石油儲(chǔ)罐用防腐蝕涂料與涂裝

中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊：
0 引言
       隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油及石油制品日益成為主要的能源和化工原料。石油從原油開(kāi)采、運(yùn)輸、貯存到加工都需要使用大量的儲(chǔ)罐。
       近幾年，隨著儲(chǔ)罐建設(shè)工程的開(kāi)展，儲(chǔ)罐防腐新技術(shù)也得到了應(yīng)用和發(fā)展，如儲(chǔ)罐底板的陰極保護(hù)技術(shù)，儲(chǔ)罐外壁的熱噴鋅、鋁技術(shù)等，但涂料涂裝防護(hù)仍然是儲(chǔ)罐防護(hù)的一種重要手段，并隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷地發(fā)展。
       石油儲(chǔ)罐的腐蝕環(huán)境大體分 3 類(lèi)，即土壤腐蝕、大氣腐蝕與油品腐蝕。土壤腐蝕主要發(fā)生在儲(chǔ)罐底板下表面與基礎(chǔ)面接觸的一面；大氣腐蝕發(fā)生在大氣環(huán)境下的金屬表面，如儲(chǔ)罐外壁、儲(chǔ)罐頂外表面等；儲(chǔ)罐內(nèi)部的腐蝕環(huán)境則是油品的腐蝕。因?yàn)楦�蝕環(huán)境不同，因而儲(chǔ)罐不同部位所用的涂料類(lèi)型、涂料技術(shù)要求也不同。
1.1 儲(chǔ)罐內(nèi)壁的腐蝕環(huán)境及其技術(shù)要求
       儲(chǔ)罐內(nèi)壁涂料主要根據(jù)貯存介質(zhì)、儲(chǔ)罐類(lèi)型、溫度和壓力等進(jìn)行選用。儲(chǔ)罐內(nèi)壁涂料首先要求有很好的防腐蝕性和良好的耐溶劑性。為了保證油品質(zhì)量，涂層在原油、汽油、航空煤油及烴類(lèi)溶劑等介質(zhì)中長(zhǎng)期浸泡，漆膜應(yīng)無(wú)變化、不起泡、不溶脹、不剝離、不污染油品。另外，液體石油產(chǎn)品在流動(dòng)、過(guò)濾、混合、攪拌、加注、抽提等狀況下，會(huì)因摩擦而產(chǎn)生靜電荷，當(dāng)產(chǎn)生靜電荷速度大于其導(dǎo)出速度時(shí)，就會(huì)形成靜電荷的積聚，使電壓不斷升高，并產(chǎn)生尖端放電。當(dāng)放電場(chǎng)中可燃油品蒸汽與空氣的混合物達(dá)到爆炸極限時(shí)，隨時(shí)可能發(fā)生靜電起火、爆炸危害。因此，儲(chǔ)罐內(nèi)壁涂料在耐腐蝕的同時(shí)還必須導(dǎo)靜電，以保證油罐的安全使用。
原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁腐蝕環(huán)境與腐蝕特征及其技術(shù)要求見(jiàn)表1。        儲(chǔ)罐外壁受到的主要是大氣腐蝕，它是因大氣中的水分、氧氣、沿海鹽霧、化工氣體等腐蝕性物質(zhì)而造成的腐蝕，以及紫外線引起的涂層老化破壞等。儲(chǔ)罐底板和邊緣板的腐蝕：儲(chǔ)罐底板由于毛細(xì)作用，地下水上升，長(zhǎng)期處于潮濕的環(huán)境，而且由于底板焊接，焊縫附近的防腐蝕涂層遭到破壞，該處腐蝕格外嚴(yán)重；儲(chǔ)罐底外部埋于地下，處于潮濕環(huán)境中，受土壤中水分和微生物腐蝕。
儲(chǔ)罐外壁的腐蝕環(huán)境及其技術(shù)要求見(jiàn)表2。 對(duì)于儲(chǔ)罐底部埋地部位和罐區(qū)各種埋地管線外壁涂料，要求具有較強(qiáng)抗潮濕及耐土壤腐蝕性能。底漆主要采用導(dǎo)電的富鋅底漆（環(huán)氧富鋅底漆和無(wú)機(jī)富鋅底漆）或不含鋅粉的導(dǎo)電底漆；中涂漆主要有云母氧化鐵中涂漆；面漆主要有以炭系導(dǎo)電填料（導(dǎo)電炭黑和石墨等）組成的深色導(dǎo)電涂料，以導(dǎo)電云母、導(dǎo)電氧化鋅等組成的淺色改性環(huán)氧類(lèi)非炭系導(dǎo)靜電涂料；面漆采用環(huán)氧玻璃鱗片涂料。
罐底內(nèi)表面：由于罐底區(qū)域（通常為罐底至罐底以上1.8 m）會(huì)沉積油品中的水等腐蝕介質(zhì)，是腐蝕情況最嚴(yán)重的部位，應(yīng)加強(qiáng)涂層防護(hù)，可通過(guò)增加底漆或中間漆涂膜厚度的方法，以保證防腐效果。石油儲(chǔ)罐涂料體系配套方案見(jiàn)表3�？筛鶕�(jù)不同的腐蝕環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)涂層的使用壽命，通過(guò)規(guī)定金屬的表面處理狀態(tài)、涂裝結(jié)構(gòu)、噴涂道數(shù)、涂層厚度、選用質(zhì)量合格的防腐涂料，嚴(yán)格施工管理等幾個(gè)方面來(lái)保證設(shè)計(jì)壽命。 3.1 富鋅底漆
       富鋅底漆是重防腐涂料體系中的重要防銹底漆。富鋅底漆的主要防銹機(jī)理是漆膜中含有大量鋅粉，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位（-0.76 V）比鋼鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（-0.44 V）低，在使用過(guò)程中，鋅粉可以起到犧牲陽(yáng)極作用來(lái)保護(hù)鋼材。當(dāng)涂膜受到侵蝕時(shí)，鋅粉作為陽(yáng)極先受到腐蝕，而基材鋼鐵為陰極，受到保護(hù)；鋅在腐蝕介質(zhì)中起化學(xué)反應(yīng)，生成一層不溶性氫氧化鋅以及堿式碳酸鋅，填充涂膜的空隙，使涂膜緊密地結(jié)合，從而延緩腐蝕，達(dá)到防銹目的。
       富鋅底漆主要分溶劑型和水性無(wú)機(jī)富鋅底漆兩類(lèi)。溶劑型環(huán)氧富鋅底漆是以鋅粉（鋅粉含量占70%以上）為防銹顏料，環(huán)氧樹(shù)脂為基料，聚酰胺樹(shù)脂或胺加成物為固化劑，加以適當(dāng)?shù)幕旌先軇┡渲贫�成，形成連續(xù)致密的涂層，漆膜堅(jiān)固，機(jī)械強(qiáng)度高，屏蔽效果好。水性無(wú)機(jī)富鋅底漆是以正硅酸鹽為成膜物，金屬鋅（鋅粉含量占85% 以上）為防銹顏料的重防腐涂料，具有良好的環(huán)保特性、附著力、耐候性、耐磨性等性能。水性無(wú)機(jī)富鋅底漆中的硅酸鹽在與鋅粉反應(yīng)同時(shí)，還會(huì)與金屬鐵反應(yīng)形成很強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合（硅酸鋅鐵絡(luò)合物），附著力好，從而可抵抗水、海水、有機(jī)物、氯化物的侵蝕，且自干速度快，2 h 內(nèi)可涂面漆。水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的耐腐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于溶劑型環(huán)氧富鋅底漆，它在海洋大氣條件下使用壽命至少為25 a。水性無(wú)機(jī)富鋅底漆推薦膜厚小于50 μm，若一次噴涂太厚，漆膜會(huì)出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。
       溶劑型環(huán)氧富鋅底漆的施工性較好，對(duì)底材的表面處理要求較低，要求表面清潔度達(dá)到Sa 2.5 級(jí)，個(gè)別部位只需手動(dòng)處理達(dá)到St 3 級(jí)，粗糙度為40~60 μm ；水性無(wú)機(jī)富鋅底漆要求鋼結(jié)構(gòu)表面清潔度達(dá)到Sa 2.5級(jí)，粗糙度為40~80 μm。目前溶劑型環(huán)氧富鋅底漆和水性無(wú)機(jī)富鋅底漆在石油儲(chǔ)罐的涂裝中都有大量的應(yīng)用。
3.2 環(huán)氧玻璃鱗片底（面）漆
       環(huán)氧玻璃鱗片底（面）漆是目前世界公認(rèn)的長(zhǎng)效重防腐涂料，以耐蝕樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)，薄片狀的玻璃鱗片為骨架形成高固體分涂料。玻璃鱗片通常為鈉堿玻璃類(lèi)，主要成分為SiO2、Na2O、CaO 等。玻璃鱗片厚度一般為2~5 μm，片徑長(zhǎng)度為100~300 μm。由于涂層中的玻璃鱗片上下交錯(cuò)排列，使涂層形成獨(dú)特的“迷宮”式屏蔽結(jié)構(gòu)。在1 mm 干膜中玻璃鱗片可交錯(cuò)排列100 層，使外界腐蝕介質(zhì)滲透至金屬基體表面的路徑變得曲曲折折，有效延長(zhǎng)了滲透時(shí)間，大大提高了涂層的抗?jié)B透性與防護(hù)壽命。該涂料具有優(yōu)良的抗介質(zhì)滲透性、耐磨性、附著力和良好的施工性能；硬化時(shí)體積收縮率低，熱膨脹系數(shù)小，性能十分優(yōu)越，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、堿、石油溶劑、各類(lèi)鹽和水的侵蝕，其耐腐蝕性?xún)?yōu)于同類(lèi)樹(shù)脂制成的玻璃鋼，應(yīng)用于石油儲(chǔ)罐內(nèi)壁水相部分（儲(chǔ)罐底板以上1.8 m）；配套涂料體系為H06-X 環(huán)氧富鋅底漆2 道，環(huán)氧玻璃鱗片面漆4~5 道，總干膜厚度為460 μm。
3.3 環(huán)氧云鐵中涂漆
       中涂漆的主要功能是增加漆膜厚度，在防腐蝕涂料體系中起到承上啟下的作用，使各涂層之間良好黏結(jié)，形成一個(gè)整體防護(hù)體系。石油儲(chǔ)罐鋼結(jié)構(gòu)防腐一般選用環(huán)氧云鐵中涂漆。云母氧化鐵是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的黑紫色薄片狀結(jié)晶粉末，它用作防銹顏料，在涂膜中形成定向排列的平行疊片層，使涂層具有優(yōu)良的屏蔽性，能滯緩水汽及酸、堿、鹽等腐蝕物質(zhì)的滲透和對(duì)溫度變化形成抵抗力，防止附著力下降、起泡、收縮等缺陷，保持漆膜的完整性，減緩大氣對(duì)漆膜的影響。云母氧化鐵顏料還具備反射紫外線的性能，大大降低了紫外線對(duì)漆膜的破壞作用，防護(hù)時(shí)間可達(dá)10 a 以上。
3.4 脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆
       脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆漆膜硬度高，堅(jiān)韌耐磨，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)鋼鐵、鋁、鋅等具有良好的附著力，漆膜不易泛黃，保光保色性好，具有優(yōu)異的耐候性和三防性能，廣泛地應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝中，也是石油儲(chǔ)罐外壁最常用的面漆品種。目前應(yīng)用最多的配套涂料體系是環(huán)氧富鋅底漆1 道/ 環(huán)氧云鐵中涂漆1~2 道/ 脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆2 道，總干膜厚度為240~320 μm。
3.5 防靜電涂料
      雖然防靜電技術(shù)措施很多，比如提高石油產(chǎn)品的精煉純度，在油品中加入適量的導(dǎo)靜電添加劑，改進(jìn)裝油方式和接地方式等。但是，在儲(chǔ)罐內(nèi)壁涂覆導(dǎo)靜電涂料是近年來(lái)受到重視并大力推廣的方法。導(dǎo)靜電涂料通常由基料、填料、溶劑及助劑組成，其中至少有一種組分具有導(dǎo)電性能，以保證形成的涂層為導(dǎo)體或半導(dǎo)體，即涂層的體積電阻率<1010Ω·m，表面電阻率在105~109Ω 范圍內(nèi)的一種涂料，用以消除靜電災(zāi)害及由此導(dǎo)致的各類(lèi)關(guān)聯(lián)性生產(chǎn)障礙。
4 結(jié)語(yǔ)
       防腐涂料與涂裝對(duì)保證儲(chǔ)罐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，根據(jù)儲(chǔ)罐的具體使用條件，清楚地認(rèn)識(shí)和分析腐蝕環(huán)境，科學(xué)選用涂料和配套涂料體系，嚴(yán)格施工管理，精心施工，可以保證儲(chǔ)罐較長(zhǎng)使用壽命，取得滿(mǎn)意的防護(hù)效果。