HDPE防滲膜在儲(chǔ)油罐防滲工程中的應(yīng)用

左亞銳

摘 要：儲(chǔ)油罐運(yùn)行中的滲漏導(dǎo)致的污染事故已成為儲(chǔ)罐工程建造的難點(diǎn)和重點(diǎn)。本文以哈薩克斯坦某煉油廠新建儲(chǔ)油罐工程為例，介紹了HDPE防滲膜的特點(diǎn)以及儲(chǔ)油罐采用HDPE防滲設(shè)計(jì)和施工技術(shù)要點(diǎn)。新建儲(chǔ)油罐應(yīng)用該項(xiàng)防滲技術(shù)后取得了良好的效果和成功經(jīng)驗(yàn)，在哈薩克斯坦具有很好的示范和推廣價(jià)值，可供類似工程借鑒。

關(guān)鍵詞：HDPE膜;防滲技術(shù);油罐泄漏;熱熔焊接

儲(chǔ)油罐滲漏對(duì)罐基礎(chǔ)周圍的土壤和地下水造成環(huán)境污染，已成為石油化工典型污染事故，受到環(huán)保部門的高度關(guān)注。隨著人類對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，各國(guó)升級(jí)了儲(chǔ)油罐的防滲漏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。API650是國(guó)際上鋼制儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的常用規(guī)范，按照其附錄B和附錄I的相關(guān)規(guī)定，儲(chǔ)罐罐底必須安裝泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，其目的是為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)罐底出現(xiàn)的物料泄漏事故。隨著油罐的防滲漏技術(shù)不斷改進(jìn)和完善，目前以HDPE防滲膜對(duì)油罐進(jìn)行防滲已成為油罐防滲技術(shù)的主要方向。下面結(jié)合哈薩克斯坦某煉油廠油罐工程介紹油罐的防滲技術(shù)。

1工程概況

哈薩克斯坦某煉油廠地處該國(guó)奇姆肯特市東南郊草原區(qū)，地表水系發(fā)達(dá)，地下水為淺層砂礫石孔隙水。該煉油廠始建于上世紀(jì)80年代，老油罐儲(chǔ)運(yùn)區(qū)油罐防滲方式，采用的為瀝青級(jí)配砂石以阻止液體介質(zhì)污染地下環(huán)境，在煉油廠改造工程中，在拆除一凝析油儲(chǔ)罐時(shí)，發(fā)現(xiàn)罐基礎(chǔ)底部瀝青級(jí)配砂石以下約1m深度內(nèi)的砂土全部變?yōu)楹谏蜐n，經(jīng)溯源為油罐底板腐蝕穿孔后物料滲漏下泄所致。因此，在對(duì)煉油廠進(jìn)行現(xiàn)代化工程改造中，業(yè)主要求對(duì)新建儲(chǔ)油罐的防滲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級(jí)，采用HDPE防滲膜技術(shù)，且符合哈國(guó)和國(guó)際通用API650相關(guān)規(guī)定。

煉油廠現(xiàn)代化改造工程的中間儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)新建10臺(tái)儲(chǔ)油罐，作為煉油廠加工過程中的中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存，其中最大的儲(chǔ)油罐為5000m?。采用防滲膜技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)油罐的防滲，哈薩克斯坦沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此，項(xiàng)目部研究API650標(biāo)準(zhǔn)條款，并結(jié)合國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐工程防滲技術(shù)的實(shí)例，對(duì)該工程的儲(chǔ)油罐采取了HDPE防滲膜技術(shù)用以防止?jié)B漏。

2 HDPE防滲膜的特點(diǎn)

HDPE全稱為高密度聚乙烯膜，是合成高分子聚合物，英文名稱為“High-density polyethylene Impermeable membrane”，主要材料為聚乙烯。HDPE防滲膜有良好的防滲漏性、耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的抗撕裂強(qiáng)度和韌性，其優(yōu)良的彈性和變形能力使其非常適用于膨脹或收縮基面，可有效克服基面的不均勻沉降。由于各項(xiàng)性能好，優(yōu)于一般的防水材料，而且施工簡(jiǎn)便，因而被廣泛用于污水處理、垃圾填埋場(chǎng)以及石油化工等防滲要求較高的工程中。

3 HDPE防滲膜施工工藝

3.1施工準(zhǔn)備

3.1.1材料和施工設(shè)備

材料采購德國(guó)產(chǎn)2mm厚的HDPE防滲膜以及配套的HDPE焊條。施工前按照設(shè)計(jì)文件要求對(duì)HDPE防滲膜材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，干燥和整潔，切口應(yīng)平直，無明顯加工劃痕，表面無氣泡、雜質(zhì)、裂紋、分層和穿孔，表面應(yīng)無化學(xué)污染物。

焊接設(shè)備采用雙軌熱熔焊接機(jī)、熱風(fēng)塑焊槍、擠出式焊接機(jī)以及輔助施工機(jī)具。施工前對(duì)焊接設(shè)備的完好性進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行試焊以確定焊接溫度、速度和壓力等技術(shù)參數(shù)。

3.1.2 基層處理

對(duì)砂礫層平整壓實(shí)，對(duì)出露的碎石等堅(jiān)硬物應(yīng)剔除，不應(yīng)有粒徑大于5mm的尖銳物，以防防滲膜被刺破。平理后的坡面應(yīng)平整、密實(shí)，每平方米的平整度允許偏差±10mm。為防止砂礫層尖銳的硬物對(duì)防滲膜的損壞，在砂礫層上面加鋪一層100厚的中粗砂墊層，砂墊層的厚度和坡度符合設(shè)計(jì)要求，找平并灑水壓實(shí)，為防滲膜鋪設(shè)提供工作面。

3.2 HDPE防滲膜的施工

3.2.1 HDPE防滲膜的鋪設(shè)

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行排版，確定鋪設(shè)方向與順序。以油罐基礎(chǔ)十字中心線為起點(diǎn)鋪設(shè)，先整料后散料;根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)剪裁HDPE防滲膜，并預(yù)加2%的余量（儲(chǔ)油罐底板上集油孔等凸出罐底板的部位增加2-3%的伸放量）。沿排版確定的鋪設(shè)方案依次鋪設(shè)HDPE防滲膜。鋪設(shè)安裝必須讓接縫進(jìn)行錯(cuò)位安裝，以避免十字焊接縫，一般采用T型安裝鋪設(shè)，縱橫向搭接寬度為100mm。

3.2.2泄露管的安裝

在大面積的防滲膜就位后，根據(jù)預(yù)留的泄露管的位置將防滲膜開孔，安裝泄露管。泄露管應(yīng)采用同材質(zhì)的HDPE管。泄露管要穿過防滲膜，必須使連接處嚴(yán)密可靠。預(yù)先將裁剪好的環(huán)形HDPE防滲膜與HDPE套管焊接，待HDPE防滲膜安裝到位時(shí)予以固定。

3.3防滲膜邊緣固定

鋪設(shè)完HDPE防滲膜后應(yīng)及時(shí)回填上覆砂層，使防滲膜就位，回填到位后，將HDPE防滲膜邊緣上翻至混凝土環(huán)墻頂面并寬出基礎(chǔ)中心線100nn，根據(jù)設(shè)計(jì)的尺寸要求，對(duì)上翻的HDPE防滲膜邊緣根據(jù)實(shí)際情況裁剪一定的三角形缺口，以便使上翻后的HDPE防滲膜能緊貼混凝土環(huán)墻頂面，采用擠出式焊接機(jī)進(jìn)行焊接，接頭處須補(bǔ)強(qiáng)焊接。罐底板安裝時(shí)壓牢。待儲(chǔ)油罐充水預(yù)壓完畢后，切除底板以外的部分，邊緣修剪平整后采用瀝青封口。

3.4鋪設(shè)注意事項(xiàng)

鋪設(shè)應(yīng)在干燥暖和天氣進(jìn)行，當(dāng)氣溫低于5℃、風(fēng)力大于4級(jí)或雨雪天氣時(shí)嚴(yán)禁施工。當(dāng)天鋪設(shè)的膜應(yīng)當(dāng)天焊接完。焊接完畢后應(yīng)采取保護(hù)措施，防止HDPE膜受風(fēng)力影響而破壞。

焊接基底表面應(yīng)干燥，焊接前用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，再用干凈毛巾擦凈，保證膜面干凈，并依次進(jìn)行熱熔焊接。

正式焊接前，應(yīng)先根據(jù)施工氣溫、利用相同材質(zhì)的HDPE膜進(jìn)行試焊，施焊溫度為250～300℃，掌握好焊機(jī)的溫度及行走速度，確定好施工工藝參數(shù)，再進(jìn)行正式施工。

焊縫應(yīng)平直、連續(xù)。拼接焊縫兩條，每條寬10mm，兩條焊縫間留有10mm的空腔，用此空腔檢查其焊縫質(zhì)量。防滲膜鋪設(shè)采用波浪形松馳方式，富余度約為1.5-3%，要求復(fù)合防滲膜與墊層面吻合平整，無突起褶皺，施工人員應(yīng)穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴(yán)禁穿釘鞋，以免踩壞防滲膜，施工時(shí)如發(fā)現(xiàn)防滲膜損壞，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

4質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1完成表面的外觀檢查

大面積施工完成必須對(duì)整個(gè)鋪設(shè)面進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查膜面是否由于施工造成的破損和損傷，觀察焊縫有無漏焊、虛焊現(xiàn)象，接縫是否燙損，有無褶皺，是否拼接均勻、搭接寬度是否符合設(shè)計(jì)要求等。若發(fā)現(xiàn)有缺陷應(yīng)立即進(jìn)行修補(bǔ)。

4.2焊縫氣密檢驗(yàn)

采用氣壓測(cè)試儀來檢測(cè)判斷雙軌熱熔縫的氣密性，對(duì)每條焊縫均進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要求合格率100%。焊縫為雙條，兩條之間留有約10mm的空腔，用擠出焊機(jī)將焊縫兩端封死，在一端插入充氣測(cè)漏針頭，然后向測(cè)漏焊道空腔內(nèi)充氣，充氣壓力200KPa，充氣后關(guān)閉閥門靜止3-5分鐘，檢查壓力表壓力不降（不低于185 KPa），則表明不漏，焊縫質(zhì)量合格;如壓降超過10 KPa，則表明有泄露，整條焊縫涂檢測(cè)液，檢測(cè)出不合格部位的漏點(diǎn)，重新補(bǔ)焊再用檢測(cè)液檢測(cè)，直到檢測(cè)合格為止。對(duì)氣針留下的針眼，采用擠壓焊接法密封。

5 結(jié)束語

隨著石油化工建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估越來越嚴(yán)格，環(huán)境污染防治也越來越高，儲(chǔ)油罐的滲漏污染防治技術(shù)也在不斷完善和提高。本文通過工程實(shí)例，對(duì)儲(chǔ)油罐HDPE防滲膜技術(shù)從防滲系統(tǒng)設(shè)計(jì)到細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理、從施工技術(shù)到質(zhì)量控制，進(jìn)行了深入實(shí)踐與探討，為儲(chǔ)油罐的防滲設(shè)計(jì)和施工技術(shù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。該工程成功的實(shí)踐也得到了煉油廠業(yè)主和哈石油的高度肯定，可供類似工程推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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