加油站油罐内衬法防渗改造的工艺及安全风险防控

〔中国石化内蒙古石油分公司 内蒙古呼和浩特 010020〕

随着国家《水污染防治行动计划》的持续推行，全国加油站全面开展防渗改造工程。改造初期，仍以更换SF、FF双层罐为主。随着油罐内衬技术的不断成熟，改造周期逐渐缩短、停业成本降低、可在较低气温下施工等优势不断凸显，并在一定程度上减少了动土作业、起重作业等高风险作业过程，目前已经在各石油销售企业得到广泛应用。然而，由于内衬法施工工艺缺乏统一标准，管理人员缺乏对相关材料的详细了解，加之市场提供相关服务的承包商工艺不同、材料不同，给施工过程的安全风险带来了较大影响。本文通过对施工工艺和材料的深入调研和考察，列举了主要施工工艺和材料的风险点和控制措施，供读者参考，以最大程度地降低施工过程中的安全风险和职业健康风险。

1 工艺简介

加油站地下油罐内衬法改造是指在现有埋地油罐内壁，现场制作双层结构的FRP（玻璃钢）衬里防渗层，并安装夹层泄漏检测系统，使其成为具有防渗漏、防腐蚀功能的双层罐。相当于在现有罐体里面现场制做一个新的FF型双层油罐。目前国内常见的内衬工艺系统有以下几种：

1.1 DOPA®技术

DOPA®（多普）技术是WolftankAdisa集团从1984开始投入使用的油罐内衬改造技术。它应用欧洲专利产品环保型环氧树脂和3D结构铝板等材料，在单层油罐内构建真空复合层，并通过泄漏监测系统采集数据对真空状态进行实时远程监控，从而达到双层罐的同等性能。DOPA®系统主要由基础层、铝板层、玻璃钢层、强化层、导电层构成，以加油站原有油罐为依托，以环氧树脂基复合材料形成内置的防渗层以及真空间隙，通过真空压力检测等方法，对改造后油罐的泄漏情况进行实时监测。其主要结构如图1所示。

图1 DOPA®系统的主要结构

1.2 PHOENIX®技术

PHOENIX®（凤凰系统）技术是FRP复合材料双层油罐生产商加拿大ZCL公司FRP双层罐现场改造的品牌名称。该系统以不饱和聚酯树脂基复合材料为主（一般为光敏型固化树脂），利用3D纤维织物形成中空间隙，新形成的3DFF型双层罐，在新的内外壁间，提供连续的渗漏检测。

1.3 其他技术

随着我国加油站防渗改造规模的不断扩大，需求量的不断增加，国内也涌现出一批自行研发的内衬技术。但其基本原理仍然是依托原有油罐管壁，通过树脂基复合材料，结合3D铝板或者3D纤维织物形成贯通间隙，形成具有防渗作用的内置衬里，并具有渗漏检测功能。

2 工艺材料

总体来说，加油站防渗改造过程中，无论采用哪种工艺技术，本质上仍然是一种FRP复合材料的应用方式。要控制防渗改造过程中的安全风险，必须对FRP材料的物理、化学性质有所了解，并进行风险分析，方能采取有效的防控措施。

FRP使用的树脂主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂和其他热固性树脂与热塑性树脂。当前在加油站内衬防渗改造中，主要使用的树脂为不饱和聚酯树脂和环氧树脂。

2.1 不饱和聚酯树脂

（1）反应原理。不饱和聚酯树脂是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成混合酸与多元醇缩聚而成，具有酯键和不饱和双键的线性高分子化合物。在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配制成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。

（2）物理性质。不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11～1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下：

耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度在50～60℃，一些耐热性好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α为（130～150）×10-6℃。

23℃≤闪点≤61℃。

力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。

耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构的不同，可以有很大的差异。

介电性能。不饱和聚酸树脂的介电性能良好。

（3）存在风险。不饱和聚酯树脂作为化工原料的一种，常用于物体表面加厚、固化，使用时如同刷油漆一般，层层加叠，固化过程释放苯乙烯等有害气体。

苯乙烯。对眼睛和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高浓度时，立即引起眼睛及上呼吸道粘膜的刺激，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。慢性影响，常见神经衰弱综合症，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用，长期接触有时会引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。

环境危害。对环境有严重危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

燃爆危险。本品易燃，为可疑致癌物，具刺激性[1]。

2.2 环氧树脂

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂[2]。理化性质及危险性分析如下：

（1）理化性质。

外观与性状，根据分子结构和分子量大小的不同，其物态可从无臭、无味、黄色透明液体至固态。

熔点145～155℃。

溶解性，溶于丙酮、乙二醇、甲苯。

毒性及对健康的危害。

侵入途径，吸入、食入、经皮肤吸收。

毒性，LD50（半数至死量）：11400mg/kg（大鼠经口）。

对健康的危害，制备和使用环氧树脂的人员，可有头痛、恶心、食欲不振、眼灼痛、眼睑水肿、上呼吸道刺激、皮肤病症等。本品的主要危害为引起过敏性皮肤病，其表现形式为瘙痒性红斑、丘疹、湿疹性皮炎等。

燃烧爆炸危险性

燃烧性，易燃；燃烧分解物，一氧化碳、二氧化碳。

-18℃≤闪点＜23℃，爆炸上限（体积分数）——，爆炸下限（体积分数），12%自燃温度490℃（粉云）

（2）危险特性，易燃，遇明火、高热能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定的浓度时，遇火星会发生爆炸。

建规火险分级，甲级，稳定，不聚合。

2.3 不饱和树脂固化剂-过氧化甲乙酮

过氧化甲乙酮作为不饱和聚酯树脂的常用固化剂之一，其理化性质决定了其危害因素。

过氧化甲乙酮理化性质。

理化性质。外观与性状：无色液体，有刺鼻气味；沸点：＞80℃（分解）；相对密度（水=1）1.10～1.17；水中溶解度：难溶。

化学危险性。可燃；燃烧时生成有毒和腐蚀性气体；该物质是一种强氧化剂，与可燃物质、还原性物质、胺类、金属、强酸、强碱激烈反应，有着火和爆炸危险。

接触危害。

吸入。急性危害/症状：咽喉痛；灼烧感；咳嗽；呼吸困难；呼吸短促。预防：通风，局部排气通风，呼吸防护。

急救/消防：新鲜空气，休息；半直立体，必要时进行人工呼吸；给予医疗护理。

皮肤。急性危害/症状：发红，疼痛，皮肤烧伤。

预防：佩戴防护手套，防护服。

急救/消防：脱去污染的衣服，用大量水冲洗皮肤或淋浴；给予医疗护理。

眼睛。急性危害/症状：发红；疼痛；严重深度烧伤；

预防：佩戴面罩或眼睛防护，结合呼吸防护；

急救/消防：先用大量水冲洗几分钟（如可能易行，摘除隐形眼镜），然后就医。

食入。急性危害/症状：腹部疼痛，灼烧感，休克或虚脱；预防：工作时不得进食、饮水或吸烟，进食前洗手；急救/消防：漱口；不要催吐；大量饮水；给予医疗护理。

接触途径。该物质可通过吸入和经食入吸收到体内。

短期接触的影响：该物质腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道，食入有腐蚀性。

长期或反复接触的影响：无数据。

职业接触限值：阈限值：0.2×10-6（上限值）（美国政府工业卫生学家会议，2005年），最高容许浓度未制定标准。

安全措施。

工程控制措施：密闭系统和通风；严格作业环境管理！

预防火灾和爆炸措施：禁止明火；高于69℃，使用密闭系统、通风。

消防及灭火方法：干粉，二氧化碳，干砂，泡沫，雾状水；从掩蔽位置灭火。

泄漏处置措施：尽可能将泄漏液收集在可密闭的塑料容器中；不要用锯末或其他可燃吸收剂吸收；化学防护服，包括自给式呼吸器。

储运注意事项：稳定后储存，严格密封，见化学危险性。

包装与标志。

中国危险性类别：第5.2项有机过氧化物；中国次要危险性：1和8；

中国包装类别：II；UN危险性类别：5.2；UN次要危险性：1和8；

UN包装类别：II。

2.4 玻璃纤维短切毡

（1）玻璃纤维短切毡是FRP材料中用于和树脂基进行复合的主要材料，是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料，经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20～1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等国民经济各个领域。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，特殊用途的纤维，如E玻璃和‘475’玻璃纤维在2B类致癌物清单中、连续的玻璃纤维在3类致癌物清单中。

（2）玻璃纤维短切毡在内衬法防渗改造期间，需要进行现场切割。切割过程中，游离的玻璃纤维丝会大量飘散在空气中，形成硅尘。长期接触玻璃纤维可能会刺激呼吸道，引起呼吸道疾病。皮肤直接接触也可能会引发皮肤过敏反应，严重的导致皮肤病。玻璃纤维进入肠道可能会引发肿瘤。

3 风险防控措施

3.1 佩戴个体防护用品

采用内衬法进行防渗改造期间，进入受限空间时人员中毒、窒息以及操作过程中的火灾、爆炸风险是需要管控的主要风险。按照工作环境中主要危险特征及工作条件，主要涉及吸入性气溶胶毒物作业（A21）和沾染性毒物作业（A22），按照《个体防护装备选用规范》（GBT11651—2008）要求，至少应配备B01工作帽、B06防毒面具、B21防化学品手套、B52化学品防护服、B16防腐蚀液护目镜[3]。

3.2 加强现场监护

目前在国内从事内衬法施工的承包商队伍，部分缺乏此类工作的经验，起步较晚，安全环保的风险意识较差。有一部分承包商队伍直接从换罐业务转型而来。因此，施工人员为施工方便，经常会简化个体防护用品的使用。如不按要求佩戴护目镜、空气呼吸器等，极易造成人员伤亡或者形成职业病。因此，现场的监护就显得格外重要。要在每一次进罐施工前，全面检查施工人员的个体防护用品佩戴情况。通过在施工期间配备视频监控等方式，实时监控施工人员的个体防护用品是否有效使用。

3.3 对施工人员严格把关

内衬法施工不同于其他土建类工程，对于施工人员的工艺操作技术等有一定的专业要求，因此必须对施工人员进行严格把关。一要对施工人员进行严格审核，必须为具有承包资质的承包商单位人员，避免承包商随意雇佣临时工或派遣无相关施工经验的人员进行施工。二是要严格开展施工前的安全培训教育，将上述风险向施工人员说明，并进行考核，考核合格者方可进行施工。

3.4 严格开展施工方案审查

有效的施工方案是内衬法施工能够顺利进行的前提。业主单位要对施工方案进行严格审查，确定风险识别是否全面、风险评估是否准确，防控措施是否有可操作性。特别是在北方地区冬季进行施工的，需提前确认喷砂设备是否满足气温的要求，是否具备可燃气的监测能力、个体防护装备是否配备齐全。

3.5 规范办理作业许可相关手续

就内衬法进行防渗改造而言，重点要关注用火作业、进入受限空间和临时用电作业。用火作业方面，由于常见的树脂基材料、固化剂、稀释剂等在固化过程中会缓慢释放苯乙烯等可燃气体，因此在作业许可过程中，要反复复核可燃气体浓度是否达标；进入受限空间作业方面，由于施工人员需要长期在储油罐内进行作业，因此每次作业前，都要通过作业许可来确认有毒有害气体以及氧气浓度是否达标；临时用电方面，由于作业过程中涉及到视频监控、通风设备、照明设备、喷砂设备的使用，必须通过临时用电作业许可来确认设备的防爆情况和电路完好情况。

4 结语

内衬法防渗改造虽然在改造资金、改造工期上，特别是冬季施工方面较普通双层罐更换具有一定的优势，但其存在的风险是不可忽视的。本文从内衬法所使用的工艺及材料出发，就存在的风险进行了分析，以便为各企业在采用该方法改造时，有效采取各类防控措施，减小事故发生的概率。