前言

    水是生命之源，它孕育和維護著地球上的一切生命。地球上的水資源，約97%是海洋水，而人類所需的淡水資源僅占全球水量的2.5%左右。在這少量的淡水資源中，人類比較容易利用的主要是河流水、湖泊淡水和淺層地下水，僅占全球淡水總量的0.3%。

    在地表水資源相對貧乏的干旱、半干旱地區，地下水資源具有不可替代的作用。在我國，地下水不僅是城鄉生活和工農業用水的重要供水水源，而且是維系生態系統的重要要素，是自然生態系統及環境的重要組成部分。隨著我國社會經濟發展、人口增長以及全球氣候變化，地下水的不可替代作用日益凸現，尤其是在地表水資源短缺的北方地區和南方水質型缺水地區，地下水的資源功能更加突出，是這些地區主要的生活和生產供水水源。

    目前，我國有三分之二的城市供水依賴地下水，用于農業灌溉的地下水占地下水開采量的50%以上，開采量居世界第三位[1]。地下水的開發利用為區域經濟和社會發展發揮了重要作用，提供了重要保障。

    但是，據《全國地下水污染防治規劃》介紹，全國90%的城市地下水已受到污染，且污染還在繼續加重。其中地下儲油罐油品泄露是地下水受污染的主要原因之一。由于液體油品擴散速度快，滲透力極強，危害面積大，微量油品滲漏即可污染很大體積的地下水源，給人類生命安全帶來危害。

    2010年，中國科學院對天津市部分加油站做了調查。大部分地下水樣品中被檢出石油烴，檢出率為85%，超標樣品占地下水樣品總數的40%。另外，強致癌物多環芳烴檢出率為79%，部分樣品中還檢出揮發性有機物苯、甲苯、二甲苯等。

    至2010年，我國已有加油站10萬余座，僅加油站內就有近40萬個儲油罐，這些加油站建設之初由于受資金、技術和觀念的影響，絕大部分的罐體為鋼質單層罐。由于土壤中的水分及礦物質，罐體外部極易受到電化學腐蝕，而罐體內部也不斷受到油品內腐蝕性化學物質的侵蝕。

    據中國工程院2001年編制的《中國腐蝕調查報告》顯示，儲罐漏油事故多發生在運行7年以后，而10-15年的，點蝕次數會不斷增加，平均穿孔率達14%。但因利益驅使，許多加油站的儲油罐使用年限都在10年以上，最長的達二三十年。改造儲油設備，防止油品泄漏，改善地下水資源已經迫在眉睫。

    儲油罐防腐蝕措施

    加油站埋地鋼油罐易發生腐蝕泄露造成儲存量損失及污染地下水，使人們開始關注地下油罐的防腐蝕技術，不斷發展了非金屬儲罐及鋼油罐防腐蝕技術。

    美國和加拿大已50%采用玻璃鋼雙壁罐，澳大利亞、新西蘭、日本已采用雙壁罐逾15年，印度、韓國及馬來西亞也已使用了數年，但在我國這項工程的推進卻一直步履維艱。

    2003年，國內一些有識之士開始引進歐洲較為完善的雙壁罐制作技術。雙壁油罐是指由內、外罐罐壁構成具有夾層間隙的儲罐，包括S/S儲油罐、S/F儲油罐、F/F儲油罐三種[2]。S/S即雙層鋼油罐，采用耐腐蝕鋼板制造鋼體，內罐厚度≥6mm，外罐厚度5~8mm；S/F全名為鋼制強化玻璃纖維制雙層結構儲油容器，是在單層鋼制油罐外附加一層玻璃纖維增強塑料（即玻璃鋼，FRP）防滲外套，從而構成的雙層結構油罐。鋼制內罐與FRP外罐之間具有貫通間隙空間；F/F全名為玻璃纖維增強塑料雙層油罐，內外兩層皆為玻璃纖維增強塑料制造而成，中間具有貫通間隙空間；S/S、S/F、F/F同時配備滲漏檢測裝置，能對間隙空間進行24小時全程監控。一旦內罐或外罐發生滲漏，滲漏檢測裝置的感應器可以監測到間隙空間液位變化時發出警報，保證油罐的安全使用。

    S/S、S/F、F/F三種雙壁油罐的示意圖如下所示：

S/S儲油罐

S/F儲油罐

F/F儲油罐

   隨著國家對環境保護的重視，針對儲油罐陸續出臺了相關的法律法規及規范標準。用于制備非金屬儲罐的玻璃鋼在國際上需通過UL1746（用于鋼制地下儲油罐外表面防腐蝕系統）和UL1316（用于石油產品、乙醇和乙醇汽油混合物的玻璃纖維增強塑料地下儲油罐）的空氣烘箱老化試驗，光與水暴露測試，沖擊及冷暴露試驗，耐腐蝕浸泡等試驗。國內需通過中石化頒布的SHT3178-2005（加油站用埋地鋼-玻璃纖維增強塑料雙層油罐工程技術規范）和SHT3177-2005（加油站用埋地玻璃纖維增強塑料雙層油罐工程技術規范）。目前，市場上主要選用特種不飽和樹脂（UPR）或者是環氧樹脂作為制備玻璃鋼的原料。

    2015年4月國務院發布了《水污染防治行動計劃》，明文規定要限期完成單層罐改雙層罐工作，其改造方案分為三種：一是現有單層罐直接更換為雙層罐；二是在油罐區設置防滲池；三是對原有埋地油罐進行內襯改造。內襯改造就是以原有埋地油罐為依托，再制備一個玻璃鋼罐。與單層罐直接更換為雙層罐相比，對原有埋地油罐進行內襯改造技術無需整罐開挖，僅在油罐內部施工，避免了對交通和周圍居民生活的影響，施工周期短，改造成本低，同時改造后的油罐具備與雙層油罐相同的安全環保性能。因此對于加油站在役單層油罐，一般采用內襯改造技術。

    目前，根據間隙層所用材料的不同，將油罐內襯改造系統分為兩類。第一類為直接用現有埋地油罐內壁鋼板作為雙層油罐外殼，然后內襯一層玻璃鋼，兩層之間采用花紋鋁板進行分隔，從而構成“外鋼S—內塑F”型雙層結構，例如多普系統及安諾系統；第二類為用現有埋地油罐內壁鋼板作為雙層油罐外殼，先內襯一層玻璃鋼，與原有內壁鋼板合為一體，然后用3D織物進行分隔，再做一層玻璃鋼，從而構成“鋼S&塑F—塑F”型雙層結構，例如鳳凰系統，美麗堅系統及美國GA系統。各內襯改造系統對比如下表：

    在一些內襯修復系統中，引入了紫外光固化技術。紫外光固化是指以紫外光為能源，在適當波長和光強的紫外光照射下，光固化樹脂體系中的光引發劑吸收輻射能后形成活性基團，進而引發體系中不飽和雙鍵或環氧基團發生化學反應，形成交聯的立體網絡結構的高分子聚合物[3]。

    光固化樹脂與纖維增強材料預先制成片材， 采用光固化片材修復地下儲油罐襯里具有如下眾多優點：

    質量保證：光固化片材優異的耐化學腐蝕性、抗腐蝕介質滲透性、機械強度及高使用壽命可以對地下儲油罐提供全方位的長效保護。

    施工便捷性：光固化片材作為預浸成型材料，可根據工程需要，隨意切割或裁剪成各種形狀， 直接粘貼、纏繞、包裹在待防護或修復的基層上，省卻了傳統工藝中現場手糊、浸膠、涂刷等問題和麻煩。全程采用 UV 紫外燈固化，固化時間僅為5～20分鐘，無需現場配料，無需額外添加任何固化劑、促進劑及稀釋劑。

    施工安全性：修復儲油罐襯里屬于有限空間作業，對施工安全性及人員身體傷害方面的要求較高，尤其夏天或氣溫較高時施工，物料溶劑的快速揮發，并充斥整個儲油罐內部，容易造成施工人員窒息甚至昏厥，也完全不能符合防爆的要求，所以采用傳統工藝施工幾乎很難實現安全性，而光固化片材由于預制成片，施工時溶劑揮發量很少，對有限空間作業的儲油罐襯里及施工人員健康安全具有莫大的意義。

    施工適應性及經濟性：一年四季皆可施工，可低溫固化，且無需養護，UV固化后可立即投入使用，可大幅度減少施工周期及人工成本。

    維修便捷性：可采用片材補丁進行小面積修復，方便快捷。

    基于上述眾多優點，光固化片材應用廣泛，不僅可適用于金屬儲罐、加油站埋地儲油罐、儲槽、反應罐、管道、脫硫尾氣煙囪/煙道/脫硫塔、冷卻塔、氣柜、電解槽等設備重防腐襯里，還適用于混凝土儲池、地坪、地溝、砂漿面層及花崗巖塊材勾縫等重防腐區域；海上平臺、橋梁、水壩、海底管道、窨井、工業罐槽、下水道及城市/工業地下管網等水下、高含水區域及潮差區域的防腐蝕施工，包括防腐防滲、缺陷修補、結構補強等。部分應用如下圖所示：

    結束語

    防止地下儲油罐腐蝕泄漏是保護地下水資源的有效途徑之一。對儲油罐的防腐蝕改造得到了政策的大力支持，雙層油罐具有廣闊的市場情景。同時在役儲油罐內襯改造也是一種高效、經濟的油罐防腐蝕技術，既能防止油罐腐蝕泄漏，又能利用舊罐改造為雙層罐。但是，如何更好地利用這些方法對國內現有的地下儲油罐進行改造，以免泄露造成地下水污染，還需更深入的實踐與研究。

    參考文獻

    [1] 王愛平，楊建清，楊桂蓮，章樹安。我國地下水監測現狀分析與展望[J]，水文，2010，30 （6）：53-54.

    [2] 陶彬，張衛華，孫秀明，周金廣。加油站埋地雙層油罐技術綜述[J]，石油庫與加油站，2014，23 （3）：5-6.

    [3] 吳良義。光固化不飽和聚酯樹脂研究進展[J]，熱固性樹脂，2007，22（5）：48-49.

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責任編輯：王元

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