油田大型儲(chǔ)罐防腐無溶劑環(huán)氧涂料的應(yīng)用與研究

丁解放

摘 要：隨著防腐涂料無溶劑化的快速發(fā)展，無溶劑環(huán)氧涂料因其許多綜合性特殊優(yōu)點(diǎn)越來越廣泛地應(yīng)用于油田大型立式儲(chǔ)罐防腐，尤其是儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐施工涂裝過程中對防腐工藝要求與質(zhì)量越來越高。通過掌握無溶劑環(huán)氧涂料相關(guān)特性與涂裝過程工藝要求，為無溶劑環(huán)氧涂料的精準(zhǔn)涂裝施工，實(shí)現(xiàn)公司經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有價(jià)值的借鑒。

關(guān)鍵詞：油田；無溶劑環(huán)氧涂料；儲(chǔ)罐；工藝技術(shù)；撬裝噴涂一體化設(shè)備

前言

油田大型儲(chǔ)罐防腐目的是防止儲(chǔ)罐主材受到腐蝕破壞，是延長儲(chǔ)罐壽命的重要手段。經(jīng)過多年的施工實(shí)踐，對油田大型儲(chǔ)罐防腐特別是大型立式儲(chǔ)罐內(nèi)壁介質(zhì)的適應(yīng)性施工噴涂也提出了越來越高的要求，科學(xué)嚴(yán)格的噴涂工藝標(biāo)準(zhǔn)，有力地促進(jìn)了涂裝施工的效率提升、施工質(zhì)量的保證以及保障了油田生產(chǎn)單位后期運(yùn)維的安全性。

1油田儲(chǔ)罐防腐選擇無溶劑環(huán)氧涂料的重要原因

1.1無溶劑環(huán)氧涂料的組成

無溶劑環(huán)氧涂料是采用低粘度環(huán)氧樹脂、顏填料、助劑等經(jīng)高速分散和研磨而制成漆料，以低粘度改性胺作為而組成的雙組份反應(yīng)固化型防腐涂料，詳細(xì)組成見表1。

1.2無溶劑環(huán)氧涂料的性能

1.2.1不揮發(fā)性

無溶劑環(huán)氧涂料與常用溶劑型環(huán)氧涂料的最大區(qū)別，在于涂料的制作和涂裝過程中不需要采用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑作為稀釋劑，比如儲(chǔ)罐內(nèi)壁用的無溶劑環(huán)氧涂料的雙組份混合后固體含量達(dá)95%以上，涂裝過程中一般不加入稀釋劑或個(gè)別情況下僅加入不超過體積總量5%的稀釋劑。這就決定了無溶劑環(huán)氧涂料具有優(yōu)秀的施工安全和環(huán)保節(jié)能特性。

普通常用溶劑型環(huán)氧涂料中的可揮發(fā)性有機(jī)物含量較高，在施工或維護(hù)過程中這些有機(jī)物溶劑揮發(fā)后與空氣混合成為爆炸性氣體混合物，如不采用通排風(fēng)措施就會(huì)對施工和維護(hù)尤其是儲(chǔ)罐內(nèi)壁等受限空間作業(yè)將會(huì)產(chǎn)生極大的安全風(fēng)險(xiǎn)威脅。同時(shí)，可揮發(fā)有機(jī)物溶劑往往是有毒物質(zhì)，對人體存在不同程度的毒害，采用無溶劑環(huán)氧涂料會(huì)很大程度上降低有害物質(zhì)對施工人員的傷害，同時(shí)也減少了通排風(fēng)措施。

1.2.2無溶劑環(huán)氧涂料有優(yōu)異的耐化學(xué)品性

一方面，無溶劑環(huán)氧涂料中的環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基能在固化過程中能與界面金屬原子反應(yīng)形成極為牢固的化學(xué)鍵，尤其是無溶劑環(huán)氧涂料具有極佳的濕附著力，能夠保證如儲(chǔ)罐內(nèi)壁長期處于油水等液態(tài)介質(zhì)腐蝕環(huán)境中的耐久性。另一方面，無溶劑環(huán)氧涂料固化后能夠形成一層具有良好的長期耐酸、堿、鹽及各種油品的浸泡腐蝕金屬基層保護(hù)膜。

1.2.3降低施工成本，提高施工效率

由于無溶劑環(huán)氧涂料固含量極高，因此要達(dá)到相同的涂層干膜厚度，無溶劑環(huán)氧涂料用量要遠(yuǎn)低于溶劑型環(huán)氧涂料，選擇無溶劑環(huán)氧涂料施工油田儲(chǔ)罐更為經(jīng)濟(jì)高效。

2 油田大型儲(chǔ)罐防腐無溶劑環(huán)氧涂料的精準(zhǔn)施工

由于無溶劑環(huán)氧涂料是一種不含有機(jī)溶劑的涂料，其固含量極高，可達(dá)95%甚至98%以上，且施工過程中一般不摻加稀釋劑，因此對無溶劑環(huán)氧涂料的涂裝施工就有一定的特殊的工藝要求。

2.1合理安排施工

由于無溶劑環(huán)氧涂料固含量極高，粘度大，其固化時(shí)間和要求的操作時(shí)間就大大縮短，例如噴涂漆膜厚度達(dá)300um的無溶劑環(huán)氧涂料，常溫下1h內(nèi)漆膜就能實(shí)現(xiàn)表干，而噴槍中殘留的涂料若15min內(nèi)不清理就會(huì)固化。因此，在噴涂無溶劑環(huán)氧涂料時(shí)，一定要合理安排施工流程，盡量做到一次噴涂面積大，涂料供應(yīng)及時(shí)，降低涂料的浪費(fèi)。同時(shí)，在一次噴涂完成之后，及時(shí)洗槍，避免噴槍中的殘留涂料固化在槍頭及接管中，堵塞槍頭和接管。

2.2嚴(yán)控施工環(huán)境溫度

無溶劑環(huán)氧涂料由于固含量高，粘度大，因此受環(huán)境溫度影響也大。若環(huán)境溫度過低，會(huì)造成涂料粘度過大，影響噴涂效率和效果。最好在溫度相對溫定的廠房內(nèi)進(jìn)行無溶劑環(huán)氧涂料的施工，若無條件，則需要采取相應(yīng)的措施如預(yù)熱來盡量消除環(huán)境溫度對涂料的影響，要嚴(yán)控加熱溫度，每次無溶劑環(huán)氧涂料使用前，將桶裝無溶劑環(huán)氧涂料依次放入加熱設(shè)備中，預(yù)熱溫度控制在60～70℃之間。此外，在涂料使用前根據(jù)噴涂面積和操作時(shí)間來計(jì)算一次使用需要配制的的涂料數(shù)量，避免配制太多來不及使用而造成凝膠浪費(fèi)。

2.3創(chuàng)新涂料預(yù)熱“一體化”技術(shù)設(shè)備

由于無溶劑環(huán)氧涂料粘度大，流動(dòng)性差，因此為了提高其流動(dòng)性，縮短固化時(shí)間必須對涂料實(shí)施技術(shù)預(yù)加熱?？梢灾谱魍苛霞訜嵩O(shè)備，利用電加熱器、薄鋼板、型鋼及配套電路即可實(shí)現(xiàn)無溶劑環(huán)氧涂料預(yù)加熱技術(shù)。

2.3.1利用薄鋼板制作箱體

箱體大小根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求確定。箱體內(nèi)側(cè)底部安裝3-4組電加熱器，并通過箱體下部小孔與外部線路連接。加熱器上方安裝支撐座。

2.3.2改進(jìn)高壓噴涂設(shè)備

無溶劑環(huán)氧涂料的粘度較高，這對噴涂設(shè)備有著較高的要求。傳統(tǒng)的有空氣噴涂工藝和壓力較低的無氣噴涂設(shè)備無法滿足此種涂料的噴涂要求，因此需采用壓力較高的或更為先進(jìn)的噴涂設(shè)備。

一是傳統(tǒng)的單管進(jìn)料高壓無氣噴涂設(shè)備。采用單管進(jìn)料高壓無氣噴涂設(shè)備施工，宜選用壓力比較大的無氣噴涂泵。同時(shí)，選取合適的噴嘴口徑和噴嘴前皮管長度，以保證涂料的充分混合和良好霧化。噴嘴前皮管的長度不能過短，否則涂料不能充分混合和良好霧化。涂料的充分預(yù)熱尤為重要，提高涂料的溫度可以有效地降低涂料的粘度，再適當(dāng)提高噴涂的壓力，就可以在保證涂料充分混合的前提下盡量縮短皮管長度，達(dá)到噴涂要求。

二是創(chuàng)新撬裝式預(yù)加熱雙管進(jìn)料高壓無氣噴涂先進(jìn)設(shè)備

采用單管進(jìn)料的高壓無氣噴涂設(shè)備缺點(diǎn)：

首先，要選取較大的壓力比，噴嘴前皮管的長度不易控制；其次，噴涂前要利用額外的加熱設(shè)備對涂料進(jìn)行充分預(yù)熱，操作不便。因此，在單管進(jìn)料高壓無氣噴涂設(shè)備基礎(chǔ)上要研制出帶加熱裝置的雙管進(jìn)料高壓無氣噴涂“一體化設(shè)備”。該設(shè)備將加熱設(shè)備和噴涂設(shè)備撬裝在一起，漆料組份和固化劑組份雙管按比例單獨(dú)進(jìn)料，漆料組份先經(jīng)過加熱裝置的充分?jǐn)嚢韬图訜岷笤龠M(jìn)管，雙組份在噴嘴前一定距離通過匯管進(jìn)行了充分混合。

帶加熱裝置的雙管進(jìn)料高壓無氣噴涂設(shè)備是目前無溶劑環(huán)氧涂料噴涂應(yīng)用效果最好的設(shè)備。

3 結(jié)論

大型儲(chǔ)罐防腐中的應(yīng)用無溶劑環(huán)氧涂料在涂裝過程中不需要使用可揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為稀釋劑，精準(zhǔn)掌握其涂裝施工技術(shù)要求，精細(xì)施工節(jié)點(diǎn)，研制創(chuàng)新噴涂先進(jìn)的“一體化”預(yù)加熱技術(shù)設(shè)備，就能充分發(fā)揮無溶劑環(huán)氧涂料噴涂的快捷、均勻、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、高效等長板。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦國治.田志斌.無溶劑環(huán)氧及其改性防腐蝕涂料綜述[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2002，02

[2]張斌，于曉穎，孟慶鵬.無溶劑環(huán)氧涂料在石化行業(yè)中的應(yīng)用[J].上海涂料，2008，06

[3]李佳林.環(huán)氧樹脂與環(huán)氧涂料[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[4]王進(jìn)春，賈慧.無溶劑環(huán)氧涂料概況及在石油行業(yè)的應(yīng)用前景[J].石油與天然氣化工，2010，02

[5]張斌.無溶劑環(huán)氧涂料在儲(chǔ)罐與管道防腐涂裝的應(yīng)用[J].防腐工程，2007，06

[6]徐振海.無溶劑環(huán)氧涂料在大型儲(chǔ)罐防腐中的應(yīng)用[J].全面腐蝕控制，2017，06

[7] 楊曉鴻. “西氣東輸”工程天然氣長輸管道內(nèi)外涂層技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].天然氣工業(yè)，2001，02