改性防腐聚脲在石化储罐长效防护中的应用

陈博远，梁 民，朱华平，梁 洪，陈中华，杨金鑫

(1 广东达尔新型材料有限公司，广东 广州 510000；2 中国石化集团茂名石油化工有限公司，广东 茂名 525000；3 华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510000)

喷涂聚脲(SPUA)自20世纪90年代引入中国市场，以高强度力学性能、优异伸长率、无缝结合的特点，广泛用于高档防水领域。例如水库大坝防水、高铁桥梁防水等[2]。在21世纪初，高铁的迅猛发展，从而带动了聚脲的快速发展。聚脲由于快速固化的特点，10秒凝胶，5分钟达到步行强度，30分钟可以达到行驶车辆强度。对于一些快速施工，快速投入使用的场合具有非常好的优势。

改性防腐聚脲为防水聚脲改进产品。在保留喷涂聚脲快施工快固化的基础上，对其防腐性能进行优化，从而获得相对于传统防水聚脲有更好的防腐性能[2]，尤其是耐各种原油、中间油、成品油方面，性能优势明显。相对于传统水性防腐涂料每道施工干膜厚度不超过50 μm，350 μm漆膜需要施工七道。尤其是在每年3-6月份华南湿度较大的时候，水性防腐涂料每天施工一道还未必能干透，从而严重影响施工进度。改性防腐聚脲一遍施工厚度可达2000 μm以上不流挂，且10秒固化，快速施工，快速固化，从而更快投入使用[3]。改性防腐聚脲在固化后，基本不受雨水影响。

对于储罐的防腐是一个复杂的工程。工程所涉及问题较多，例如基材处理，钢结构基材需要喷砂至Sa2.5以上无锈点才能保证工程质量；还有环境影响，现场施工环境直接影响到整个工程质量。最后材料、施工工艺的选择也是至关重要[4]。下面以茂石化原油储罐聚脲防腐工程为实例，探讨防腐聚脲在实际防腐工程中的应用。

1 工程概况

中国石油化工股份有限公司茂名分公司、中国石化集团茂名石油化工有限公司对外统称茂名石化，茂名石化始建于1955年5月，是新中国“一五”期间156个重点建设项目之一，以开采油母页岩、加工“人造石油”起家。目前，炼油加工能力达到2000万吨/年，乙烯生产能力达到110万吨/年，同时拥有热电分部、港口分部、铁路运输分部、原油和成品油输送管道以及30万吨级单点系泊海上原油接卸系统等较完善的配套系统。

茂石化港口分部主要负责原油、汽油、煤油、柴油、重油、石脑油、液体化工产品及杂货的装卸、储输、中转等生产任务。现有两座码头共5个泊位，30万吨级海上单点系泊原油接卸系统，湛江站罐区和北山岭罐区分别至茂名站罐区的两条原油长输管线，北山岭原油库、中国石化商业储备库、湛江站原油库、港区成品油库和液体化工品库等设施。

本工程项目位于北山岭罐区的115#罐。施工对象为115#罐的浮盘外表面及防风圈和加强圈，施工材料为广东达尔新型材料有限公司的DR-Polyurea 702钢结构专用底漆、DR-Polyurea 607改性防腐聚脲和DR-Polyurea 608高性能耐候聚脲。

2 施工难点分析

2.1 工期紧，阵雨频繁

于2020.3.5日接到业主单位通知，国家原油储备库12.5万立方的115#罐进行大修，工期仅有短短的40天(正常情况下为一百天左右)，其中留给浮盘外表面及防风圈和加强圈(约7000平方)防腐施工的时间仅有一个星期，定于3月15日进场，3月22日施工完毕。施工现场为储罐浮盘外壁及防风圈加强圈及相应焊接处。

经与大修总施工方、业主、监理方、防腐施工方等多方沟通协调，结合天气和工期实际情况，最终确定了采用DR-Polyurea702钢结构专用聚脲底漆-DR-Polyurea607改性防腐聚脲-DR-Polyurea608高性能耐候聚脲施工工艺。其中底漆固化之后马上进行DR-Polyurea607的喷涂，五分钟后即可滚涂DR-Polyurea608，2小时后耐候聚脲面漆固化，再有降雨对漆膜性能无任何影响。

2.2 底板接缝多，地面立杆多

浮盘外表面为约6000 m2的钢结构圆形底板。在经过使用较长时间后，修补地方非常多，平均10 m2就由2～3块修补钢板拼凑。钢板与钢板间采用焊缝连接。整个储罐靠近海边，高温高湿强紫外线的使用环境，焊缝处施工的均匀性为整个工程的关键点之一。

DR-Polyurea 607防腐聚脲在具有优异的防腐性能同时，还有非常好的力学性能，其撕裂强度可达到60 N/mm以上，伸长率450%以上。不单是强度高，而且防腐聚脲具有很好的柔韧性，即使产生了形变，也拥有足够的伸长率和可修复性。浮盘表面上矗立的立杆多。立杆是焊接到浮盘表面，在施工过程中，无法移动或拆除立杆。对喷涂聚脲的施工增加了难度和对防腐聚脲的整体性有一定的影响。

针对立杆多情况，制定了专门的施工方案。为了尽可能减少立杆影响，采用喷涂防腐聚脲施工至立杆的1/3处。

图1 立杆剖面图Fig.1 Profile

2.3 喷涂防腐聚脲黄变影响

防腐喷涂聚脲采用的是改性芳香族异氰酸酯作为固化剂，配以氨基聚醚、扩链剂等材料，通过设备喷涂而成的漆膜。芳香族异氰酸酯在受到紫外线的照射下，会产生醌式基团，在醌式基团的影响下，漆膜会产生黄变。虽然力学性能和防腐性能影响不大，但是表面装饰性大打折扣，所以喷涂防腐聚脲若使用于暴露在紫外线之下，需要施工多一层耐紫外线耐黄变的漆膜[5]。本工程采用耐紫外耐黄变材料为本公司生产的天冬耐候聚脲DR-Polyurea 608。其物理性能可达到喷涂聚脲的力学强度和伸长率，与喷涂防腐聚脲的配伍性非常好，且与喷涂防腐聚脲层间附着力好。在紫外线照射下不产生变色基团，达到耐黄变耐紫外线要求。

3 主要材料性能要求

本工程采用的材料均是根据工程的实际需求确定的性能指标，同时通过业主单位质检中心的检测。

表1 DR-Polyurea 702性能指标Table 1 Performance indexof DR-Polyurea 702

表2 DR-Polyurea 607性能指标Table 2 Performance index of DR-Polyurea 607

表3 DR-Polyurea 608性能指标Table 1 Performance index of DR-Polyurea 608

4 基本施工方案

4.1 施工流程

钢结构基面：基面喷砂处理→细部加工→底涂施工→喷涂高强度防腐聚脲→滚涂防腐耐候聚脲面漆→检查修补

4.2 施工方案

(1)基面要求：基面平整、坚实、干净、无空鼓、无裂缝、无锈蚀，无油污。

(2)涂装前处理：要求保证有良好的灯光照明和通风设施，同时用彩条布或其它遮挡物对不施工区域进行适当围护。

(3)喷砂处理：对所有施工区域进行喷砂处理，做到无遗漏无锈蚀点。

(4)涂底漆：辊涂DR-Polyurea702聚脲钢结构专用双组份底漆一遍，增强附着力。

(5)喷涂聚脲施工：用专用设备喷涂DR-Polyurea607高强度防腐聚脲。

(6)喷涂防腐耐候聚脲面漆：用滚筒滚涂DR-Polyurea608防腐耐候聚脲面漆。

(7)施工验收：施工后一天观察涂层是否固化、起鼓、脱层等经双方验收后签字认可。

(8)后处理：拆除围护，将涂层边缘修理整齐，打扫现场，清理垃圾，撤走所有设备、工具、包装桶等。

5 验收标准及细节管控

(1)验收标准：建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2013；喷涂聚脲防护材料 HG/T 3831-2006；喷涂聚脲防水涂料 GB/T23446-2009。

(2)底涂检查验收：涂装完成后，表面光泽颜色均匀，不允许有露底、漏涂、涂层剥落、漆膜破裂、起泡、划伤及咬底等缺陷。

(3)喷涂防腐聚脲外观检测：聚脲层表面基本平滑、无流挂、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入。

(4)天冬聚脲层检测：聚脲层表面基本平滑，颜色一致。无起泡、无脱落、无开裂、无异物混入。涂层可用便携式超声波测厚仪检测聚脲层厚度，平均厚度不能小于设计厚度。附着力：用拉拔仪测试，粘结强度≥2.5 MPa。