種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的合金涂層，其特征在于，所述專用封閉劑為滿足所述表格 12項指標中的至少9種。
15.—種如權(quán)利要求1 7中任一項所述的合金涂層的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟制備所述合金涂層絲的步驟； 對球罐內(nèi)壁進行噴砂除銹的步驟； 噴涂所述合金涂層絲的步驟； 采用專用封閉劑進行封孔處理的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述制備所述合金涂層絲的步驟 進一步包括將鋅、鋁、鐵、錳、碳和稀土元素冶煉，制成錠材；然后在惰性氣體環(huán)境中降溫處理；降為常溫后加工成0.5毫米 5毫米的合金涂層絲。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述對球罐內(nèi)壁進行噴砂除銹的 步驟進一步包括對球罐內(nèi)壁進行噴砂除銹達到Sa3級見白標準。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述噴涂所述合金涂層絲的步 驟進一步包括噴砂除銹后球罐的在6個小時以內(nèi)，濕度不得大于85%，所述金屬涂層 絲，噴涂厚度大于等于200 μ m。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述專用封閉劑為滿足下述表格 12項指標中的至少3種，4種，5種，6種，8種，或10種
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 制備所述合金涂層絲的步驟；對球罐內(nèi)壁進行噴砂處理，達到Sa3見白級； 噴砂處理6小時內(nèi)采用電弧噴涂技術(shù)噴涂合金層；母材處漆膜厚度達到200 250mm，噴涂4遍，焊縫處漆膜厚度達到300 350mm， 焊縫兩側(cè)各15cm的范圍內(nèi)，噴涂6遍；合金層噴涂完成后刷涂專用封閉劑封閉，封閉劑涂膜厚度80 100mm，噴涂2遍。
21.—種防腐球罐，其特征在于，包含如權(quán)利要求1 14中任一項所述的合金涂層。
22.一種防腐球罐，其特征在于，包含如權(quán)利要求15 20中任一項所述的制備方法 制備的合金涂層。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鑭0.01 2.4份。
24.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金涂層，其特征在于，所述稀土元素為鈰0.01 2.4份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金涂層及其處理方法、防腐球罐。所述合金涂層包括鋅、鋁、鐵、錳、碳和稀土元素。所述稀土元素為錸、鑭、鈰、鐠、銦中的一種或多種。所述鋅、鋁、鐵、錳、碳和稀土元素的重量份數(shù)比分別為鋅83～86份、鋁14～16份、鐵和錳0.000001～0.1份、碳0.000001～0.03份、稀土元素0.01～2.4份。所述稀土元素可以為鑭0.02～0.06份，鈰0.03～0.08份。本發(fā)明采取運用Zn、Al等有色金屬與碳鋼結(jié)合性好并可以為球罐的碳鋼基體提供隔離作用以及陰極保護作用的特點。鋅鋁復(fù)合覆蓋層則保持鋅、鋁各自的優(yōu)點，克服、改善原來的不足，使覆蓋層具有更卓越的防護性能，更長的使用壽命。
文檔編號C23C4/14GK102011084SQ201010604228
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者丁寶峰, 杜翠女, 趙明, 趙楊 申請人:北京賽諾迪管道安全技術(shù)有限公司