江迅建
〔重慶盛基新源建筑工程設計有限公司 重慶 400010〕
臥式油罐由于具有體積小、安裝快、使用靈活、運輸方便等優點,目前仍然被一些油庫廣泛采用,尤其在部分儲備油庫、機場碼頭油庫等。臥式油罐常用來卸油掃倉、管線放空、儲存少量的汽油、柴油等。這些臥式油罐由于工藝需要等因素,常常采用埋地或地面覆土敷設。過去采用覆土敷設的臥式油罐都是單層鋼制油罐,外表面進行防腐后直接埋入地下或地面覆土,沒有進行防滲處理,若干年后,由于地下水的侵蝕,這些鋼罐均存在不同程度的腐蝕,有的甚至還出現穿孔滲漏等,不僅影響了油罐的使用安全,造成經濟損失,同時也對罐周圍的地下水及土壤產生較大的污染。如筆者在2003年時曾為河南某油庫設計了6座50 m3臥式油罐,用于庫區管線放空,油罐直接埋地敷設,2020年6月,該6座油罐中有2座已出現滲漏。另外,國務院于2015年4月2日發布了《水污染防治行動計劃》(又稱“水十條”),其中要求“加油站地下油罐應于2017年底前全部更新為雙層罐或完成防滲池設置”。目前全國的加油站埋地油罐已經基本完成了防滲改造。因此,對油庫這些覆土臥式油罐進行防滲改造也應刻不容緩。另外,對于后期新建的覆土臥式油罐同樣也需要進行防滲處理。
參照《汽車加油加氣站設計與施工規范》(GB50156—2012)[1]、《加油站在役油罐防滲漏改造工程技術標準》(GB/T51344—2019)[2]有關要求,對于目前在用的臥式油罐防滲改造主要有3種方式:(a)更換油罐,采用雙層罐;(b)更換油罐,采用單層鋼制油罐設置防滲池;(c)不更換油罐,在油罐內部增加復合內襯。
由于各油庫內臥式油罐的用途、敷設方式、鋼板腐蝕程度不盡相同,參照以上3種改造做法,建議對不同的油罐采用不同的改造方案。
(1)鋼板腐蝕比較嚴重且更換施工比較容易的油罐。首先對該類油罐的腐蝕情況進行檢測,腐蝕比較嚴重的油罐應直接進行更換。新更換的油罐可以采用雙層油罐,也可以采用單層鋼制油罐設置防滲池的做法。
雙層罐有SS罐(內罐、外罐均為雙層鋼制)、SF罐(內罐鋼制、外罐玻璃纖維增強塑料)、FF罐(內罐、外罐均為玻璃纖維增強塑料)等幾種形式。其中使用比較廣泛的是SF、FF兩種罐。SF罐的鋼內罐抗腐蝕性較外罐弱,非金屬外罐抗土壤和化學腐蝕能力強,使用壽命不少于20年。回填材料選擇范圍較廣,但外罐強度較低,用于車行道下時,需設承重框架;FF罐內、外罐抗腐蝕性均較強,使用壽命比SF罐長,罐體外部有加強圈整體抗壓承受能力較好,適應大部分環境下的改造,但回填材料要求嚴格,罐體整體韌性較低,地震高發區要慎重選用。
(2)鋼板腐蝕比較輕且更換施工比較容易的油罐。有些油罐若腐蝕程度較輕,或者其更換的油罐仍然采用成品鋼制單層油罐,且油罐開挖比較容易,此時建議采用防滲池的改造模式。將原油罐移位后,澆筑鋼筋混凝土的罐池,然后將單層油罐敷設于罐池內,表層進行覆土回填等。采用防滲罐池應注意:(a)防滲罐池采用防滲鋼筋混凝土整體澆筑;(b)防滲罐池應根據油罐的數量設置隔池,一個隔池內的油罐數量不應多于2座,單罐容量大于50 m3時應一罐一隔;(c)防滲池的池壁應高于池內罐頂標高,池底宜低于設計標高200 mm,墻面與罐壁之間的間距不小于500 mm;(d)防滲池內表面應襯玻璃鋼或其它材料防滲層;(e)防滲池內的空間應采用中砂填實。上部應采取防止雨水、地表水、外部泄漏油品滲入池內。各隔池應設置檢測立管。
(3)鋼板腐蝕比較嚴重且更換施工比較困難的油罐。有些油罐使用時間較長,油罐腐蝕相對嚴重,但過去油罐在安裝時由于受地形、地幅等因素的影響,油罐安裝在車行道路的下方、建筑物的邊緣或擋墻附近等區域。若對油罐進行更換,可能會對罐四周的建構筑物產生較大的影響,工程量也較大,施工周期也相對較長。另外還有一部分單位使用的臥式油罐單罐容積較大(大于100 m3),如部分小型油庫的臥式罐單罐容量達500 m3。若對該型油罐進行更換,則新更換的油罐在加工制造、整體運輸等方面均存在較大的困難。上述兩種情況下建議采用內襯法進行改造,即不移動現有油罐的情況下,在原有單層鋼罐內部現場制作成雙層油罐,即S+FF油罐。內襯雙層罐結構分4層: 最外層是鋼制罐壁(原碳鋼罐);第2層:內襯雙層罐的外層罐,材質FRP,厚度大于3 mm;第3層:間質層(二次保護空間)、3D玻璃織物與樹脂的復合體,厚度3.5 mm;第4層:雙層玻璃鋼的內層罐,材質FRP,厚度大于3 mm。
新建油罐相對于改造油罐,施工難度小,可選方案多。當單罐容積小于100 m3時,若無其它特殊情況,建議采用雙層油罐直接覆土敷設。罐頂若不承重,則盡量用SF罐;當單罐容積較大時,則可用單層鋼制油罐設置防滲池的模式。
(1)油庫內臥式油罐一般作為掃倉罐、放空罐、油品儲存罐居多,油罐的進出油管、呼吸管等直徑都較大。因此,很多油罐的各類開孔均設置在罐身上,而加油站油罐的進出油管、呼吸管、量油管開孔等均設在人孔法蘭上。另外,部分單位還要求覆土臥式油罐的人孔需露出覆土層以上,不設操作井。如采用雙層罐,目前市場上的雙層罐普遍是按加油站的需求生產的。因此,購買之前需提前向廠家提供油罐的各類開孔接管要求。
(2)容積較大的臥式罐采用內襯法進行改造時,該類罐罐內的支撐構件一般較多,施工難度較大,質量不易控制。因此,內襯法施工應由專業的施工單位進行,其主要施工步驟包括:油罐清理、罐體檢測、除銹、罐內測量、底涂層制作、拉脫力測試、中間層制作、外層制作、厚度檢測、光固化、壓力檢測、巴士硬度檢測等。
(3)采用雙層罐或內襯罐,均應設置油罐泄漏檢測裝置。常用雙層罐檢漏技術有4種形式:壓力真空檢漏技術、液體媒介檢漏技術、傳感器檢漏技術、儲罐液位儀檢漏技術。上述4種泄漏檢測方式,壓力真空檢測對油罐制造和安裝要求較高,需配套壓力或真空維持系統,在雙層罐系統中采用較少;液媒和傳感器檢漏方式,在雙層罐系統中實現的技術難度低,檢測靈敏度能夠滿足規范要求(FF罐主要采用液體媒介檢漏技術、SF罐主要采用傳感器檢漏方式);油罐液位儀檢漏主要作為輔助檢測手段。采用防滲池方式則應在池內設置檢漏管,并定期測量檢漏管內的油氣濃度。
油庫內新建或對在役的覆土臥式油罐進行防滲處理時,應結合各油罐的具體實際進行操作。采用雙層罐和設置防滲池相對簡單容易,內襯法由于受到材料價格、施工難度等因素影響,若非不得已不建議采用該種方案。