石油储罐边缘板防腐蚀现状

庄燕群

(上海市金山区腐蚀科学技术学会，上海 310000)

1 目前常见的几种储罐边缘板防护工艺

GB50393-2008标准名称中第4.1.10规定可采用弹性防水材料贴覆玻璃布或防水胶带的防腐蚀措施对储罐边缘板进行防护。从标准的实施情况看，目前市场上储罐边缘板的防腐方法较多，主要有以下几种:

(1)环氧煤沥青贴布、水泥砂浆。这两种储罐边缘板防腐方法由于明显存在不抗变形等缺点，施工完成后短期内就会出现开裂等想象，所以已基本不再使用。

(2)三元乙丙防水胶带。通过应用可以得知，三元乙丙防水胶带这种设计结构无法隔绝水汽侵入，边缘板和热影响区会继续腐蚀，使热影响区焊接钢板对边缘板金属结构造成重复破坏，无法及时观测边缘板的变形状况，复杂部位无法施工，罐区投入使用后，防爆区无法维修，实际使用单位较少，工艺结构有待商榷。

(3)矿脂胶泥及矿脂带。矿脂胶泥是一种油脂类材料，矿脂带是一种浸透油脂的编织布，两者只有软性没有弹性，无法适应储罐边缘板的伸缩变形，变形后引起内部空洞;矿脂防腐带的贴覆是物理的油封，很容易脱落，矿脂防腐带与管壁及基础容易产生起壳、分层、剥落;矿脂带由于受到带宽带长的限制，只能采用分段搭接，无法形成一个完整无接缝的防水层，特别在管道进出口、电缆桥架、上下扶梯等复杂部位。现场考察发现带下有大量结水，内部形成的空洞、带下的大量结水，使得储罐边缘板电化学腐蚀加剧;矿脂胶泥、矿脂带中的黏性油脂使得后续的检维修困难。图1显示层与层之间无结合力、无弹性。

图1 胶带层间剥脱示意Fig.1 Tape layer peeling off schematic diagram

(4)JDP防水材料。据介绍JDP弹性材料防水层每米用量0.5～0.6 kg。从目前掌握的国际国内弹性材料拉伸强度、延伸率及比重分析，其厚度及强度难以长期承受油罐边缘板的塑性变形，特别是边缘板最外端的上翘，工艺结构有待商榷。图2为JDP防水结构示意图，图3显示防水层内部情况。

由储罐边缘板的塑性变形及腐蚀机理可知，仅仅在边缘板和水泥基础的接触处做一个三角保护是无法满足储罐边缘板的上下翘动和水平方向热胀冷缩带来的形变，其防水结构不够成熟。JDP防水材料雷同于第一代CTPU，由树脂、固化剂、催化剂、填充料四组分组成，并随着环境温度变化作相应调整。固化剂、催化剂加入量过多，会引起鼓泡、发脆、粉化开裂;加入量过少，会引起发黏、不干、无弹性等现象。加入的海绵条(只有软性没有弹性，无法抗储罐边缘板的伸缩变形，容易引起内部空洞)作为热胀冷缩的过渡缝在第一代CTPU施工中已经采用并证明结构不合理，会造成防水层疏松进水。JDP的表面贴覆的沥青油膏是物理的油封，很容易脱落、起壳、分层、剥落;表面抗老化性能较差，容易形成大面积龟裂。现场考察发现内部存有大量结水，容易使储罐边缘板电化学腐蚀加剧。

图2 JDP防水结构示意Fig.2 The JDP waterproof structure

图3 内部疏松开裂情况Fig.3 Internal loose cracking

(5)防水卷材。因防水卷材的连接和粘贴需胶水黏接或高温烫贴，储罐边缘板采用防水卷材防护与施工技术密切相关，特别在管道进出口、电缆桥架、上下扶梯等复杂部位很难做到完全密封，在无保温及结构简单的小型储罐上才能使用，在新建和大型储罐上，很难适应储罐的上翘和变形。

2 弹性聚氨酯(第一代CTPU)防水材料

GB50393-2008中第4.1.10条文说明中提到储罐边缘板可采用CTPU弹性防水材料贴覆玻璃布的防腐蚀措施对储罐边缘板进行防护。CTPU结构示意图见图4。由于现在市场上CTPU的生产产家较多，不同的施工单位对CTPU材料的防腐结构组成不同，大部分施工单位未掌握产品性能及施工工艺，在边缘板施工中暴露出一些问题，对储罐的安全运行带来了隐患。主要问题有:

(1)CTPU由树脂、固化剂、催化剂三组分组成，并随着环境温度变化作相应调整，固化剂、催化剂加入量过多，会引起鼓泡、发脆、粉化开裂;加入量过少，会引起发黏、不干、无弹性等现象。

(2)现场施工环境复杂，工人的熟练程度如果不高也会造成上述现象。

(3)稀释剂属于高危产品，运输困难，只能当地采购，且大部分浓度不纯含有水分，一旦使用造成防腐层分层、结合力差、不固化等现象。

(4)工艺中的水泥台口线需要一定的养护期，造成分段施工，延长施工周期。

(5)水泥台口线如果未按规定进行养护，会造成与原基础脱壳，与涂层脱层。

图4 CTPU结构示意Fig.4 CTPU structure diagram

3 GTPU弹性耐候防水胶(简称第二代CTPU)

储罐边缘板采用第一代CTPU产品，在配比正确、施工熟练的情况下，其较好的弹性、黏接性和防水性能，能够基本满足储罐的防腐要求，特别是整体工艺结构经过大量实践证明能够满足储罐的变形，部分专业施工单位在其施工的大部分罐区有许多成功的案例。但是，由于第一代CTPU材料性能存在的配比复杂、施工困难等缺陷，还是对边缘板的保护带来了负面的影响。为此，上海金川科技有限公司于2006年至2007年开发了第二代储罐边缘板专用CTPU材料(即GTPU弹性耐候防水胶)，将多组分的需现场配制的第一代产品，通过攻关，对配方材料和工艺升级换代，在工厂内复合配制成单一组分，形成即开即用、施工便捷、性能稳定的第二代CTPU产品，其主要特点是:①即开即用、施工便捷;②性能稳定;③更好弹性;④防水效果好;⑤更好黏接性;⑥更好耐侯性;⑦使用寿命长;⑧维修方便。

第二代CTPU的结构示意见图5，其防腐寿命可达10 a以上。

3.1 主要技术指标

第二代CTPU主要技术指标见表1。

图5 第二代CTPU结构示意Fig.5 The second generation CTPU structure diagram

表1 技术指标Table1 Technical Specifications

3.2 应用案例

第二代CPTU的工业应用情况见图6～9。

图6 日照罐区Fig.6 Rizhao tank farm

图7 高桥石化使用二年后情况Fig.7 Useel situation of two years lator in Gaoqiao petrochemical

图8 中石化北海原油商业储备基地Fig.8 Used situation of Sinopec commercial crude oil reserve base in the Beihai

图9 GTPU使用一年后破坏性检查情况Fig.9 GTPU destructive inspection after one year

4 小结

储罐边缘板防腐无论采用哪种施工工艺、哪种材料、哪种方法、哪种结构，都与地理区域、气候环境、工人素质和对待工作的认真态度有极大的关系。上面阐述的几种储罐边缘板的防腐材料和工艺，都在某些特定的区域有过成功的案例，无论是在北方干燥寒冷的地区，还是南方温暖潮湿的地区;无论是在海边腐蚀性较强的地区，还是在西部风沙四起、人迹罕至的地区;无论是在结构比较简单的储罐上，还是在结构复杂的人孔、电缆桥架下，都能适应储罐边缘板的塑性变形，都能形成完整的无缝隙的有强度和韧性的弹性保护层，来解决储罐边缘板的腐蚀问题。

通过大量的现场走访和实际应用证明，GTPU弹性耐候防水胶的材料及工艺，在储罐边缘板防护中能有效地防止雨水、露水、大气中的腐蚀气体侵入和腐蚀，能适应储罐热胀冷缩及空、满罐时的塑性变形，达到边缘板防护的要求。特别是近几年来，由于GTPU的研制成功，从产品性能、施工工艺、使用寿命等方面都有了极大的提升，特别在耐候性、弹性、黏结性等方面比第一代CTPU有突破性的提高。其产品性能稳定可靠，施工流程安全便捷且易于维修。经过几年的跟踪回访调查，使用情况良好，外观整洁美观，得到使用单位的充分肯定。