儲(chǔ)油罐防腐涂料與涂裝若干問(wèn)題探討
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)對(duì)石油以及石化產(chǎn)品的需求不斷增加。2011 年我國(guó)原油消耗量為4.9 億t,其中進(jìn)口原油占54.8%。國(guó)家發(fā)改委等相關(guān)部門已制定了石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備長(zhǎng)期計(jì)劃,計(jì)劃15 a 內(nèi)投資超過(guò)1 000 億元人民幣,建立達(dá)到相當(dāng)于90 d 原油進(jìn)口量的石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地。其中一期工程已建成,包括浙江鎮(zhèn)海、舟山岙山、青島黃島和大連新港4 個(gè)基地,總儲(chǔ)量約1 400 萬(wàn)t ;二期工程目前正在進(jìn)行,計(jì)劃儲(chǔ)量近3 000 萬(wàn)t ;而三期工程計(jì)劃儲(chǔ)量亦近3 000 萬(wàn)t。另外,民間的商業(yè)石油儲(chǔ)備也正在大力開(kāi)展。預(yù)計(jì)到2020 年,我國(guó)需新增千萬(wàn)噸級(jí)煉油及配套裝置約25 套,新增80~100 萬(wàn)t 級(jí)乙烯裝置約9 套,其它老煉化廠也將進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造或擴(kuò)大生產(chǎn)能力。
從原油開(kāi)采、中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存、煉油生產(chǎn)到成品油的儲(chǔ)存,都需要建設(shè)大量的儲(chǔ)油罐。我國(guó)一些公司也走出國(guó)門,在外承接儲(chǔ)油罐建設(shè)工程。儲(chǔ)油罐防腐工程質(zhì)量的優(yōu)劣極大地影響著儲(chǔ)罐運(yùn)行成本、安全和使用壽命。而由于種種原因,一些儲(chǔ)油罐出現(xiàn)了防腐涂層早期失效,因腐蝕造成損失和事故的事件也時(shí)有發(fā)生,儲(chǔ)罐防腐蝕施工及運(yùn)行過(guò)程中也曾出現(xiàn)重大安全事故。因而,研究?jī)?chǔ)油罐的腐蝕特點(diǎn)、采取可靠的防腐蝕措施、研制和采用長(zhǎng)效可靠的防腐蝕涂料、加強(qiáng)防腐蝕施工管理和質(zhì)量監(jiān)控、更新和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等,是值得所有儲(chǔ)罐防腐蝕相關(guān)人員研究的課題。
近年來(lái),我國(guó)儲(chǔ)油罐的防腐蝕研究取得了很大進(jìn)展,2008 年,GB 50393—2008《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范》頒布實(shí)施,在儲(chǔ)罐防腐蝕設(shè)計(jì)中,尤其是在中石化系統(tǒng)內(nèi)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。關(guān)于儲(chǔ)油罐防腐涂料與涂裝,業(yè)內(nèi)各界人士也十分關(guān)注,紛紛基于自身所了解的情況,通過(guò)論文、會(huì)議發(fā)表了自己的觀點(diǎn),出現(xiàn)了“百家爭(zhēng)鳴”的局面,這也有助于我國(guó)儲(chǔ)油罐防腐蝕水平的進(jìn)步與提高。在此,筆者基于自己對(duì)該領(lǐng)域的有限了解,提出一些熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題,供大家探討。

一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
目前我國(guó)關(guān)于儲(chǔ)油罐防腐涂料與涂裝方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較多,按頒布實(shí)施的先后順序列舉如下:
GB 13348—1992《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》;GB 15599—1995《石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范》;SYT 0087—1995《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》;SY 0007—1999《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐防腐蝕工程設(shè)計(jì)規(guī)范》;GB/T 16906—1997《石油罐導(dǎo)靜電涂料電阻率測(cè)定法》;GB 6950—2001《輕質(zhì)油品安全靜止電導(dǎo)率- 附錄D》;CNCIA-HG/T0001—2006《石油貯罐導(dǎo)靜電防腐蝕涂料涂裝與驗(yàn)收規(guī)范》;GB 50393—2008《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范》。
這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范由于編寫、發(fā)布的單位不同,發(fā)布日期有早有晚,難免在一些問(wèn)題上存在差異甚至爭(zhēng)議。各方應(yīng)拋棄成見(jiàn),密切聯(lián)合起來(lái),綜合各方的意見(jiàn),并輔以試驗(yàn)數(shù)據(jù)及應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證,對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行修訂和完善,并逐步推出配套性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,從而避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、防腐施工方、監(jiān)理方以及涂料制造商等相關(guān)各方無(wú)所適從、爭(zhēng)論不休的現(xiàn)象。
二、導(dǎo)靜電防腐蝕涂層的電阻率
GB 50393—2008 中規(guī)定了導(dǎo)靜電型防腐蝕涂層的表面電阻率應(yīng)為108~1011 Ω,與GB 6950—2001中附錄D、GB 13348—1992、GB 15599—1995、GB/T16906—1997 以及CNCIA-HG/T 0001—2006 中的規(guī)定不同。
就實(shí)驗(yàn)室針對(duì)單一導(dǎo)靜電涂料和涂層體系,以及現(xiàn)場(chǎng)對(duì)整個(gè)導(dǎo)靜電涂層體系的表面電阻率的測(cè)量方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定也存在差異。而測(cè)試儀器/ 測(cè)試電壓、相對(duì)濕度、底材類型/ 導(dǎo)電性、底漆類型/ 涂層體系、涂層厚度等都對(duì)測(cè)試結(jié)果有著不同程度的影響。目前各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試有必要進(jìn)一步考慮這方面因素。
對(duì)于導(dǎo)靜電涂料的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)(如第三方抽檢)以及現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已完工涂層的驗(yàn)收測(cè)試,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的驗(yàn)收準(zhǔn)則是否適用?由于氣候條件的不可控性、底材的多樣性以及涂膜厚度的不均勻性,難免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)很不穩(wěn)定的情況。如何綜合考慮上述因素,制定切實(shí)有效的驗(yàn)收準(zhǔn)則也是需要探討的問(wèn)題,尤其是關(guān)于測(cè)試時(shí)的環(huán)境條件、科學(xué)抽樣和測(cè)試數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題。同為導(dǎo)靜電涂層表面電阻率的測(cè)量,SJ/T10694—2006 引用了GB/T 2828(ISO 2589)的抽樣程序和數(shù)據(jù)處理方式,這或許可以借鑒。
三、涂料選用與涂層設(shè)計(jì)
目前,各標(biāo)準(zhǔn)推薦的涂層體系有同有異。筆者基于對(duì)相關(guān)資料的理解和實(shí)際參與儲(chǔ)油罐防腐工作的體會(huì),總結(jié)了以下熱點(diǎn)和難點(diǎn)供大家探討。
3.1 關(guān)于富鋅底漆的使用
富鋅底漆可用作純凈油品儲(chǔ)罐的內(nèi)防腐底漆,已得到各界人士的認(rèn)同。但鑒于鋅的化學(xué)活潑性,當(dāng)用于含水及其它雜質(zhì)(如硫化物)的油品(如中間產(chǎn)品、渣油、污油等)儲(chǔ)罐內(nèi)壁,或用于水和雜質(zhì)易沉積的油水線以下罐內(nèi)壁及罐底以上表面時(shí),是否會(huì)導(dǎo)致鋅粉的快速消耗以及析氫腐蝕的發(fā)生?這有待進(jìn)一步探討。
一種理論認(rèn)為,鋅在大于54℃和有酸、堿等介質(zhì)存在的情況下,可能發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象,在一些保溫儲(chǔ)罐(如原油、重油、渣油等)中是否會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象?由于富鋅底漆漆膜是具有導(dǎo)電性和陰極保護(hù)功能的涂層,當(dāng)涂層與陽(yáng)極保護(hù)配合使用時(shí),采用富鋅類防腐蝕涂料是否存在陰極保護(hù)功能的重復(fù)?是否會(huì)影響犧牲陽(yáng)極的數(shù)量、消耗速度以及強(qiáng)制保護(hù)電流密度?
當(dāng)設(shè)計(jì)采用無(wú)機(jī)富鋅底漆時(shí),覆涂和修補(bǔ)問(wèn)題如果能夠在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或設(shè)計(jì)文件中明確,會(huì)有助于減少施工方與涂料制造商之間的爭(zhēng)議和摩擦。對(duì)富鋅底漆的鋅粉或金屬鋅含量以及相應(yīng)的檢測(cè)方法,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)很多但并不統(tǒng)一。GB 50393—2008中規(guī)定干膜的鋅含量≥ 80%,未說(shuō)明是鋅粉含量還是金屬鋅含量,也未規(guī)定檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),這有待進(jìn)一步明確,與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如HG/T 3668—2009 等)接軌或許是一個(gè)好方法。
3.2 關(guān)于防護(hù)涂層體系與陰極保護(hù)的配套性有的中間產(chǎn)品和成品(如大型重油罐等)儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板是否采用犧牲陽(yáng)極保護(hù),如采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)時(shí)亦采用導(dǎo)靜電涂層是否合適?
采用陰極保護(hù)時(shí),對(duì)涂層與陰極保護(hù)的配套性要求及檢驗(yàn)方法應(yīng)進(jìn)一步明確;罐底板下表面的涂層設(shè)計(jì),由于各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中沒(méi)有提及,實(shí)際建設(shè)中,是否會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)制電流保護(hù)加非絕緣防護(hù)涂層的現(xiàn)象發(fā)生?
3.3 關(guān)于中間產(chǎn)品、石腦油、污油、渣油、含硫污水等儲(chǔ)罐內(nèi)防腐
這類儲(chǔ)罐通常只存在于煉化廠,總體看來(lái),令防腐蝕設(shè)計(jì)者感到為難的問(wèn)題出現(xiàn)得較多。其主要原因是原油的來(lái)源不同以及煉化工藝的差異導(dǎo)致了這類介質(zhì)的組成相對(duì)于原油和成品油來(lái)說(shuō)更為復(fù)雜(通常含有芳烴、酸堿鹽、水、硫化物等介質(zhì)以及溫度的綜合作用),而且運(yùn)行條件各異,這對(duì)涂料的選擇來(lái)說(shuō)是一種極大的挑戰(zhàn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中推薦的熱噴涂金屬(鋁、鋅、不銹鋼等),由于費(fèi)用高以及可靠性問(wèn)題也常令設(shè)計(jì)者在選擇時(shí)猶豫。因而,進(jìn)一步加強(qiáng)該類儲(chǔ)罐內(nèi)防腐問(wèn)題的研究就更具有迫切性。
3.4 其它
對(duì)于鋼制浮艙內(nèi)表面、儲(chǔ)罐底板下表面的防腐蝕,尤其后者是儲(chǔ)油罐防腐蝕的重點(diǎn)部位,卻鮮有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提及,不能不說(shuō)是一個(gè)遺憾。一些具有掛壁作用的稠油儲(chǔ)罐,其內(nèi)壁中間部位通常不涂漆,做好此類部位裝油前的臨時(shí)保護(hù)也是切實(shí)需要考慮的問(wèn)題。我國(guó)地域遼闊,氣候多樣,不同地區(qū)的大氣環(huán)境腐蝕性級(jí)別存在較大差異,因而,對(duì)于儲(chǔ)油罐與大氣接觸部位的防腐蝕涂層設(shè)計(jì),參照ISO 12944 不失為一種好的選擇。如今,健康、安全和環(huán)保日益受到重視,儲(chǔ)油罐防腐涂料的選用和涂裝作業(yè)過(guò)程也宜順應(yīng)趨勢(shì),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)予以考慮。例如,推動(dòng)無(wú)溶劑、水性等環(huán)境友好型防腐涂料的選用及施工方式的采用。
四、涂料及涂層性能要求與測(cè)試
目前各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)儲(chǔ)油罐內(nèi)用防腐蝕涂料的性能要求及測(cè)試存在重單一品種涂料、輕整體涂層;重單一測(cè)試項(xiàng)、輕綜合作用的現(xiàn)象。例如,一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)涂料或涂層提出了耐熱性、耐水性、耐鹽水性、耐汽油性、耐酸堿性等單一介質(zhì)的耐受性要求。但儲(chǔ)罐實(shí)際運(yùn)行時(shí),涂層卻可能受到水、酸或堿、油、硫化物、芳烴、熱/ 溫度的綜合作用。
由于我國(guó)對(duì)進(jìn)口原油的依賴逐步增加,導(dǎo)致原油來(lái)源及產(chǎn)地日趨多樣化,尤其是高酸、高含硫原油的進(jìn)口和使用,這導(dǎo)致儲(chǔ)油罐內(nèi)介質(zhì)組成及腐蝕性差異很大。對(duì)各類油品的組成(尤其對(duì)防腐蝕涂層有影響的介質(zhì))及儲(chǔ)罐運(yùn)行條件進(jìn)行詳細(xì)分析統(tǒng)計(jì),從而使其盡可能與實(shí)際運(yùn)行條件相符,并確定具有廣泛代表性的測(cè)試用介質(zhì)組成及測(cè)試條件,這是需要各相關(guān)方聯(lián)合進(jìn)行的課題。試驗(yàn)介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)組成和試驗(yàn)條件確定后,無(wú)疑將對(duì)涂料制造商日后進(jìn)行研發(fā)起到極大的促進(jìn)作用,也必將大大提高我國(guó)儲(chǔ)罐的內(nèi)防腐水平。IMO(國(guó)際海事組織)的《原油船貨油艙保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于涂層性能的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,對(duì)氣體和浸泡試驗(yàn)用液體,即綜合考慮了各種介質(zhì),并盡可能地與實(shí)際運(yùn)行相符,這種思路或許可以借鑒。
五、涂裝工藝與質(zhì)量管理
目前,儲(chǔ)油罐的內(nèi)外防腐施工過(guò)程,并不全是在試壓結(jié)束并噴砂清理后再進(jìn)行整體涂裝作業(yè)。以下防腐工藝流程在儲(chǔ)罐建設(shè)中也時(shí)有采用:鋼板和型材經(jīng)拋丸處理→涂裝部分涂層(車間底漆或底漆亦或底漆+ 中間漆)→焊接、制作、安裝、試壓→再處理→涂后續(xù)漆。該工藝流程雖然有利于保證表面除銹質(zhì)量,減輕危險(xiǎn)與不便的罐內(nèi)作業(yè)量,但必然帶來(lái)一些新的問(wèn)題,如車間底漆的性能要求與選用問(wèn)題(尤其是當(dāng)車間底漆不完全除去時(shí),對(duì)導(dǎo)靜電涂層表面電阻率的影響);二次表面處理問(wèn)題;罐內(nèi)壁用高交聯(lián)密度的涂層超過(guò)最長(zhǎng)覆涂間隔問(wèn)題;運(yùn)輸、卷板、焊接、安裝、試壓等工序?qū)ν繉拥钠茐男栽u(píng)估和修復(fù)問(wèn)題等等。這些問(wèn)題如果處理不當(dāng),會(huì)給儲(chǔ)油罐的防腐質(zhì)量埋下隱患。因?yàn)闆](méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提及,且受費(fèi)用、工期等因素制約,因而單靠涂料制造商的建議或要求,很難被施工方或其它相關(guān)方所接受和執(zhí)行。
自獨(dú)山子油罐爆炸事故發(fā)生后,許多罐內(nèi)涂裝作業(yè)已放棄對(duì)保證涂層質(zhì)量更為有利的無(wú)空氣噴涂施工方式,而改為輥涂施工,這不能不說(shuō)是個(gè)遺憾。我國(guó)儲(chǔ)油罐腐蝕控制水平的提高,需要相關(guān)各方及各界人士共同努力,加強(qiáng)溝通、密切合作。
六、夢(mèng)能科技
夢(mèng)能科技是一家致力于涂料的銷售、方案設(shè)計(jì)、涂裝施工為一體的科技公司,夢(mèng)能科技專長(zhǎng)于EMI行業(yè)、工業(yè)裝備制造、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、石油石化、特種氣體行業(yè)、火電、風(fēng)電、水電能源行業(yè)等重防腐領(lǐng)域。夢(mèng)能科技為廣大用戶提供全方位的服務(wù),包括在設(shè)計(jì)階段向您推薦合理的油漆配套方案,在合作當(dāng)中提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和高水平的施工服務(wù)以及完善的現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)指導(dǎo)與優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。