特殊設備及管道在加油站防滲改造中的應用

郭輝，劉楊，徐葉飛

(1.中國石油四川南充銷售分公司，四川 南充 637000；2.四川盛泰祥建設工程有限公司，四川 成都 610014)

0 引言

《中華人民共和國水污染防治法》(2017修正)第四十條規(guī)定：“加油站等的地下油罐應當使用雙層罐或者采取建造防滲池等其他有效措施，并進行防滲漏監(jiān)測，防止地下水污染?！币虼?各地加油站紛紛進行相關改造工作，降低加油站在運行期間有可能造成的污染風險，從而更好地保護環(huán)境。

1 加油站滲漏原因分析

1.1 儲油罐設計不合理

在加油站設計和建設之初,有一些建設單位沒有嚴格地按照相應的規(guī)定標準進行，導致其存在儲油罐設計不合理問題。同時，我國現(xiàn)存的加油站建設時間都比較長，受到當時的技術(shù)限制，施工水平較低，經(jīng)過較長時間的運行后，質(zhì)量問題逐漸暴露出來，泄露風險大大增加。

1.2 使用壽命超限

目前我國大多數(shù)加油站內(nèi)使用的儲油罐為鋼性材料制成的，一方面是汽油、柴油等介質(zhì)會對儲油罐的內(nèi)壁造成腐蝕，另一方面則是在土壤中的有機鹽等成分也會對儲油罐的外壁造成一定的侵蝕，使儲油罐的老化速度加快，甚至出現(xiàn)泄漏的問題。我國現(xiàn)階段規(guī)定儲油罐的使用壽命一般控制在15～20年左右，在儲油罐的使用期間還應該每隔三年時間進行一次系統(tǒng)檢查，如果有存在密封不嚴等泄露風險的問題，要及時進行更換[1]。目前我國一些已經(jīng)建成使用很長時間的加油站，大多存在儲油罐使用壽命超限的問題，但是因為資金或者其他限制因素導致其更新?lián)Q代較慢。

2 特殊設備及管道在加油站防滲改造中的應用

2.1 埋地用復合儲油罐

2.1.1 基本形式及適用類型

目前我國建成使用的加油中，埋地用的新式復合儲油罐分為SS型（內(nèi)罐特種鋼板+外罐特種鋼板雙層儲油罐）、SF型（內(nèi)罐特種鋼板+外罐玻璃鋼加強纖維雙層儲油罐）、FF型（內(nèi)罐玻璃鋼加強纖維+外罐玻璃鋼加強纖維雙層儲油罐）復合儲油罐三種，其具體特點如下[2]。

（1）SS型復合儲油罐

在SS型復合儲油罐的使用中，鋼板的厚度尤其重要，國家所規(guī)定的鋼制復合儲油罐的使用壽命為10年。但是鋼制儲油罐的抗腐蝕性能較差，不僅內(nèi)壁會因為汽油、柴油等介質(zhì)的侵蝕出現(xiàn)較大的質(zhì)量問題，外壁更是會在外界環(huán)境的影響下出現(xiàn)較為嚴重的腐蝕情況，導致其使用壽命較短。因此SS型復合儲油罐目前已經(jīng)逐漸被淘汰，很少見到加油站使用這種儲油罐。

（2）SF型復合儲油罐

SF型復合儲油罐內(nèi)層采用的是特種鋼板，厚度在5～7 mm，外層使用的是玻璃鋼纖維材質(zhì)，厚度在4 mm以上，玻璃鋼纖維材質(zhì)具有較好的耐腐蝕性、耐電蝕性，使用壽命會大大延長。同時這兩種特殊材料會使得兩層之間有一定的間隙，可以防止靜電的產(chǎn)生，使用壽命可達20年。但是，SF型復合儲油罐外罐強度較低，承壓能力較弱，不能埋在車行道下方，需要一定的支撐。

（3）FF型復合儲油罐

FF型復合儲油罐的內(nèi)外罐體材質(zhì)皆采用厚度≥4 mm的玻璃鋼加強纖維FRP制造，同時還使用了先進的3D中空纖維材料技術(shù)使剛性夾層空間內(nèi)形式有空間隙，因此具有較為優(yōu)良的抗腐蝕性，使用壽命也高于SF型復合儲油罐，承壓能力較強，可以直接埋在車行道下方。

2.1.2 特點性能對比

最初在加油站使用的儲油罐為單層鋼罐，后來使用的是SS型罐，隨著技術(shù)的進步以及資金的支持，當前的加油站普遍使用SF型罐和FF型罐。這一過程也是我國在加油站建設技術(shù)上的進步表現(xiàn)，綜合上述各個管道的類型來看，推薦加油站在防滲改造的過程中應該盡可能地使用FF雙層油罐，如果經(jīng)費緊張可以退而求其次，選擇SF雙層油罐。

2.2 埋地用熱塑性塑料雙層管道

2.2.1 埋地用雙層輸油管的優(yōu)點

在1988年，美國環(huán)保署（EPA）公布的統(tǒng)計資料表明：對加油站埋地碳鋼輸油管道的使用情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)管道一半以上都存在腐蝕泄漏的風險。這主要是因為埋地管道的運行環(huán)境較為復雜，不同地區(qū)的土壤土質(zhì)也會對管道造成一定的腐蝕，甚至會影響到所輸油品的質(zhì)量，如果油品泄露，不僅會給土壤、水質(zhì)造成太嚴重的污染，還會因為其較強的易燃性以及揮發(fā)性引起爆炸事故[3]。埋地輸油管道作為當前原油的主要輸送方式，保障管道的質(zhì)量至關重要。目前熱塑性塑料雙層管道因其抗腐蝕性能優(yōu)良逐漸得到了普及應用，相比于傳統(tǒng)的無縫鋼管，其更符合當下的環(huán)保要求。如今生態(tài)環(huán)境保護問題已經(jīng)成為全球性的問題，各國家都在大力提倡綠色環(huán)保、健康安全，加油站作為國家建設的主要設施，必須要緊跟時代發(fā)展潮流，因此埋地用雙層復合輸油管道在我國加油站輸油管建設中的應用也會越來越普遍，其優(yōu)點具體表述如下：

（1）良好的抗?jié)B透、耐腐蝕性

熱塑性塑料雙層管道分為內(nèi)外兩層：內(nèi)層管道設有防滲透層，用于輸送介質(zhì)，其防滲透層可以有效阻隔油品的滲透；外層采用的是熱塑性塑料管材，其抗腐蝕性性較為優(yōu)良，可以在不同土質(zhì)的土壤中存在較久的時間，且永不生銹，因此使用壽命較長，最長年限可達50年。

（2）安裝方便、工期短

加油站對施工工期要求較為嚴格，為滿足銷售等目的，需要盡可能縮短工期。就加油站的建設情況來看，其原本使用的雙層碳鋼管道在安裝的時候較為復雜，施工周期一般較長。而目前進行加油站防滲改造工程中，使用的熱塑性塑料雙層管道連接主要是采用熱熔和黏結(jié)技術(shù)，能夠避免傳統(tǒng)焊接的明火作業(yè)，減少施工安全隱患，在敷設的時候也可以節(jié)省防腐處理工序，節(jié)省時間，實踐表明，一個加油站所需要的埋地管道工期僅為3～5天。

（3）長途運輸方便

熱塑性塑料管道作為一種復合管道，重量僅為鋼管的十分之一，而且不受加工長度的限制，具有良好的撓性和彎曲度，可實現(xiàn)捆盤式整裝運輸，即使是長途運輸也基本不會受到影響。

（4）較強的韌性和承壓能力

熱塑性塑料管道在制作工藝上選用的是多層結(jié)構(gòu)，各層之間采用先進工藝結(jié)合在一起成為一個整體，各層之間可能因剝離而引起溶脹和滲漏的風險也得以消除，內(nèi)部管道在外部套管的保護下充分發(fā)揮作用。

（5）良好的抗靜電性

在復合管的多層結(jié)構(gòu)設計中，內(nèi)表面光滑，間隙間設計有獨立的導電層，導靜電性能良好，對靜電的產(chǎn)生也具有較好的效抑作用。與此同時，平整線性良好的管道內(nèi)表面還可以減小阻力，使油品輸送順暢，減少靜電的產(chǎn)生，因而具有較高的安全性。

2.2.2 推薦技術(shù)應用

在埋地管道的改造施工中，熱塑性塑料管道具有安裝簡易、耐腐蝕、耐滲透等優(yōu)良特性，得到廣泛應用。在實際的改造中，可以選用直徑φ63～φ110 mm，外層材質(zhì)為高密度聚乙烯（HDPE）的管道，所有接頭在連接上選擇電熔焊接工藝，內(nèi)層結(jié)構(gòu)采用具有較好防滲透性能的乙烯－乙烯醇樹脂層（EVOH），這種管道不僅安全，使用性能也更好。

3 案例分析

中國石油集團作為我國重要的石油化工集團，其在加油站的防滲改造上也做出了改變，并將加油站防滲改造作為首要政治任務。實際施工中，在保證質(zhì)量安全的前提下，工期再短、管控再嚴、投資再省，打贏這場綠色升級攻堅戰(zhàn)。以某中石油旗下銷售公司加油站防滲改造項目為例，待改造項目位于一處水源保護地中，建成于2003年，已經(jīng)持續(xù)運行近18年，共設有6臺單層鋼制埋地儲油罐，而地下管網(wǎng)采用的是無縫鋼管。據(jù)調(diào)查，罐區(qū)與最近的居民飲用水井距離僅為85 m，而且油罐封頭是半裸露的。輸油管道是從裸露的封頭底部焊接引出來的。通過檢查，我們發(fā)現(xiàn)罐體的封頭處、管道與閥門已經(jīng)銹蝕嚴重，且部分埋地的管道和法蘭可能存在較大腐蝕穿孔漏油風險[4]，可以判定管道及油罐壁厚已經(jīng)不符合規(guī)范要求。

對該加油站進行改造，主要工作就是安裝6臺新的SF型雙層儲油罐，用來替換原來的6臺鋼制儲油罐，并且要建設相關的配套設施，主要包括油品工藝管道、潛油泵、一體式卸油箱和一體式操作井套、承重井蓋，加油機底座等。加油站經(jīng)過改造后，日均成品油得到較大提升，由原來的11.7 t/d提升到14.8 t/d，年均利潤可以增長約42.5萬元。不僅解決了泄漏污染風險，還使產(chǎn)值得以增加，具有良好的安全性和經(jīng)濟性。

4 結(jié)語

綜上所述，加油站的泄露問題已經(jīng)造成了嚴重的環(huán)境污染問題，因此需要石油集團重視起加油站的防滲改造工作，加強對先進技術(shù)手段的推廣與應用，提高加油站的改造質(zhì)量，確保加油站的穩(wěn)定、健康發(fā)展。