高分子彈性膜在儲(chǔ)油罐底密封防水中的應(yīng)用

陳 立

（中石化長嶺分公司儲(chǔ)運(yùn)作業(yè)部設(shè)備科，湖南 岳陽414012）

一、概述

罐體腐蝕主要包括罐內(nèi)和罐外腐蝕兩類，其中罐內(nèi)腐蝕主要發(fā)生在罐內(nèi)壁下部，底板上表面和焊接處，罐外腐蝕以底板腐蝕為主。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(nèi)的儲(chǔ)罐底板防水的習(xí)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(huán)氧玻璃布進(jìn)行防水，但前者的耐老化性能差，粘接強(qiáng)度不夠；后者的彈性差，使用后發(fā)生開裂、拉脫等現(xiàn)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(chǔ)罐底外邊緣板密封防腐防水的高分子彈性膜系統(tǒng)。

二、儲(chǔ)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(chǔ)罐的混凝土基座與罐體底板結(jié)合的部位，隨著環(huán)境主要是溫度的變化使底板徑向發(fā)生伸縮；二是由于油罐輸儲(chǔ)油量的載荷變化引起油罐的變形，當(dāng)油罐受液后由于靜液壓力作用產(chǎn)生很大的環(huán)向應(yīng)力，使油罐沿半徑方向產(chǎn)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(kuò)張，結(jié)果在邊緣板處發(fā)和變形，如圖1所示。從而產(chǎn)生邊緣應(yīng)力，該應(yīng)力與混凝土基座對邊緣板的抵抗力共同導(dǎo)致底板外環(huán)部的塑性變形；當(dāng)儲(chǔ)罐空罐時(shí)，罐體恢復(fù)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(huì)隨著油罐的運(yùn)動(dòng)變化不斷地膨脹與收縮，結(jié)果給外界的一些腐蝕介質(zhì)如雨水、露水等的侵入提供了一條通道，這些腐蝕介質(zhì)日復(fù)一日地入侵并由于縫隙很小，水不易發(fā)揮而長年積存于底板與基座之間從而發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，最終導(dǎo)致底板下面的銹蝕穿孔。由于這種腐蝕發(fā)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(xiǎn)的。油罐底部邊緣板的防護(hù)，就是切斷上述的入侵通道，有效防止環(huán)境因素等從油罐底部四周入侵，達(dá)到保護(hù)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(tài)（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(chǎn)品特性及性能（如表1）

表1 Belzona3111彈性膜涂層系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

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(chǎn)品與Belzona3921表面底膠和Belzona9311（增強(qiáng)帶）一同使用。這種液質(zhì)產(chǎn)品與Belzona9311（增強(qiáng)帶）結(jié)合后形成一層堅(jiān)韌、可塑的彈性高分子膜，它能緊密地貼合各種復(fù)雜形狀的碳鋼和混凝土表面。此涂層系統(tǒng)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(hù)和護(hù)水保護(hù)，還可防止紅外線和紫外線輻射，防止自然和工業(yè)污染。此產(chǎn)品不會(huì)讓水滲入，但能讓水蒸氣滲出，從而保證罐底邊緣板內(nèi)環(huán)境的干燥。

四、施工工藝

1 預(yù)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(zhì)，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(jìn)行表面處理，徹底除銹和粘附在表面的雜質(zhì)礦物等。

圖3 結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 工程實(shí)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(fā)泡劑填充，待1小時(shí)后，用裁紙刀成45°角切削發(fā)泡填充物，然后再用50mm寬的布基膠帶粘附在發(fā)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(yōu)質(zhì)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(shí)后，在涂好底膠的罐底外緣板與混凝土基座上放好適當(dāng)寬度的Belzona9311增強(qiáng)帶。在Belzona9311上用柔軟、質(zhì)量好的毛刷刷涂Belzona3111彈性膜涂層。用刷子便整個(gè)涂層濕潤，并要保證Belzona9311面層上沒有緊繃或起皺現(xiàn)象，且不要超過規(guī)定的覆蓋率。待其2～4小時(shí)后，再涂抹第二層Belzona3111涂層，表面應(yīng)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(jī)理

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

2 貝爾佐納彈性膜系統(tǒng)是一種堅(jiān)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(zhì)的滲透，同時(shí)具有防紅外線和紫外線輻射和防止自然污染和工業(yè)污染的性能。

3 貝爾佐納彈性膜系統(tǒng)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(gè)整體，完全密封起來，同時(shí)又能有效應(yīng)對儲(chǔ)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(yùn)動(dòng)形態(tài)和環(huán)境變化的影響。

4 貝爾佐納彈性膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖（圖3）工程實(shí)體照片（圖4）。

六、應(yīng)用實(shí)例

2011年至2013年在中石化長嶺分公司13個(gè)儲(chǔ)罐罐底采用貝爾佐納高分子彈性膜技術(shù)進(jìn)行密封防水，經(jīng)過兩年的考驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)彈性膜系統(tǒng)與基面附著力良好，能很好地適應(yīng)儲(chǔ)罐的變形，具有良好的彈性、密封性和耐老化性能。

結(jié)語

1 國內(nèi)儲(chǔ)罐底外邊緣板防腐失效的原因主要是選材不當(dāng)，未充分考慮邊緣板在儲(chǔ)罐運(yùn)行和環(huán)境溫度變化中發(fā)生立體位移的嚴(yán)重性。

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

[1]張一飛，文慶珍，朱金華，余超.高分子阻尼材料的研究進(jìn)展[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2011（04）.

[2]汪鳳敏，解文然.高分子量聚氯乙烯密封條的研制[J].工程塑料應(yīng)用，2002年（08）.