水性防腐蝕涂料在成品油罐上的應(yīng)用

(中國石油化工股份有限公司廣州分公司,廣東 廣州 510726)

隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越高，以及安全生產(chǎn)越來越重視，涉及環(huán)保、安全的新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用也受到重視。某公司儲運部共有油罐近200臺，每年大修30～50臺，按每臺油罐平均使用4 t涂料計算，全年涂料用量為120～200 t。傳統(tǒng)溶劑型涂料需要用含苯類的涂料稀釋劑來稀釋，使用量為10～14 t。傳統(tǒng)溶劑型涂料含有大量揮發(fā)性有機物(VOCs)，含量高達40%左右，也就是說1 t涂料有400 kg左右的VOCs要排放在大氣之中。VOCs轉(zhuǎn)化生成的二次有機氣溶膠(SOA)是PM2.5的重要組分。此外，部分VOCs具有毒性，對人體健康產(chǎn)生直接或間接影響；VOCs會產(chǎn)生惡臭，對生產(chǎn)及施工場所環(huán)境造成很大影響，特別是罐內(nèi)噴涂過程中，罐內(nèi)可燃氣、苯嚴重超標。在罐內(nèi)噴涂時，油罐周邊嚴禁一切動火、動電施工作業(yè)，避免發(fā)生爆炸著火等重大安全事故。進罐施工、驗收人員必須佩戴勞保防護用品，避免吸入式傷害發(fā)生;涂料在干燥的過程。

1 水性防腐蝕涂料技術(shù)參數(shù)

油罐選用的水性防腐蝕涂料技術(shù)性能，按國標GB/T 50393—2017《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)標準》的要求設(shè)計和執(zhí)行。

按國標GB/T 50393—2017的要求，油罐內(nèi)防腐蝕涂裝宜選用水性環(huán)氧類涂料，浮盤浮艙內(nèi)部涂裝的防腐蝕涂料應(yīng)采用水性或無溶劑涂料；直接受日光照射的儲罐表面涂層應(yīng)采用耐候性涂料,水性防腐蝕涂料具體性能指標見表1和表2。

2 油罐水性防腐蝕涂料配套體系

GB/T 50393—2017《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)標準》2018年5月1日起實施。該標準將水性涂料正式納入到鋼質(zhì)石油儲罐的防腐蝕體系之中，而且特別要求在浮艙“應(yīng)采用”水性防腐蝕涂料，在罐內(nèi)“宜采用”水性涂料，罐外“可采用”水性丙烯酸耐候防腐蝕涂料和隔熱防腐蝕涂料。中國石化某公司貯運部檢修外浮頂油罐的浮倉因為空間小、縱深大、逃生通道小，使用水性防腐蝕涂料。2016年12月，公司貯運部901號柴油罐(中間油)在大修時，采用了新型水性防腐蝕涂料。噴涂涂料時，通過便攜檢測儀測試可燃氣，H2S和CO等含量基本為零。

901罐為內(nèi)浮頂，罐內(nèi)防腐面積約為2 050 m2，其中底板、罐內(nèi)壁1.8 m下第一圈板面積為420 m2，采用水性環(huán)氧耐油導(dǎo)靜電底層防腐蝕涂料和面層防腐蝕涂料，干膜根據(jù)規(guī)范要求達到厚度350 μm,見表3；罐壁及拱頂內(nèi)表面面積約為1 630 m2，采用水性環(huán)氧耐油導(dǎo)靜電底層防腐蝕涂料和面層防腐蝕涂料，干膜總厚度250 μm,見表4；罐外壁、外頂、管線及附件總防腐蝕面積約為1 700 m2。采用水性改性丙烯酸底層防腐蝕涂料和水性丙烯酸有機硅面層防腐蝕涂料，總干膜厚度為200 μm,見表5。

表1 罐內(nèi)導(dǎo)靜電型防腐蝕涂料和涂層性能指標

注：耐熱水性、耐汽油性、耐鹽霧性和耐化學(xué)介質(zhì)性的測試涂層厚度應(yīng)為250～350 μm。

表2 耐候丙烯酸涂料和涂層性能指標

表3 罐內(nèi)底板及第一圈板導(dǎo)靜電防腐蝕配套體系

表4 罐內(nèi)壁及拱頂內(nèi)防腐蝕配套體系

表5 罐外壁及罐頂防腐蝕配套體系

3 水性防腐蝕涂料的特點及使用效果

水性防腐蝕涂料與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，其主要技術(shù)指標與國標GB/T 50393—2017的要求是一致的，也就是說溶劑型涂料能達到的防腐蝕性能，水性涂料同樣能達到。但在環(huán)保、安全、施工、運輸和儲存等方面水性涂料有其優(yōu)勢和便利性。

3.1 環(huán)保性方面

水性防腐蝕涂料與溶劑型防腐蝕涂料VOCs含量比較見表6。

表6 水性及溶劑型防腐蝕涂料VOCs含量

3.2 安全性方面

由于溶劑型涂料VOCs含量高，其閃點低(25～38 ℃)，遇靜電、明火會引發(fā)燃燒爆炸；此類事故已發(fā)生多起，中國石油、中國石化均發(fā)生過儲罐防腐蝕涂料施工時，溶劑型防腐蝕涂料有機物揮發(fā)濃度過高引發(fā)爆炸，導(dǎo)致重大傷亡。水性防腐蝕涂料不含有機溶劑，用水稀釋即可，即與明火也不會燃燒。

3.3 施工作業(yè)性能

按國標要求，溶劑型防腐蝕涂料和水性防腐蝕涂料正常施工條件的空氣濕度都要控制在80%以內(nèi)；在此條件下，水性防腐蝕涂料和溶劑型防腐蝕涂料的施工沒有差別。但水性防腐蝕涂料由于是用水做溶劑，在空氣濕度較大時，水分揮發(fā)較慢，影響涂層干燥。因此，在特殊潮濕天氣環(huán)境下，水性防腐蝕涂料的固化干燥需要較長時間，同時采取強制通風,達到固化即可。

水性防腐蝕涂料不需溶劑，用水稀釋即可,施工機具、人員清潔用水清洗,用料可現(xiàn)場堆放，即用即取,沒有刺激異味，作業(yè)時間可延長。這些都體現(xiàn)了水性防腐蝕涂料施工操作時的便利性和快捷性。

由于水性防腐蝕涂料沒有燃爆隱患，可以在設(shè)備動火的工況下，進行涂裝施工作業(yè)，對企業(yè)生產(chǎn)影響小。由于水性防腐蝕涂料沒有刺激性氣味，設(shè)備大修時對其他檢修作業(yè)人員沒有影響，不同工種可以交叉作業(yè)，從而提高檢修進度。

3.4 運輸、儲存無特殊要求

水性涂料不屬?；罚\輸時對車輛無特殊要求，普通車輛就可運輸。溶劑型防腐蝕涂料倉庫要求嚴格，必須達到?；焚A存條件；而水性防腐蝕涂料無特殊要求，只需存放于陰涼、干燥、通風處即可。使用完畢后，其廢桶也不屬于?；饭腆w廢棄物，作為普通廢棄物處理即可。

3.5 實際使用效果

水性防腐蝕涂料在901罐使用近兩年,從涂層外觀看，無銹跡、無粉化和無明顯褪色。鑿開面層涂層后,沒有返銹現(xiàn)象,涂層保持完好。

水性防腐蝕涂料防腐蝕性能的提高是基于他們對傳統(tǒng)丙烯酸進行了改性處理，并添加了納米級二氧化鈦和二氧化硅等復(fù)合材料。納米級二氧化鈦具有吸收紫外線、反射紅外線的特殊功能，可以降低太陽光對涂層的侵害，有效提高了涂層的耐候性能。納米級二氧化硅，能提高涂層的致密性，從而提高涂層的附著力，提高了整個涂層的防腐蝕性能。

4 結(jié) 語

水性防腐蝕涂料在石油儲罐、管線及裝置的檢維修方面，可以推廣使用，不僅可以消除安全隱患，減少有機揮發(fā)物的排放，有利于施工及作業(yè)人員的身體健康，也可以滿足防腐蝕的技術(shù)要求。