光固化復合材料在儲罐防腐中的應用

楊建順 王俊領 王喬松

摘要：本文闡述了光固化聚合機理以及光固化復合材料的結構、性能和生產工藝;對光固化復合材料的耐溫性能、耐腐蝕性能進行了檢測試驗，其耐溫性能達到85℃，耐酸堿鹽腐蝕性能優良;并以某6#儲罐為例，介紹了光固化復合材料在儲罐防腐工程中的施工工藝和質量控制點。

關鍵詞：光固化;光固化復合材料;儲罐防腐

光固化復合材料材料是近十年來研究開發的一種新材料、新工藝。它由樹脂、光敏劑、添加劑、纖維增強材料組成。成型后，在日光、紫外光的照射下即可固化成性能優異的結構性防腐、修復、增強材料。

1 光固化聚合原理

光敏劑PI在吸收紫外光獲取能量產生自由基R.。新的自由基引發、聚合實現鏈增長，形成高分子聚合物。自由基與自由基、聚合物與聚合物碰撞聚合，自由電子消失，聚合反應完成，鏈增長終止。

1.2 材料結構

光固化膠由光固化樹脂、光敏劑、添加劑組成，其光固化樹脂主要有環氧乙烯基樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂等，由纖維材料涂覆光固化膠即形成光固化復合材料，其纖維材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、維綸纖維等，根據生產運行工況，需要的結構性修復強度，選用不同纖維材料，以滿足生產要求。

1.3 生產工藝

將一定寬度的塑料薄膜卷材鋪設的傳送帶上，再將一層或多層纖維材料鋪設到薄膜上面，在薄膜和纖維材料上分別涂敷光固化膠，再將面層塑料薄膜鋪設到纖維材料上，經輥壓形成光固化復合卷材。

2 光固化復合材料性能

2.1 性能指標

3 現場應用

3.1 材料特點

（1）材料強度高，拉伸強度≥50MPa，20*40mm孔貼補后耐壓10.0MPa;

（2）耐溫性能好，濕熱環境80℃，干燥環境130℃;

（3）耐候性好、耐腐蝕強;使用壽命20年以上;

（4）材料阻燃性好，達到V0級;體積收縮率小，成型體積收縮率≤0.3%;

（5）材料的自粘性好，可實現無縫隙搭接;與基材粘接強度高，剝離強度2MPa。

（6）產品為預浸卷材，便于現場施工質量控制;避光長期儲存，無需冷藏;沒有揮發份，施工比較安全、環保;可自然光固化，節能降耗;

（7）固化速度快，可以“按需固化”在紫外光照射下幾分鐘便能固化;施工環境溫度沒有要求，可以在冬季施工。

3.2工程案例

3.3.1 某 4#、6#儲油罐光固化材料和環氧復合插層厚漿防腐涂料防護工程

（1）防護方案

某4#、6#儲油罐既承擔原油儲存沉降脫水任務，同時肩負好壞原油處理儲存處理任務，罐內水液面波動大，水線較高，根據儲罐的材質、儲存介質、溫度、內腐蝕環境，依據《鋼質石油儲罐防腐蝕工程技術規范》（GB 50393-2008）和光固化材料和環氧復合插層厚漿防腐技術試驗評價結果，對儲罐采取合理防腐材料保護設計。

（2）設計原則

1）原油儲罐底板內表面和油水分界線以下的壁板內表面，采用絕緣型防腐蝕涂料，涂層的表面電阻率應不低于1013Ω，且具有耐酸堿、耐鹽水、耐硫化物、耐油和耐溫的防腐蝕性能，涂層干膜厚度根據涂層配套體系確定厚度≥1.5 mm。

2）原油浮頂罐頂和罐內壁的油水分界線以上采用耐油和耐水的導靜電防腐蝕涂料，涂層的表面電阻率應為 108-1011Ω，涂層干膜厚度根據涂層配套體系罐頂涂層厚度≥300μm、罐內壁涂層厚度≥300μm。

（3）施工工藝過程

儲油罐罐底板和壁板采用光固化材料防護施工步驟如下：

清罐→腐蝕檢測→更換犧牲陽極→噴砂除銹→涂層噴涂施工→光固化防腐材料施工準備→刷涂底膠材料→光固化防腐材料粘貼→紫外光固化→檢驗→養護、驗收投產。

4 結論

（1）光固化復合材料為近十年來發展起來的新技術、新材料。具有廣泛的技術開發空間和市場應用前景其技術特點有。

（2）光固化復合材料應用于油田儲罐腐蝕治理，由于其優異的耐腐蝕性能、較高的力學性能和便捷的施工工藝，是優良的結構性修復材料，可以對腐蝕罐壁起到加強作用，有效的延長儲罐使用壽命。

（3）進一步加強光固化樹脂和纖維材料對于油田產出液和生產運行參數的適應性研究，以滿足不同生產工況的要求，同時優化現場施工工藝，一定能為塔河油田金屬儲罐腐蝕治理工程探索出一條新路子。

參考文獻：

[1] 王紅梅，林筱華.光固化纖維增強復合片材在油氣儲罐罐頂修復中的應用.2015年全國石化企業裝備、維護與檢修高端研討會，2015.