絕大部分油氣儲(chǔ)罐為鋼制金屬罐，其容積有大有小。由于油氣中常含有腐蝕性的物質(zhì)，對(duì)金屬罐的腐蝕非常嚴(yán)重。如溶解氧、硫化氫和二氧化碳等有害氣體在罐內(nèi)較高溫度的作用下，對(duì)罐頂產(chǎn)生極強(qiáng)的腐蝕作用，使罐頂破損嚴(yán)重，不僅造成巨大的油氣損耗，而且增加了安全隱患。為了油氣儲(chǔ)罐的安全使用，需要經(jīng)常對(duì)罐頂進(jìn)行局部維修或更換。傳統(tǒng)的罐頂修復(fù)是采用換金屬罐頂鋼板的方法，需要停罐、清罐、施工單位制定安全措施、安全部門層層審批，施工周期長(zhǎng)，而且清罐受季節(jié)限制，修復(fù)成本高。

    因此，尋求一種安全、適用、簡(jiǎn)便的罐頂修復(fù)方法，是保證油氣正常生產(chǎn)及儲(chǔ)運(yùn)的當(dāng)務(wù)之急。尹德江[1]在孤島采油廠成功地使用了玻璃鋼泡沫夾芯材料修復(fù)鋼制罐頂，為油田鋼制儲(chǔ)罐罐頂修復(fù)提上了一個(gè)較好的途徑。

    深圳市華寶鼎鑫科技股份有限公司、石獅華寶新材工程有限公司與北京化工大學(xué)合作研制生產(chǎn)出了高性能光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材，固化后具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、高耐腐蝕性及優(yōu)異的絕緣性，與納米復(fù)合乳液并用，成功開發(fā)了儲(chǔ)罐罐頂修復(fù)技術(shù)，并在某企業(yè)大型儲(chǔ)罐罐頂修復(fù)中得以成功應(yīng)用，很好地解決了生產(chǎn)和在線施工的矛盾，為鋼制儲(chǔ)罐罐頂修復(fù)開辟了新的途徑，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

    1、光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材

    產(chǎn)品屬于特種玻璃鋼片材，是由多種特殊耐腐防滲材料制作而成的多功能纖維增強(qiáng)復(fù)合光固化材料。產(chǎn)品外觀為軟膜膠帶狀，顏色一般為淡黃色（見圖1），可在陽(yáng)光或紫外光照射下快速固化，從而形成一種超高強(qiáng)度、高附著力、無縫密封的防腐防火絕緣保護(hù)套層，大幅度縮短施工時(shí)間，施工簡(jiǎn)單，成本低，可用于石油、天然氣、有機(jī)溶劑等保溫保冷管道，儲(chǔ)罐、儲(chǔ)槽、反應(yīng)罐等的重防腐、絕緣保護(hù)、修復(fù)及在線修補(bǔ)，可替代傳統(tǒng)手糊玻璃鋼等涂布工藝。

    圖1光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材

    光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材質(zhì)量輕、工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用靈活方便，可根據(jù)工程需要，切割或裁剪成各種形狀粘貼、纏繞、包裹在待增強(qiáng)、防護(hù)的基層上，利用太陽(yáng)光或紫外燈固化，無需額外添加固化劑及促進(jìn)劑，一般固化時(shí)間僅為5-20分鐘，可大幅度縮短施工時(shí)間、降低施工難度及人工成本。固化后可形成超高強(qiáng)度、無縫密封的防腐防火絕緣保護(hù)套層，其機(jī)械性能可以與大多數(shù)金屬材料相媲美。產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗老化性及高使用壽命，同時(shí)產(chǎn)品本身耐化學(xué)性能優(yōu)異，對(duì)一般的酸、堿、鹽、多種油類和有機(jī)溶劑、鹵水、海水等都有很好的抵抗能力，同時(shí)也具有高致密、高抗腐蝕介質(zhì)滲透性，能很好地阻止化學(xué)滲透，最大程度上隔絕基材與腐蝕介質(zhì)接觸，保證基材的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的襯膠、襯塑、玻璃鋼、不銹鋼、花崗巖、呋喃樹脂、耐酸瓷磚、耐酸水泥等工藝，并適用于高溫環(huán)境。其主要性能指標(biāo)見表1。

    表1固化后的主要性能指標(biāo)

    2、光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材罐頂修復(fù)技術(shù)

    該工藝就是用現(xiàn)有罐的罐頂作為模板，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)剪裁，將其與原有的金屬罐頂粘接在一起，與罐壁板完好粘結(jié)，形成整體，在保持原有罐頂強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，復(fù)合層的強(qiáng)度成倍增加。該鋼制罐頂修復(fù)技術(shù)，改變了過去幾十年來油氣儲(chǔ)罐的大修方案，是一項(xiàng)全新的技術(shù)。

    2.1施工工藝過程

    本施工工藝過程以實(shí)際施工為例，某國(guó)營(yíng)電廠盛裝油及酸堿腐蝕介質(zhì)的鋼制罐，罐頂部分出現(xiàn)明顯生銹腐蝕，部分位置出現(xiàn)穿孔。采用納米復(fù)合乳液系列以及光固化纖維增強(qiáng)片材組合進(jìn)行罐頂整體修復(fù)。

    2.1.1基材處理

    罐頂采用噴砂處理至Sa2.5級(jí)，清除灰塵雜質(zhì)，采用23#稀釋劑整體擦拭一遍。

    2.1.2光固化底漆或者納米復(fù)合乳液系列涂層施工

    本次實(shí)際施工案例中采用的是納米復(fù)合乳液系列金屬底涂8231A。

    具體為：基材處理完成后用8231A添加一定比例的固化劑后涂刷一道，待其表干后采用8231A添加一定比例固化劑再加入石英砂調(diào)配成膩?zhàn)訝钸M(jìn)行坑洞和穿孔位置找平，單層膩?zhàn)雍穸炔怀^10mm。

    2.1.3光固化纖維增強(qiáng)片材粘貼

    采用9110片材施工，待上一道涂層表干后即可進(jìn)行片材粘貼。儲(chǔ)罐處于戶外，罐體較大整體做遮光處理困難，因此片材貼附選擇在晚上進(jìn)行。

    由于罐頂為一非平面近似半球狀頂面，先對(duì)各部分區(qū)域進(jìn)行分區(qū)標(biāo)記編號(hào)，同時(shí)劃線分區(qū)，再依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃區(qū)域尺寸對(duì)片材進(jìn)行裁剪，為方便施工單片最大長(zhǎng)度不超過4m，裁剪完成后依據(jù)規(guī)劃區(qū)域編號(hào)，采用紙管卷裝至粘貼位置，按照編號(hào)一一對(duì)應(yīng)粘貼片材，粘貼時(shí)一邊揭開粘貼面薄膜一邊粘貼，均勻用力，使片材盡量與涂層完全緊密貼合，粘貼時(shí)注意不能直接踩踏在片材上，以免破壞片材。

    由于罐頂位置的特殊球狀，各區(qū)域片材與片材采用對(duì)接形式處理，對(duì)接口位置采用鋁膜進(jìn)行遮光處理，相鄰對(duì)接口位置各自遮光處理的長(zhǎng)度＞5cm，待其它區(qū)域固化后裁剪長(zhǎng)條狀片材將對(duì)接口兩邊搭接，搭接口長(zhǎng)度≥5cm，搭接時(shí)揭開搭接長(zhǎng)條片材的粘貼面薄膜，以及遮光處理的部分區(qū)域的鋁膜和上層薄膜（不低于5cm），將片材搭接在一起，再蓋回揭開的上薄膜并壓緊（可使用輥筒或其他工具來回滾壓）使搭接處截面圓弧平滑過渡。

    2.1.4光固化纖維增強(qiáng)片材固化

    由于罐頂部分完全暴露在陽(yáng)光下，片材晚上粘貼完畢后，白天利用太陽(yáng)光進(jìn)行固化，無需其它光源。

    2.1.5密封層涂刷（非必須工序）

    本次施工依據(jù)電廠實(shí)際需求在粘貼固化完成的片材上涂刷納米復(fù)合外防腐面涂8270-325，施工時(shí)將8270-325的A、B組分混合均勻后采用滾筒涂刷一道，注意補(bǔ)口位置和搭接口位置涂層均勻分布。

    整個(gè)施工過程簡(jiǎn)單概括為：

程/工序	使用材料及用料量	施工方法概略	備注
基材處理		直接噴砂除銹至Sa2.5級(jí)	清掃除塵及第一道底涂施工應(yīng)在1-8小時(shí)內(nèi)完成，以免基材返銹。 除銹后基材可采用丙酮或23號(hào)復(fù)合稀釋劑整體擦拭一遍，清除殘留油污。
納米復(fù)合乳液系列施工：   涂刷8231A一道	1、乳液8231A： 每道用量80g/m2   2、固化劑： 加量1.0%-3.0% （40℃-5℃，加量隨溫度下降而遞增）	電動(dòng)攪拌均勻后，加入適當(dāng)比例的固化劑，再攪拌均勻，采用輥涂方式施工，相鄰?fù)克⒌亩瞬拷缑姹仨毑扇〈罱臃绞健?/span>
局部膩?zhàn)有扪a(bǔ)：   使用膩?zhàn)有扪a(bǔ)凹坑、裂痕、孔洞等基材缺陷及基材處理時(shí)難以打磨平整或圓弧平滑過渡的區(qū)域。	采用8231A加石英砂現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配成膩?zhàn)樱砑舆m當(dāng)比例固化劑攪拌均勻	1、電動(dòng)攪拌均勻后，采用抹刀、刮板、手指對(duì)凹坑、裂痕、孔洞等涂刷8231A區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)。  2、每次修補(bǔ)厚度不得超過10mm，以防止損壞底涂。 3、膩?zhàn)映跄绊氂谜从?3號(hào)復(fù)合稀釋劑的輥筒抹平或待固化后表面打磨平整。	上一道涂層表干后才能進(jìn)行膩?zhàn)有扪a(bǔ)
片材粘貼：   9110片材	裁剪9110片材進(jìn)行分段粘貼，片材與片材采用搭接處理，搭接長(zhǎng)度≥5cm，相鄰搭接口錯(cuò)開排布	1、裁剪完成的片材卷裝搬運(yùn)或移動(dòng)，一邊揭開粘貼面薄膜一邊粘貼片材，均勻用力，使片材與涂層緊密貼合。 2、片材與片材采用對(duì)接處理，對(duì)接口做遮光處理，遮光處理寬度>5cm。 3、固化后再裁剪長(zhǎng)條狀片材（寬度≥10cm）進(jìn)行對(duì)接口上層搭接。	1、便于施工裁剪單片長(zhǎng)度不超過4m   2、粘貼時(shí)不直接踩踏在片材上
片材固化   陽(yáng)光直接固化	直接利用太陽(yáng)光進(jìn)行固化	晚上粘貼片材，白天利用太陽(yáng)光進(jìn)行固化
密封涂層施工：   納米復(fù)合外防腐面涂一道 8270-325	8270-325：  每道用量130g/m2	電動(dòng)攪拌均勻后， 取8270-325A\B組分，按照質(zhì)量比A：B=8.5:1進(jìn)行混合，再攪拌均勻，采用滾涂施工，相鄰?fù)克⒌亩瞬拷缑姹仨毑扇〈罱臃绞健?/span>	1、可添加3%的28#稀釋劑再滾涂施工   2、片材固化完成后涂刷
備注	*固化劑：產(chǎn)品的固化受溫度、濕度等環(huán)境及其他因素的影響，固化劑加量在規(guī)定范圍內(nèi)隨溫度（40℃-5℃）下降而遞增，配料前應(yīng)先配小樣，以確定添加比例及凝膠時(shí)間；嚴(yán)格按照標(biāo)識(shí)及比例配制，用多少配多少，以免成膠浪費(fèi)。 *底涂用量：底涂的用量可能會(huì)因基材處理方式不同而有所差異。 *稀釋劑：復(fù)合稀釋劑23號(hào)，不推薦添加，特殊情況下最高添加量3% *清潔劑：復(fù)合稀釋劑23號(hào)、丙酮、二甲苯或松節(jié)油等有機(jī)溶劑。 *片材盡量與基材或者涂層貼合緊密。

    2.2 主要特點(diǎn)

    ◆ 固化方式簡(jiǎn)單、快速，可減少氣候變化的負(fù)面影響；

    ◆ 材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性及抗腐蝕介質(zhì)滲透性，具有極強(qiáng)的耐腐蝕性；

    ◆ 具有優(yōu)異的抗老化性及高使用壽命。耐高溫，耐老化，免維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)；

    ◆ 具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度及性能。復(fù)合罐頂?shù)闹亓績(jī)H為2.5~3.6kg/m2。固化后具有超高強(qiáng)度，耐熱沖擊性好，機(jī)械性能可與大多數(shù)金屬材料相媲美；

    ◆ 材料與基材具有優(yōu)異的附著力，能與罐體連成一體，穩(wěn)定性好；

    ◆ 材料具有高介電強(qiáng)度和電阻率，具有高防火阻燃性，阻燃級(jí)別為V-0級(jí)；

    ◆ 施工方便快捷，一年四季皆可施工。施工中不需要?jiǎng)佑脵C(jī)械設(shè)備，無需動(dòng)火，安全方便；

    ◆ 采用光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材現(xiàn)場(chǎng)制作罐頂，既能保證其強(qiáng)度和剛度，又能與金屬罐體結(jié)合牢固，形成一個(gè)整體，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；

    ◆ 人工成本低，并且由于施工過程不停產(chǎn)，施工周期短，因此經(jīng)濟(jì)效益明顯。

    ◆ 材料具有優(yōu)異的可施工性，可以隨著設(shè)備的形狀進(jìn)行任意切割和粘貼。

    2.3 罐頂修復(fù)技術(shù)工程案例

    2014年首先在石獅熱電廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)油罐頂整體修復(fù)應(yīng)用。儲(chǔ)罐罐頂位置原外防腐涂層明顯腐蝕，由于內(nèi)部所儲(chǔ)存物質(zhì)使內(nèi)罐頂位置腐蝕至外頂部分有局部穿孔。

    以下為罐頂修復(fù)前圖片

    2014年11月09日現(xiàn)場(chǎng)開工，11月13日交工，有效施工期5天，完成三個(gè)罐頂約650m2修復(fù)工程，目前運(yùn)行情況良好。

    以下為施工完成后圖片

    3、結(jié)論

    光固化纖維增強(qiáng)復(fù)合片材罐頂修復(fù)技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，可以實(shí)現(xiàn)罐頂?shù)脑诰€修復(fù)。修復(fù)材料質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，施工難度低，一年四季均可施工，具有較好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

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責(zé)任編輯：王元

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