大型储罐防腐蚀质量控制

王 勇，彭绪武，徐绍方，

(1.海工英派尔工程有限公司，山东 青岛 266061;2.中国海油伊拉克有限公司，北京 100000)

近年来，随着国家对能源战略的高度重视，大型石油储备基地在不断地建设当中，单台原油储罐也从100 dam3增加到150 dam3，200 dam3储罐的设计与建造技术也通过了专家鉴定。为保证储罐安全、长周期的有效运行，对储罐的防腐蚀质量也提出了更高的要求。GB50393—2008《钢制石油储罐设计规范防腐蚀工程技术规范》(简称“GB50393”)规定涂层设计寿命不低于7 a，一些设计文件也要求涂层设计寿命不低于10 a。由于储罐的防腐蚀质量受很多因素的影响，只有控制好防腐蚀过程的每一个影响因素，才能有效地保证防腐蚀质量，从而保证或延长储罐的使用寿命，保证储罐的安全运行。

1 涂料控制

1.1 涂料选用

在设计防腐蚀方案时，设计人员除了考虑不同腐蚀部位对应的涂料外，还应考虑储罐在蒸罐或清罐操作时的短期耐温(最高180℃)的影响;外防腐蚀涂料还应考虑大气环境、紫外线照射强度等影响。

涂料采购时，设计工程师应与供应商在防腐蚀技术条件的基础上共同拟定技术协议，明确储罐不同防腐蚀部位对应的涂料类型、涂装道数、所能达到的干膜厚度;层间涂料(包括补漆)应保证匹配性。

1.2 涂料报验与检验

涂料进入施工现场后，对每种涂料的每一个批次向监理报验。报验时除提供产品合格证书外，还应提供涂料出厂的检测报告。

第三方检验。每种涂料按批次在监理或业主见证下取样，委托第三方检测机构对涂料的有关指标进行检验，确保涂料的使用质量。

1.3 涂料性能与使用要求

为了使操作工人充分掌握涂料的性能特点和使用要求，在防腐蚀技术交底时建议分别对涂料性能和使用要求分别进行交底。涂料使用特点的技术交底由防腐蚀工程师结合防腐蚀施工方案、储罐防腐蚀技术规范对储罐的不同部位使用的涂料、涂层道数、漆膜厚度、表面处理、涂装环境、检查要求、成品保护以及安全操作方面进行明确。

涂料性能的技术交底由涂料供应商技术人员负责。交底时结合涂料的性能、技术指标，从涂料的配制、熟化时间、稀释剂最佳用量、使用时间、喷涂或滚涂的适宜黏度、涂装的不同间隔时间、涂层养护等进行交底，让操作工人充分掌握涂料的性能和使用特点。

技术交底可以由总包方组织，邀请监理参加。如烟台港某油库，总包方在参加了分包方的技术交底后，又组织了由供应商、分包方、监理参加的技术交底，对上一次交底既起到了查漏补缺又进行了深化，对防腐蚀质量起到了很好的事先控制作用。

2 防腐蚀过程的控制

2.1 钢板表面处理的质量

表面处理的粗糙度并非越大越好。表面过于粗糙，不能被涂料均匀地浸润，凹处残留的空气、水分会影响漆膜的附着力;波峰处的漆膜也会较薄，容易产生针孔或返锈。因此处理的表面粗糙度宜控制在40～75 μm。喷砂后的钢板表面应用洁净的压缩空气将钢板表面的灰尘吹扫干净。

2.2 建立工序交接与报验制度

表面除锈、涂料配制、涂装作为3个不同工序，涂装工序对除锈质量、涂料配制进行监督;涂料配置工序对涂装工序的涂料使用时间、重涂间隔时间进行监督，检查合格、签署交接后才能进行下道工序。

工序报验主要是对除锈质量、漆膜厚度、重涂时间间隔、隐蔽前检查(按照分包-总包-监理-业主)的程序进行报验。

2.3 涂装的时间间隔

2.3.1 底漆涂装的时间间隔

钢板的腐蚀临界湿度一般为60%，当大气湿度超过这一临界湿度时，金属表面形成连续的水膜，腐蚀速度迅速上升。因此表面处理后与涂装底漆的时间不应超过4 h，海滨潮湿地区不超过2 h。

2.3.2 重涂涂层的最大时间间隔

根据目前国内储罐防腐蚀施工情况，如罐壁板、拱顶板，在抛丸除锈、涂装底漆后进行安装，直到水压试验完成或保温之前才进行下道涂料的涂装，这样从第一道底漆到下道底漆的涂装间隔了几个月的时间，涂层表面不仅受到了污染，而且还因日光照射造成表面不同程度的粉化，附着力大大降低。因此，影响储罐防腐蚀质量的主要因素为每道涂层之间的时间长短。

从规范或涂料的说明书来看，重涂涂层之间的时间间隔最长为7 d，最短一般2 h(常温)。SH/T3606—2011《石油化工涂料防腐蚀工程施工技术规程》(以下简称“SH/T3606”)标准规定富锌涂料涂装后应用配套漆封闭，不得长期暴露在空气中以及聚氨酯漆在第一道漆表干后即涂刷第二道漆，每道涂装间隔时间不宜超过48 h。2011年8月中交的某罐区50 dam3储罐，浮顶聚氨酯面漆已成片脱落(见图1)。之所以限制涂装的间隔时间，主要是因为(1)底漆的封闭性较差，在潮湿的环境下，水分或腐蚀性气体透过漆膜造成返锈;(2)底漆耐紫外线辐射的能力差，长时间经紫外线照射后表面粉化，减少了下道漆膜的附着力;(3)漆膜长时间暴露在大气中，受到灰尘污染，不仅会降低下道漆膜的附着力，而且颗粒状的灰尘可作为电解质存在漆膜中，破坏漆膜的防护作用。

图1 浮盘面漆成片脱落Fig.1 Top coating of the floating tray flakily fall off

因此控制重涂涂层的间隔时间对保证涂层质量有很大的影响，钢板在涂装底漆后应在规定的时间内涂装中间漆及面漆。抛丸的钢板可以涂装底漆后再滚板，滚板后再涂装中间漆。由于中间漆兼具底漆、面漆的特性，在耐候性方面要优于底漆，这样可以相对地减少紫外线或大气对底漆产生的粉化或降解。

2.4 重涂涂层的表面处理

超过重涂涂层的间隔时间，无论哪种加涂涂料都必须拉毛表面或者用高压淡水冲洗涂层表面，高压淡水不但可以去除灰尘、污物，而且也可以去除因长时间暴露而导致的表面降解层，从而确保最佳的层间附着力。

2.5 涂料配置的熟化时间与使用期限

多组分涂料在配制后只有在达到熟化时间后才可以使用，超过规定的混合时间，无论涂料表面有无变化也不能使用。熟化时间和配制后的使用时间与涂料的种类、温度有关，涂装作业时应严格执行涂料说明书。因此涂料的配置必须由专人负责并对配置涂料的使用时间进行控制，超过配置使用期的禁止使用。

2.6 成品保护

储罐在预制时优先按照“先预制后防腐蚀”的原则进行操作。底板、壁板、浮顶(拱顶)、加强圈、抗风圈等尽量在预制成型后再进行除锈防腐蚀。各部件在吊装、堆放、运输、安装、打卡具、焊接时应对防腐蚀层进行保护。

3 涂装的环境控制

环境影响的因素主要有温度和湿度。最适宜的涂装环境温度为10～30℃，可涂装环境温度为5～35℃，湿度不宜超过80%，但有些品种的涂料要求钢板表面温度不超过45℃。

对于无机富锌涂料，为了加速固化，相对环境湿度宜超过50%。如HEMPEL规定，水性硅酸锌底漆在低湿度环境下，涂装1～2 h后，表面喷水以加速固化进程，保持表面湿润直至固化完成。

固化养护对无机富锌涂料的附着力影响很大。某罐区1号50 dam3储罐的钢板在涂刷无机富锌底漆后滚板时发现，涂装表面有多处麻点状脱落，连续3张钢板均出现同样情况。经分析，涂装时环境温度较高(环境温度28℃，湿度41%)，洒水后没有及时覆盖，固化效果较差。对该批剩余12张钢板继续保湿养护后至第2天下午，经用抹布浸稀释剂擦拭涂层表面没有变化外，继续抽取3张滚板，涂层不再脱落。

4 涂装作业的检测

4.1 检测的指标

4.1.1 表面粗糙度及可溶性氯化物

表面粗糙度用表面粗糙度仪进行测量，粗糙度宜为40～75 μm;表面可溶性氯化物不超过5 μg/cm2，罐内介质浸润区域不超过 3 μg/cm2。

4.1.2 漆膜厚度

湿膜厚度应在涂料涂完后立即用湿膜测厚仪测量，由于干燥迅速，测量的结果仅作为参考。测量湿膜厚度主要是为了控制干膜厚度，同时对漆膜厚度的均匀性进行控制。干膜厚度用磁性测厚仪测定。每道湿膜、干膜的厚度应参考涂料说明;干膜及总干膜厚度还应执行设计文件及规范的要求。

4.1.3 电阻率和孔隙率

电阻率用电阻测定仪测量，绝缘型涂层如罐底板上表面、底圈壁板内表面，面电阻率应不超过1013Ω;导电型涂层如浮盘外侧、底面，面电阻率应为108～1011Ω。

孔隙率用电火花检漏仪或5～10倍放大镜测量。为了实现大面积、快速检测，建议使用电火花检漏仪进行测量，根据不同的漆膜厚度，设定不同的测量电压。绝缘层应没有孔隙，导电涂层的孔隙不应超过2个/m2。

4.2 漆膜厚度检测的原则

GB 50393—2008规定，漆膜(干膜)厚度测量时，原油储罐、中间产品储罐、污油储罐执行“90原则”，产品储罐执行“85原则”(即允许有10%或15%的检测厚度低于规定值但不得低于规定值的90%或85%)。如罐底板下表面(涂刷改性环氧厚浆漆)在漆膜厚度验收时，某一部位(在 x范围内任意取3点)测得的3个点的数据为308，334 和 266 μm，因 266 μm 这个点低于 270 μm(规定值300 μm的90%)应视为不合格。

由于储罐的使用部位不同所对应的涂料种类、涂装道数是不一样的，涂装道数一般在2～5道。因此在漆膜厚度测量时首先应对每道漆膜的干膜厚度进行测量控制，然后对总的漆膜厚度进行测量控制，不能因前道漆膜厚度超过(或低于)规定厚度而降低(或增加)后道漆膜的厚度。无机类涂料由于锌、锂、硅等元素的存在，使得漆膜的韧性相对降低，因此该类涂料的漆膜厚度不宜太厚，SH/T 3606—2011规定，无机富锌涂层漆膜厚度以50 ～100 μm 为宜，且不宜大于120 μm，从而保证漆膜的最佳韧性和附着力。

5 结语

控制储罐的防腐蚀质量，需要对每一个阶段进行控制。设计阶段，设计人员既要考虑不同部位的防腐蚀要求又要考虑温度、耐候性方面的要求;采购阶段，设计人员和供应商在结合涂料种类、性能的前提下共同拟定技术协议并进一步细化防腐蚀技术条件;施工阶段，供应商应对涂料配置等提供相应的技术指导，总包、分包、监理应做好从材料检验(或委托第三方检验)到除锈、涂装(包括补漆)、漆膜检测、成品保护、隐蔽前验收的每一道工序的报验、检验和验收，从涂装作业的每一道工序、每一个影响因素进行控制。