高分子彈性膜在儲油罐底密封防水中的應用

陳 立

（中石化長嶺分公司儲運作業部設備科，湖南 岳陽414012）

一、概述

罐體腐蝕主要包括罐內和罐外腐蝕兩類，其中罐內腐蝕主要發生在罐內壁下部，底板上表面和焊接處，罐外腐蝕以底板腐蝕為主。經調查發現，在油罐腐蝕失效中，因底板腐蝕造成的失效占80%，而底板腐蝕中外邊緣板下部的腐蝕占60%。在底板下面的腐蝕中，邊緣板下面的腐蝕占60%。可見，底板的邊緣板腐蝕是油罐失效的主要原因之一。目前國內的儲罐底板防水的習慣做法是瀝青灌縫或敷瀝青砂，但投入使用后檢查沒有一例是成功的，也有用橡膠瀝青或環氧玻璃布進行防水，但前者的耐老化性能差，粘接強度不夠；后者的彈性差，使用后發生開裂、拉脫等現象，效果也都不理想。針對這種情況，本文介紹一種簡單、易行，特別適合儲罐底外邊緣板密封防腐防水的高分子彈性膜系統。

二、儲罐底部邊緣板的腐蝕原因

分析油罐底板外邊緣的腐蝕原因，一是由于儲罐的混凝土基座與罐體底板結合的部位，隨著環境主要是溫度的變化使底板徑向發生伸縮；二是由于油罐輸儲油量的載荷變化引起油罐的變形，當油罐受液后由于靜液壓力作用產生很大的環向應力，使油罐沿半徑方向產生水平變位，而邊緣板由于與底板牢固地焊在一起無法向外擴張，結果在邊緣板處發和變形，如圖1所示。從而產生邊緣應力，該應力與混凝土基座對邊緣板的抵抗力共同導致底板外環部的塑性變形；當儲罐空罐時，罐體恢復原狀，邊緣板卻由于塑性變形而向上翅曲，如圖2所示。

上述因素便油罐底板外邊緣處與基座形在一條裂縫，該裂縫的大小會隨著油罐的運動變化不斷地膨脹與收縮，結果給外界的一些腐蝕介質如雨水、露水等的侵入提供了一條通道，這些腐蝕介質日復一日地入侵并由于縫隙很小，水不易發揮而長年積存于底板與基座之間從而發生嚴重的電化學腐蝕，最終導致底板下面的銹蝕穿孔。由于這種腐蝕發生在罐底與基座之間，一般無法觀察，故最容易被人們忽視，也是最危險的。油罐底部邊緣板的防護，就是切斷上述的入侵通道，有效防止環境因素等從油罐底部四周入侵，達到保護油罐底板（特別是邊緣板），將其與水、大氣等隔離的目的。

圖1 罐底外周邊變形狀態（盛液）

圖2 罐底外周邊塑性變形（空罐）

三、貝爾佐納高分子彈性膜（Belzona3111）產品特性及性能（如表1）

表1 Belzona3111彈性膜涂層系統主要技術指標

貝爾佐納（Belzona3111）彈性膜涂層是一種單組分的丙烯酸脂共聚物乳劑，該產品與Belzona3921表面底膠和Belzona9311（增強帶）一同使用。這種液質產品與Belzona9311（增強帶）結合后形成一層堅韌、可塑的彈性高分子膜，它能緊密地貼合各種復雜形狀的碳鋼和混凝土表面。此涂層系統可為幾乎所有類型的基材提供長期的耐各種惡劣氣候的保護和護水保護，還可防止紅外線和紫外線輻射，防止自然和工業污染。此產品不會讓水滲入，但能讓水蒸氣滲出，從而保證罐底邊緣板內環境的干燥。

四、施工工藝

1 預清潔

清除罐底外邊緣板及混凝土基座所有6毫米以上的礦物質，并清潔干凈。

2 表面處理

用噴砂的方法對罐底外邊緣板及混凝土基座（一般縱向長度為40cm～50cm）進行表面處理，徹底除銹和粘附在表面的雜質礦物等。

圖3 結構示意圖

圖4 工程實體照片

3 填縫

罐底外邊緣板與混凝土基座間的裂縫用聚氨酯發泡劑填充，待1小時后，用裁紙刀成45°角切削發泡填充物，然后再用50mm寬的布基膠帶粘附在發泡填充物表面上，便之過渡順暢平滑。

4 刷涂Belzona3921底膠

把Belzona3921底膠按重量比（基料：固化劑）10：1充分混合均勻，然后用優質毛刷刷涂在罐底外緣板與混凝土基座上（刷涂底膠縱向長度一般為400～500mm）。

5 刷涂Belzona3111彈性膜涂層

刷涂完Belzona3921底膠4小時后，在涂好底膠的罐底外緣板與混凝土基座上放好適當寬度的Belzona9311增強帶。在Belzona9311上用柔軟、質量好的毛刷刷涂Belzona3111彈性膜涂層。用刷子便整個涂層濕潤，并要保證Belzona9311面層上沒有緊繃或起皺現象，且不要超過規定的覆蓋率。待其2～4小時后，再涂抹第二層Belzona3111涂層，表面應平整光滑，無任何針孔。

五、貝爾佐納彈性膜罐底密封防水體系機理

1 貝爾佐納彈性膜系統（包括 Belzona3111、Belzona3921底 膠、Belzona9311增強帶）是高分子涂層，具有很強的滲透性，可滲透進入基材（包括碳鋼、混凝土等）的分子結構，與粘合面形成極強的結合能力。

2 貝爾佐納彈性膜系統是一種堅韌但又柔軟的聚合薄膜，能有效阻止水、氧、微生物及腐蝕介質的滲透，同時具有防紅外線和紫外線輻射和防止自然污染和工業污染的性能。

3 貝爾佐納彈性膜系統一邊粘合碳鋼表面，另一邊粘合混凝土表面，中間貼合50mm布基膠帶，這樣既能使罐底外邊緣板與混凝土基座形成一個整體，完全密封起來，同時又能有效應對儲罐的載荷變化使罐底外邊緣板與混凝土基座立體位移的運動形態和環境變化的影響。

4 貝爾佐納彈性膜系統的結構示意圖（圖3）工程實體照片（圖4）。

六、應用實例

2011年至2013年在中石化長嶺分公司13個儲罐罐底采用貝爾佐納高分子彈性膜技術進行密封防水，經過兩年的考驗，發現彈性膜系統與基面附著力良好，能很好地適應儲罐的變形，具有良好的彈性、密封性和耐老化性能。

結語

1 國內儲罐底外邊緣板防腐失效的原因主要是選材不當，未充分考慮邊緣板在儲罐運行和環境溫度變化中發生立體位移的嚴重性。

2 貝爾佐納（Belzona）彈性膜系統使儲罐底外緣板與混凝土基座形成一個有機整體，且粘合力極強，具有良好的彈性、密封性和耐老化性能，可為儲罐罐底提供有效保護。

[1]張一飛，文慶珍，朱金華，余超.高分子阻尼材料的研究進展[J].材料開發與應用，2011（04）.

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