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储罐边缘板防腐层对大型原油储罐的重要性

2020-03-09 11:19:55 点击数:

原油储罐的边缘板主要是指与基座周边的水泥基座接触的一圈罐壁。它是整个罐体与水泥底座和轴承部分之间的连接,容易存水和造成腐蚀。80%的储罐腐蚀发生在罐底,边缘板腐蚀占60%。沿海地区的基础大多位于软土层,罐底基础受荷载和环境温度的影响,容易发生沉降和变形。同时,在北方地区,冬季冰对罐顶的冲击、高紫外线、高盐雾等条件导致罐底边缘板的防腐材料严重开裂和损坏,罐底失去保护。目前,我国储罐边缘板常用的防腐方法有涂CTPU弹性聚氨酯、防水涂料、缠绕防水带、矿物油带等。这些材料大致可分为韧性好的柔性材料和机械强度高的刚性材料。对于刚性材料,储罐边缘板的变形使防腐层容易开裂和翘曲。对于柔性材料,外部冲击容易破坏防腐层。为此,设计了柔性材料和刚性材料的复合结构,解决了大型原油储罐因沉降变形而导致防腐材料开裂脱落的问题。详细介绍了一种新型复合结构防腐涂料在北海岸10×104m3原油储罐上的首次实际应用,对大型原油储罐边缘板的保护具有重要的指导意义。
1 .工程概况储罐边缘板防腐层失效主要是由载荷和温度变化引起的储罐变形引起的。储罐底部边缘板主要是指罐体的底座和水泥底座的连接处,底部材料是碳钢,底座材料是混凝土,材料不一样,膨胀系数也不一样。随着外界环境温度的变化,经常会发生大的膨胀和收缩,导致水平位移。当罐体满载和空载时,罐体会在液柱压力的作用下变形,边缘板也会变形。同时,沿海储罐区地基为易沉降的软土层,冬季寒冷环境下的冰冲击和高盐化学介质的渗透等恶劣环境条件会导致储罐防腐层边缘翘曲、剥落、起壳、材料失效等现象。
2 .施工方案2.1储罐边缘板防腐方案
大型储罐边缘板长期暴露在阳光和雨水中的真实情况是,所用的防腐材料必须具有防水和防紫外线的特性。同时,考虑到储罐会随着载荷和温度的变化而变形,所用材料必须具有弹性和韧性,并具有良好的塑性。为了防止腐蚀涂层因日常维护和冬季结冰而碰撞和损坏,防腐材料还必须具有抗机械冲击的特性。
储罐边缘板的复合结构为“内防腐层+外保护层”。内防腐层由内向外依次为防腐底漆层、中间填充层和防腐带层。外保护层包括聚乙烯护套外保护体、法兰和支撑安装螺栓。
矿物脂肪底漆层主要用于均匀涂覆罐壁板、罐边缘板、水泥基表面和水泥基侧面,用于提高混凝土基平台和储罐钢板的表面质量。中间填充层在池壁的凹角处由内向外填充有矿物润滑脂泥浆,并在混凝土基础平台上形成斜坡以引导雨水流出。油带层是一层致密的石油防腐层,有两层矿物油带,适用于矿物油和矿物油水泥施工区域。护套紧紧地覆盖在动物脂带上,以提供可靠的机械防腐保护。2.2罐边缘板复合结构材料
(1)矿物脂肪底漆
矿物脂肪底漆是一种人造浅棕色油膏缓蚀剂,含有锈转化剂,能把金属表面的锈层变成一种坚硬的螯合化合物,形成一层保护性密封层,能起到防锈、防锈的作用。在施工过程中,该材料直接应用于钢结构表面,在潮湿环境中具有良好的耐腐蚀性,能长期有效稳定地保护钢结构在严重腐蚀环境中不受腐蚀。
(2)矿物脂质水泥
惰性矿物脂肪、缓蚀剂、填料和增强短纤维组成的煤泥混合物,成分稳定,不硬化,不固化,具有优异的柔韧性、可塑性、绝缘性和耐腐蚀性,用于填充填缝材料,并形成一定的坡度。
(3)矿物油带
矿物油带是由含有复合防锈剂、增稠剂、润滑剂、填充剂等特殊矿物油脂浸渍而成的一种条状防腐材料。对于钢铁表面腐蚀不均匀的情况,矿物油带可以完全覆盖在钢铁表面,且完全重合,密度好。矿物油带和矿物油底漆是同一系列的防腐材料,两者兼容,相互粘合为一体,可以完全防止基材与空气、水之间的接触,从而保护基材。矿物油带是一种柔性材料,不需要固化,施工方便,可以连续施工。
(4)聚乙烯护套盖
高密度聚乙烯护套料是一种高结晶度、非极性热塑性树脂,具有良好的耐热性和耐寒性,良好的化学稳定性,同时还具有较高的刚性、韧性和机械强度,耐环境应力开裂性也很好。硬度、拉伸强度和蠕变性能优于低密度聚乙烯。在室温条件下,不溶于任何有机溶剂,耐酸、碱和各种盐的腐蚀,同时加入抗氧化剂和紫外线吸收剂来提高聚乙烯护套的耐候性。2.3防腐方案的特点
(1)内层由柔韧性好的未固化材料制成,可克服储罐因温度和载荷变化而产生的变形影响;
(2)外层材料采用高密度聚乙烯,具有耐候性好、抗紫外线辐射能力强、耐高温、温差大、抗冲击性能好的特点,能有效抵抗落冰的冲击;
(3)复合结构具有良好的密封和防水性能,矿物脂肪底漆和矿物脂肪带是疏水材料,能够阻挡水蒸气进入通道;
(4)复合结构可以多种方式保护边缘板。三层结构相辅相成,保护效果优于单个防腐层。
(5)法兰、不锈钢螺栓紧固连接,松紧可调,便于更换和维护。
4.施工工艺4.1表面处理 施工期间的温度应比露点温度高3℃以上。当风沙大,天气多雨多雪时,没有可靠的防护措施,不得进行现场施工。施工前,应对储罐原防腐层进行清洗,并对表面进行处理。水泥表面应清洁,无污垢、杂质。由于储罐边缘板严重翘曲或水泥表面严重粗糙,采用水泥砂浆进行填充预处理。除锈前,用溶剂和刷子清除金属表面的油污、油脂和其他杂质。清除了金属表面的浮锈和松散的油漆,保留了原有的附着力强的油漆。除锈后,应抛光涂层可能受损的尖锐部分,并去除附着在金属表面的磨料和灰尘。
金属表面预处理和涂油之间的时间间隔应控制在4h以内,在此期间应防止金属表面受潮和污染。刷涂矿物油脂基础油前,如果有铁锈或表面污染,必须进行表面预处理。
4.2涂刷底漆将底漆均匀涂在罐壁和金属边缘板上。使用前彻底混合。底漆涂层均匀,无渗漏、凝块和悬挂缺陷,每公斤底漆可涂刷3~5m2的表面,涂刷底漆和涂油带之间的时间间隔不应超过1h。罐壁的油漆高度为15厘米。
4.3填充矿脂胶泥储罐边缘板与水泥底座之间的间隙填充有矿物润滑脂泥浆。从罐壁的凹角到外部填充矿物油脂带,表面应光滑。从内向外形成一定的坡度(大于8°),以避开蓄水区。
4.4贴覆矿脂带应用矿物脂带是整个施工过程的核心,是保证防腐质量的关键步骤。粘贴防腐带,从水泥表面向下延伸至100毫米高度。防腐带之间的搭接边应保持55%搭接,罐壁上矿物油脂带的粘贴高度应为15cm。从混凝土立面部分开始,这确保了油带和油带被上下挤压,从而形成类似于“屋檐”的结构。油带防腐涂层不应产生皱纹、气泡等缺陷。涂上涂层后,用手磨平油带。油带的垂直部分应压实并压平,使油带均匀地粘在水泥表面、金属表面和罐壁上。两条油带之间的结合不应小于100毫米。油带之间的结合应保持在55%,以确保双层缠绕效果。
4.5聚乙烯外护夹克的安装聚乙烯护套作为第一道外护套阻挡外来雨雪、紫外线辐射,采用外保护方案采用3段固定方式,即储罐壁、边缘板、边缘板边缘基础侧的法兰固定,以"两中间段压"的形式搭接,即储罐壁搭接在边缘板之上,边缘板边缘基础侧搭接在边缘板之上。聚乙烯护套外保护体和法兰条通过塑料焊接连接。在罐壁外套外侧保护高度不小于150毫米,防腐层以上高度至少5厘米,水泥基外侧高度不小于50毫米,防腐层以上高度至少5厘米,立柱在罐壁板面边缘,侧面,水泥基面上的聚乙烯外套外侧宽度与现场尺寸一致。
聚乙烯护套和法兰在工厂根据储罐尺寸制造并交付至现场。它们用316L不锈钢螺栓连接和组装。安装前,检查每个零件的规格和尺寸。工厂预制直尺每段长度约为3米,但现场测量发现每个连接点的位置距离不同,法兰连接点可能与连接点重合。短距离补偿件过渡连接单独制造。安装过程中,注意罐弧度的变化,并随时进行调整,为以后的调整留有余地。
4.6后期维护防腐层为黑色,表面光滑,机械强度高,能有效防止罐顶掉冰的冲击。
由于聚乙烯材料的高弹性,热膨胀和冷收缩变形较大。如果施工和安装在冬季进行,聚乙烯护套在一个缔约国。夏天气温高时,夹克会膨胀,导致松弛。

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