加油站油罐內(nèi)襯技術的應用及展望

邱 明

(中國石化安徽石油分公司 安徽合肥 230061〕

1 加油站油罐內(nèi)襯技術應用的背景

2015年4月，國務院發(fā)布《水污染防治行動計劃》，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，我國在營加油站約10萬多座，各企業(yè)都在按國家計劃要求積極推進加油站雙層罐改造。但在實際工作中有幾類加油站難以通過油罐更換的方式實現(xiàn)雙層油罐改造。例如：

(1)城市中心區(qū)域加油站。該類加油站由于歷史原因，周邊建筑不斷增多，建筑類別不斷升高。該類加油站如果實施雙層油罐改造，往往會出現(xiàn)行政審批難度大，施工作業(yè)難度大，周邊居民不配合的現(xiàn)象。

(2)油罐設置在罩棚車道下的加油站。該類加油站如進行雙層油罐改造，由于吊裝作業(yè)高度不足，可能涉及加油站罩棚拆除或地坪大面積開挖，造成施工工期長，改造成本高。

(3)新建加油站。此類加油站設計合理，建設規(guī)范，油罐質(zhì)量狀況好，加油站已經(jīng)完成復合管線安裝以及各類新型材料使用。重新開挖換罐會導致對其它材料的損壞，造成投資浪費。

(4)加油站使用了非標準尺寸油罐。部分加油站由于特殊的地形地貌，受到加油站面積限制或者周邊建筑影響，使用了特殊尺寸油罐，如果按特定尺寸定制雙層油罐，采購難度大，供貨時間長。

這些加油站的共同特點是：加油站位置好，單站銷量高，改造后恢復經(jīng)營風險大。

2014年開始，國內(nèi)部分企業(yè)開始從國外引入油罐內(nèi)襯技術。油罐內(nèi)襯是施工人員在符合條件的情況下進入油罐，通過對油罐內(nèi)部表面的處理，基層防腐，壁間建立，增強防腐與導電性建立等步驟，在原用油罐現(xiàn)場制作內(nèi)襯層，并建立壁間滲漏監(jiān)測機構對于油罐內(nèi)襯整體實施持續(xù)監(jiān)測。采用油罐內(nèi)襯法可以利用原有油罐快速實現(xiàn)雙層罐的要求。據(jù)報道，油罐內(nèi)襯技術在歐洲和北美已有30多年的安裝及使用經(jīng)驗，有超過3萬多個油罐的應用案例。作為雙層油罐改造的一種技術實現(xiàn)方式，廣泛應用于加油站埋地儲罐及油庫地上罐。但我國油罐內(nèi)襯技術還處于應用起步階段。

結合國家計劃的要求，內(nèi)襯法應用特點，對在營加油站油罐的改造以更換雙層油罐為主，特殊場合采用內(nèi)襯法是一種很好的結合。

2 油罐內(nèi)襯技術的發(fā)展

2.1 歐洲和北美地區(qū)的發(fā)展

縱觀全球雙層油罐與內(nèi)襯工藝發(fā)展過程，油罐內(nèi)襯并不是一種新技術，在歐洲與北美地區(qū)具有超過30年的應用經(jīng)歷。歐洲與北美地區(qū)從20世紀80年代開始就對加油站儲油罐提出使用雙層罐的要求。其中美國EPA明確規(guī)定1998年后新建及改建加油站必須采用雙層油罐，歐洲也自20世紀90年代開始要求采用雙層油罐，其中油罐內(nèi)襯技術是加油站實施雙層油罐采用的一種方式。歐洲制定的EN13160-7標準明確描述了各種內(nèi)襯方式的試驗方法。該標準于2014年通過翻譯、整理形成了我國GB/T 30040.7—2013 《雙層罐滲漏檢測系統(tǒng) 第7部分～雙層間隙防滲漏襯里及防滲漏外套的一般要求和試驗方法》。據(jù)了解，國外在技術摸索初期，也曾付出慘痛的代價，因此無論是歐洲還是美國都對內(nèi)層技術以及內(nèi)襯技術的現(xiàn)場施工設立了明確的規(guī)范。特別是歐洲不但規(guī)定整個內(nèi)襯系統(tǒng)必須具有TUV認證，并且強制使用符合EN13160最高等級的I級壓力或真空監(jiān)控的方式測漏。由于壓力或真空檢測方式具有完整性、全面性和靈敏性的特點，可以保證內(nèi)部油品在滲漏到環(huán)境之前形成有效報警。

2.2 內(nèi)襯技術的分類及工藝

經(jīng)過技術的發(fā)展和市場的篩選，現(xiàn)在油罐內(nèi)襯實現(xiàn)技術主要分為以下幾大類：

(1)3D鋁箔工藝。璧間以3D鋁箔為核心內(nèi)襯的工藝是歐洲工藝主要的形式。以環(huán)氧樹脂為主要材料，采用符合國家標準最高等級的I級真空測漏的監(jiān)控方式。一般工藝包括：鋼壁表面處理，基層防腐，3D鋁箔安裝(形成壁間)，玻璃鋼加強層，內(nèi)襯防滲層，導靜電層制作等。

(2)3D纖維織物工藝。這是北美地區(qū)的主要工藝形式，歐洲部分地區(qū)采用。主要以不飽和聚酯為主要材料，一般采用符合國家標準II級的液媒測漏監(jiān)控系統(tǒng)，部分系統(tǒng)采用I級真空測漏監(jiān)控。一般工藝包括：鋼壁表面處理，防腐基層，3D織物層(形成壁間)，玻璃鋼加強層，內(nèi)襯防滲層，導靜電層制作等。

(3)雙璧間結構。壁間采用雙層壁間結構，主要應用于英國部分地區(qū)，采用I級真空測漏的監(jiān)控方式，成本高。

(4)柔性氣囊法。歐洲近些年出現(xiàn)的新技術。根據(jù)油罐尺寸進行氣囊預制，放入油罐后充氣脹開，快速與油罐原表面貼合?？梢詫崿F(xiàn)人員不進入油罐快速安裝成型。采用I級真空測漏的監(jiān)控方式，無法適用國內(nèi)罐內(nèi)采用“三角”、“米”字加強筋的情況。

3 我國油罐內(nèi)襯的應用情況

結合我國加油站埋地油罐的實際情況，從應用角度看3D鋁箔工藝與3D纖維織物工藝展現(xiàn)出更為適合的特點。

一方面，這兩種工藝技術成熟，歐洲與北美的相關法律法規(guī)健全，主流的內(nèi)襯技術都通過TUV或UL機構遵照當?shù)貥藴蔬M行檢測與認證。應用歷史超過30多年，并有30 000個油罐的應用經(jīng)驗。

另一方面，我國油罐內(nèi)部結構與國外不同，國外鋼質(zhì)油罐加強基本采用“環(huán)狀”結構；而我國油罐加強結構復雜多樣，如“三角”、“米字”、“交叉”等形式(圖1)。導致柔性氣囊無法應用，雙璧間結構施工難度大。

圖1罐內(nèi)加強結構的形式

2014年以來，我國部分企業(yè)從國外引入相關內(nèi)襯技術進行試點，其中以3D織物和3D鋁箔為主要形式。試點期間，因國內(nèi)、國外加油站特點不同，各類技術在經(jīng)歷一段技術摸索期后，逐漸形成了適用我國油罐改造的技術方式。

隨著油罐內(nèi)襯技術的引入，我國的標準建設也逐步完善。GB50156《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》與2017年3月印發(fā)的《加油站地下水污染防治技術指南(試行)》都明確規(guī)定了“既有加油站的埋地單層鋼制油罐改造為雙層油罐時，可采用玻璃纖維增強塑料等滿足強度和防滲要求的材料襯里改造?！庇凸迌?nèi)襯的國家標準也進入征求意見階段。

4 經(jīng)濟性評估

對一座擁有4個30m3油罐的加油站，更換油罐的費用(不含復合管線安裝)及工期與5內(nèi)襯法的比較見表1。

表1 更換油罐費用及工期與內(nèi)襯法的比較 萬元

以表1數(shù)據(jù)綜合考慮改造周期和改造成本，油罐內(nèi)襯法比油罐更換有施工時間短，投入相近的效果。從實施環(huán)境和社會效益來看，內(nèi)襯法改造有對周邊環(huán)境影響小，加油站停業(yè)時間短，對經(jīng)營影響小的特點。

5 油罐內(nèi)襯現(xiàn)場施工風險管理

油罐內(nèi)襯技術在適合條件下應用具有突出的優(yōu)勢，然而油罐內(nèi)襯需要施工人員進入油罐作業(yè)，安全管理與控制尤為重要。一般油罐內(nèi)襯作業(yè)的全流程包括從管線封堵隔離，油罐清洗，油罐內(nèi)襯，運營前恢復等過程，部分油罐安裝有阻隔防爆材料，需增加對材料的拆除和安裝。

油罐實施內(nèi)襯作業(yè)風險，有油氣燃爆風險、受限空間作業(yè)風險和其它風險三個主要部分組成。

5.1 油氣燃爆風險

從作業(yè)階段來看，在完成油罐內(nèi)襯鋼壁的基礎防腐之前，油氣燃爆風險較高，控制油氣濃度是安全的關鍵。目前通常采用非進人式機械清洗或人員進入式清洗，兩種方式都需要選擇具備專業(yè)資質(zhì)及經(jīng)專業(yè)培訓的企業(yè)和人員進行。非進人式機械清洗相對而言更為安全。但油罐清洗后，并不一定就形成了本質(zhì)安全的工作環(huán)境。對清洗后加油站油罐的實際測試表明，油罐清洗后，即時檢測油氣體積分數(shù)<4 %，封閉24 h，再次檢測油氣體積分數(shù)>80 %，遠遠超出安全施工的工作條件。通過分析可知，鋼罐內(nèi)壁的表面并不絕對光滑，水洗不能將內(nèi)凹點的部位洗到，導致再次產(chǎn)生油氣的現(xiàn)象。

另外清洗后油罐油氣濃度提升的因素還可能為：①油罐表面殘留及油罐結構原因，導致部分角落邊緣無法有效清洗。②部分非標準油罐的卸油管、加油機輸油管、油氣回收管、通氣管直接連接在油罐本體，使管道內(nèi)的殘油、油氣通過管道返回油罐。③部分油罐已出現(xiàn)滲漏點，油氣通過滲漏點返回油罐。

控制措施：①“先檢測，后作業(yè)”。采用兩臺以上相同型號規(guī)格經(jīng)檢定合格的防爆型可燃氣體測試儀，對油罐內(nèi)及附近10 m范圍內(nèi)可能存留油氣的油品蒸氣檢測濃度合格后再作業(yè)。②采取機械通風、自然通風、充水排除、蒸汽置換等措施排除油罐內(nèi)油氣。③部分企業(yè)采用油氣抑制劑對油氣進行處理，達到在一定期間內(nèi)罐內(nèi)可燃氣體爆炸下限值始終低于4 %。④油罐內(nèi)表面的處理部分企業(yè)采用濕式噴砂(水噴砂)的方法取代傳統(tǒng)的干式噴砂，避免因噴砂產(chǎn)生的火花和可能的燃爆風險，同時使灰塵大大降低，有利于作業(yè)人員健康。⑤在油罐內(nèi)襯作業(yè)中，如原油罐出現(xiàn)漏點，可以進行修補作業(yè)。在水噴砂除銹后，采用快速封堵膠進行漏點快速封堵，隔絕外部油氣或油返回油罐。而后采用玻璃纖維與樹脂對漏點及周邊位置繼續(xù)加強處理。在有油氣爆炸風險階段不建議使用焊接修補。

5.2 受限空間作業(yè)風險

人員進入受限空間作業(yè)，存在中毒、窒息的可能性。

控制措施：①進入油罐作業(yè)人員必須接受安全培訓、具有相關資質(zhì)、能力，持有受限空間作業(yè)證。②采用正確的通風方式。③設置三角架，人員佩戴安全帶入罐作業(yè)，具有正壓式呼吸器等應急設備。④對作業(yè)人員進行監(jiān)護。部分企業(yè)在實踐過程中，采用防爆對講機，消防員呼救器等應急裝備，實行實時油氣濃度監(jiān)測，提升主動安全能力，相關經(jīng)驗值得借鑒。⑤作業(yè)隊伍應定期進行應急演練，熟練掌握應急技術，快速應對突發(fā)情況。

5.3 其他風險

(1)墜落風險。設置三角架，使用防墜器進入罐內(nèi)作業(yè)。

(2)材料吸入風險。盡量選擇揮發(fā)性小的有機化合物原材料，實施強制通風，使用過濾式呼吸器，必要時佩載隔離式呼吸器。

(3)用電安全。油罐工作區(qū)內(nèi)使用防爆電氣，做到一機一閘一保護，接線箱(板)嚴禁帶入罐內(nèi)使用。使用便攜式防爆燈具或電壓不大于12V的防爆安全行燈。用電作業(yè)由持有有效安全操作證的電工操作。

6 作業(yè)質(zhì)量控制

油罐內(nèi)襯作業(yè)是在受限空間進行且質(zhì)量要求高的作業(yè)，需要具有專業(yè)認證的隊伍進行，相關技術廠商應對作業(yè)隊伍進行培訓和認證，目的是為了保證作業(yè)安全與作業(yè)質(zhì)量。

在項目管理中，部分企業(yè)建立了良好的流程管理方法，通過表單記錄、照片拍攝、視頻拍攝及追溯系統(tǒng)將作業(yè)質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)進行有效的管理和追溯。

由于埋地油罐有不易查看的特點，施工過程管控尤為重要，嚴格表單記錄與測試是有效的管理方法之一。通過查看各個內(nèi)襯廠家的施工資料及實際現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)在施工過程中每個步驟都是可以進行檢驗的，因此嚴格的信息記錄及每一步驟后的實際檢測可以有效的杜絕劣質(zhì)或虛假施工。另外這些信息記錄表格也可以成為政府相關部門驗收的主要依據(jù)之一。油罐內(nèi)襯滲漏技術建議采用國家標準I/II(最高兩個等級)的滲漏監(jiān)測方式，I級監(jiān)測方法具有敏感的特性，能快速有效地對內(nèi)襯質(zhì)量和外層質(zhì)量進行監(jiān)測。

7 油罐內(nèi)襯技術展望

油罐內(nèi)襯技術在國外已有超過30年的經(jīng)驗和歷史，在我國的應用僅短短3年多，初步實現(xiàn)了適應我國油罐特點的要求。隨著加油站雙層油罐改造的要求，在部分市場和應用中，可以滿足客戶的特殊需求。

從我國內(nèi)襯技術發(fā)展來看，內(nèi)襯相關國家檢測標準GB30040-7標準已經(jīng)完成，但目前仍然缺乏有效的評估認證機構對于內(nèi)襯技術進行形式認證與評估。具體的實施過程中仍缺乏相對明確的管理及要求。相關的國標正在征求意見中，相信國標的公布會提升質(zhì)量要求，有效地指導現(xiàn)場施工及驗收。

因為埋地油罐具有隱蔽性強及檢測困難的特點，需要對油罐內(nèi)襯工藝實施過程中加強管理與監(jiān)督，避免野蠻施工帶來的安全風險及虛假施工導致的以次充好。

材料的性能是保證產(chǎn)品品質(zhì)的關鍵之一。以環(huán)氧樹脂為例，不同系列的產(chǎn)品表現(xiàn)出的性能差距較大。另外有些廠家標榜其樹脂安全環(huán)保，并且拿出相關的證明。但是在實際使用中，需要在樹脂中加入稀釋劑才能應用，而稀釋劑往往不具備安全環(huán)保的特性。

考慮到油罐內(nèi)襯需要專業(yè)作業(yè)隊伍，培養(yǎng)周期長，安全施工等因素，建議有條件的加油站以更換油罐為主要方式。對具有特殊情況的加油站，可以用油罐內(nèi)襯作為補充。