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石油儲罐的涂料涂裝防護(hù)

文檔作者：劉小平李依璇文檔來源：北京碧海舟防腐涂料有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月18日
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2004年第25卷第4期 涂料技術(shù)與文摘
的涂料涂裝防護(hù)
劉小平，李依璇(北京碧海舟防腐涂料有限公司，100013)
摘要：本文通過對儲油罐罐內(nèi)及罐外腐蝕環(huán)境的分析，提出了相應(yīng)的涂料涂裝防護(hù)方法，并對涂料的技術(shù)要求、涂層
預(yù)期使用壽命等進(jìn)行了舉例說明，同時指出涂料涂裝防護(hù)是儲油罐防護(hù)的一種重要而且有效的手段，并對儲油罐涂料及涂裝
方法的發(fā)展趨勢作了簡單說明。
主題詞： 石油儲罐；腐蝕：防護(hù)：涂料：涂裝
O前言
石油是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和命脈，隨著我圍
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油在一次能源的使用比例中得
到了很大的提高，石油消費(fèi)也呈快速E升態(tài)勢。但
我國由于受國內(nèi)資源的制約，不得不進(jìn)口石油作為
補(bǔ)充，石油進(jìn)口量由1993年的988×104 t增加到
2001年的6494×10 t。對外依存度由6．4％ 卜升到
28．2％。預(yù)計到2005年和2010午，我國石油消費(fèi)
量將達(dá)到2．7×10 t和3．1×10 t，石油進(jìn)u量將達(dá)
到1．1×10 t和1．5×10 t。對外依存度將達(dá)到40％
和50％，可見進(jìn)口原油是我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必然趨
勢。但國際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事形勢瞬息萬變，同際
原油供應(yīng)起伏不定，因此為了規(guī)避風(fēng)險，保障我圍
石油中長期供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)、政治等的平穩(wěn)發(fā)展，
建立一定規(guī)模的石油儲備和庫容規(guī)模將是我同的
重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。
石油儲罐作為國家石油戰(zhàn)略儲備的重要設(shè)備
來說，其作用對戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要的意義。
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至1997年末，我國原油儲罐總?cè)?
量約1123×10 m ，半成品油罐容量為476×10
m ，成品油儲罐容量為746×10 m¨ 。隨著我國石
油戰(zhàn)略儲備計劃的實(shí)施，大型石油儲罐容量將進(jìn)一
步增加，因此有效地利用腐蝕與防護(hù)技術(shù)對儲罐進(jìn)
行保護(hù)就變得十分重要。
近幾年，隨著儲罐建設(shè) [程的開展，儲罐防腐
新技術(shù)也得到了應(yīng)用和發(fā)展，如儲罐底板的陰極保
護(hù)技術(shù)，儲罐外壁的熱噴鋅、鋁技術(shù)等。但儲罐的
涂料涂裝保護(hù)仍然是儲罐防護(hù)的一種重要手段，并
隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷地發(fā)展。
1儲罐腐蝕環(huán)境分析與防護(hù)涂料
儲罐的腐蝕環(huán)境大體分3類，即卜壤獵弛、大
氣腐蝕與油品腐蝕。土壤腐蝕主要發(fā)生在儲罐罐底
板下表面與基礎(chǔ)面接觸的一面。大氣腐蝕發(fā)生在大
氣環(huán)境下的金屬表面，如罐外壁、罐頂外表面等。
儲罐內(nèi)部的腐蝕環(huán)境則是油品的腐蝕。因?yàn)楦g環(huán)
境不同，腐蝕程度不同，因而儲罐不同部位所使用
的涂料種類、涂料技術(shù)要求也不同，現(xiàn)分述如下。
1．1罐底板下表面的防護(hù)
罐底板下表面由于和罐基礎(chǔ)面直接接觸，因此
腐蝕環(huán)境為土壤腐蝕環(huán)境，且由于罐基礎(chǔ)面常用瀝
青砂作為填充介質(zhì)，相對于高含水和含氧的實(shí)際土
壤環(huán)境來說，腐蝕程度較輕，同時罐底板外側(cè)在防
腐完成后還要進(jìn)行焊接作業(yè)，因此常選用無機(jī)富鋅
這種耐熱性好、可焊接的涂料來進(jìn)行防腐。但對于
大型儲油罐來說，由于罐底同時使用犧牲陽極來進(jìn)
行保護(hù)，為防止保護(hù)電流流失，又需要絕緣涂層來
進(jìn)行絕緣，因此可選用無機(jī)富鋅涂料做底漆，環(huán)氧
瀝青涂料做面漆的涂層結(jié)構(gòu)，如表1。
表1罐底板下表面涂層體系
注：噴砂表面處理至Sa 2．5級
1．2儲罐內(nèi)部的腐蝕及防護(hù)
儲罐內(nèi)部的腐蝕介質(zhì)是原油。原油的主要組成
是各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等，它們本身的腐蝕
性并不大，但是原油中含有的某些雜質(zhì)如硫化物、
無機(jī)鹽類、環(huán)烷酸、氮的化合物等則具有腐蝕性，
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2 專題論述 2004笠
表2國內(nèi)外原油腐蝕介質(zhì)含量
而且隨原油的加工過程或與原油q]的水結(jié)合而轉(zhuǎn)
化成具有較強(qiáng)破壞作用的腐蝕介質(zhì)。如原油中的硫
化氫、硫和硫醇等活性硫化物會對金屬直接產(chǎn)生破
壞作用。而非活性硫則隨溫度的升高而分解為具有
腐蝕性的活性硫。而無機(jī)鹽則隨油田水一起混合在
原油中而引起金屬的腐蝕。因此儲油罐的內(nèi)腐蝕情
況比較復(fù)雜。
作為國家石油戰(zhàn)略儲備庫來講，儲存原油多為
進(jìn)口原油，尤以中東原油和俄羅斯原油為主，其含
硫量均較高。而且世界原油探明儲量中，硫含量在
0．5％以上的原油占總量的75％以上，世界原油產(chǎn)量
中硫含量增加的趨勢明顯。因此儲罐內(nèi)部的腐蝕程
度將會比以前更嚴(yán)重。表2是國內(nèi)外原油腐蝕介質(zhì)
含量比較。
從表2中可看出，進(jìn)口原油均具有比較高的含
硫量，腐蝕程度將會較大。表3給出了儲罐內(nèi)介質(zhì)
腐蝕性的評價指標(biāo)。
表3儲罐內(nèi)介質(zhì)及環(huán)境腐蝕性評價
作為原油儲罐，由于罐的不同部位接觸的介質(zhì)
不同，因此腐蝕過程和腐蝕程度也有所不同，其腐
蝕區(qū)域可分為如下3種類型：
罐底腐蝕：主要是原油沉積水及其中的氯離
子、溶解氧、硫酸鹽還原菌而引起的坑蝕，腐蝕程
度較為嚴(yán)重，極易形成罐底穿孔。另外由于原油儲
罐經(jīng)常有伴熱，因此，罐底板的腐蝕環(huán)境是高鹽分
熱水腐蝕環(huán)境。
罐壁腐蝕：腐蝕較輕，為均勻腐蝕，腐蝕嚴(yán)重
區(qū)域是油水分界面或油與空氣交界處。
罐頂腐蝕：油罐罐頂腐蝕屬于氣相腐蝕，主要
是氧氣、水蒸汽、硫化氫、二氧化碳的腐蝕。由于
氣溫的變化，水蒸汽易在罐頂內(nèi)壁形成凝結(jié)水膜，
而罐內(nèi)的氣體中所含的二氧化硫、硫化氫、二氧化
碳、揮發(fā)酚等雜質(zhì)會溶解在凝結(jié)水膜中，同時由于
罐的呼吸作用，氧氣不斷進(jìn)入罐內(nèi)通過凝結(jié)水膜擴(kuò)
散到金屬表面，從而引起罐頂?shù)母g，其腐蝕程度
也比較嚴(yán)重，常伴有點(diǎn)蝕等局部腐蝕。表4給出了
原油罐內(nèi)部不同部位的腐蝕速率統(tǒng)計。
表4原油罐內(nèi)部不同部位的腐蝕速率
由以上腐蝕環(huán)境和腐蝕形態(tài)分析，作為原油儲
罐內(nèi)防腐的涂層必須具有以下幾方面的基本性能
要求： 即
(1)穩(wěn)定的耐化學(xué)性，涂層應(yīng)具有良好的耐各
種酸、堿、鹽、油等化學(xué)介質(zhì)性：
(2)良好的耐水性；
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第4期 劉小平等：石油儲罐的涂料涂裝防護(hù) 3
(3)較高的玻璃化
溫度 ；
(4)足夠的耐沖擊
性、抗彎曲、耐磨等機(jī)
械性能；
(5)優(yōu)異的附著力
和良好的抗陰極剝離
性能；
(6)穩(wěn)定良好的電
性能。
同時，考慮不同部
位的腐蝕程度，所選用
的涂料種類和涂層厚
度也應(yīng)有所區(qū)別。
環(huán)氧類涂料由于
其穩(wěn)定的耐化學(xué)性能、
優(yōu)異的附著力、良好的
機(jī)械性能，優(yōu)異的電絕
緣性能等而成為國內(nèi)
外儲油罐內(nèi)防腐涂料
的首選，其品種有環(huán)氧
瀝青涂料、環(huán)氧防靜電
涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂
料、高固體分環(huán)氧涂
表5 鋼制儲罐液體環(huán)氧防腐涂料內(nèi)防腐涂層性能指標(biāo)
等級 結(jié)構(gòu) 干膜厚度／gm
液體環(huán)氧樹脂涂料 環(huán)氧玻璃鱗片涂料
料、酚醛環(huán)氧涂料、無溶劑環(huán)氧涂料等種類適合于
儲油罐內(nèi)防腐使用，但必須仔細(xì)完善涂料配方才能
滿足上述所有要求。
石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(sYfI"03 l9—98鋼制儲罐液體
環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對儲罐內(nèi)涂層作了涂
層性能要求，見表5。實(shí)踐證明，涂層性能如果通
過表5的試驗(yàn)項(xiàng)目，長期耐化學(xué)介質(zhì)浸泡是沒有問
題的!。
同時該標(biāo)準(zhǔn)針對不同的腐蝕程度制定了不同
的防腐等級，見表6。
而實(shí)際工程中往往針對罐底和罐頂較嚴(yán)重的
腐蝕程度而選用加強(qiáng)級或特加強(qiáng)級環(huán)氧防靜電涂
料防腐， 而罐壁則選用普通級環(huán)氧防靜電涂料防
腐。由于鋅粉在酸性腐蝕環(huán)境下的活潑性，因此，
選擇富鋅底漆直接作為儲罐內(nèi)防腐涂料的做法值
得商榷。
除了涂料本身質(zhì)量外，涂料的施工對防腐涂層
的壽命影響也很大，因此，底材的處理程度、涂裝
間隔、涂層厚度往往也是影響儲罐內(nèi)防腐質(zhì)量的關(guān)
鍵，由于傳統(tǒng)意義上的儲罐內(nèi)涂料固體含量低，因
而容易引起一道成膜厚度低需重復(fù)涂裝才能達(dá)到
規(guī)定厚度，所以涂裝周期一般較長，同時涂層中的
溶劑滯留會嚴(yán)重影響防腐涂層的使用壽命，因此儲
罐內(nèi)涂料需要向高固體分、無溶劑方向發(fā)展，同時
高壓無氣噴涂、雙組分熱噴涂等先進(jìn)的施工手段也
將是涂裝發(fā)展的趨勢。
1．3儲罐外部腐蝕環(huán)境與涂裝體系
與儲罐內(nèi)部的腐蝕環(huán)境相比，儲罐外部的腐蝕
環(huán)境相對簡單，為大氣腐蝕環(huán)境， 國際標(biāo)準(zhǔn)ISO
12944根據(jù)低碳鋼在大氣環(huán)境下的腐蝕質(zhì)量損失和
厚度損失將大氣腐蝕環(huán)境分為5個等級，見表7。
而涂料的預(yù)期使用壽命則依賴于其所處的腐
蝕環(huán)境、表面處理狀態(tài)、涂料體系、涂層厚度、涂
料的質(zhì)量水平等因素。如表8所示的涂裝體系。
從表8中可看出，涂料種類相同，涂層結(jié)構(gòu)、
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4 專題論述 2004鉦
厚度相同，表面處理等級的
不同引起涂層壽命的不同。
同時，涂層厚度的增加也延
長了涂層使用壽命。
而從表9中可看出，表
面處理狀態(tài)相同，涂層厚度
相同，而涂料種類不同，則
涂層的使用壽命將會有很
大的不同。同時，涂層厚度
的增加同樣也會使涂層壽
命有較大的增加。
由此我們可以根據(jù)不
同的腐蝕環(huán)境來設(shè)計涂層
的使用壽命，通過規(guī)定金屬
的表面處理狀態(tài)、涂裝結(jié)
構(gòu)、涂層厚度、選用質(zhì)量合
格的防腐涂料，嚴(yán)格施工管
理等幾方面來保證設(shè)計壽
命。
考慮到進(jìn)口原油的運(yùn)
輸條件，作為我國的石油戰(zhàn)
略儲備庫的選址多設(shè)在靠
近海洋的港口區(qū)域，其大氣
腐蝕環(huán)境為典型的海洋大
氣腐蝕環(huán)境。因此儲罐外防
腐涂料的涂層體系以環(huán)氧／
氯化橡膠體系、環(huán)氧／丙烯
酸聚氨酯體系為主。其中的
環(huán)氧涂料作為底漆或中間
涂層，氯化橡膠或丙烯酸聚
氨酯涂料作為面漆來使用。
尤以環(huán)氧富鋅底漆／環(huán)氧云
鐵中間涂層，丙烯酸聚氨酯
涂料體系為最佳，環(huán)氧富鋅
底漆依靠高細(xì)度鋅粉的犧
牲陽極保護(hù)作用來保護(hù)鋼
鐵不生銹。環(huán)氧云鐵中間漆
依靠片狀的云母氧化鐵來
增加涂層體系的厚度和屏
表7大氣腐蝕環(huán)境分類
注：C1一很低；c2一低：c3一中等；c4一高；c5I一很高(工業(yè))； C5M-~．高(海洋)
表8 C3腐蝕環(huán)境下防腐涂層壽命
表面處 ． ． 底漆厚度／面漆種類(包面漆厚度／ 涂層總厚度／ ?
理等級 底漆種類 m 括中間漆) 岬 防腐期，a
表面處 ． 底漆厚度／ 面漆種類 面漆厚度／涂層總厚度／ 。．
理等級底漆種類 m (包括中間漆) m m 防腐期，。
蔽作用，延長重涂時間。而丙烯酸聚氨酯面漆則賦
予涂層優(yōu)異的抗紫外線性能和保光保色性能。
表lO是一個典型的涂料涂裝體系，在海洋大
氣腐蝕條件下分別能達(dá)到5～15年或15年以上的
保護(hù)壽命。
熱噴鋅、鋁涂層防腐是國內(nèi)近幾年儲罐防腐發(fā)
展的新技術(shù)之一，如果在熱噴鋁層的表面再用涂層
進(jìn)行保護(hù)，則預(yù)計涂層的保護(hù)壽命會更長。
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2004年第25卷第4期 涂料技術(shù)與文摘 5
國內(nèi) 新進(jìn)展
王紅霞(河南省化工設(shè)計院，鄭州450052)
郭滟(全國涂料工業(yè)信息中心，常州213016)
摘要：目前國內(nèi)卷材涂料 質(zhì)化競爭激烈，開發(fā)高性能卷材涂料勢在必行，新型卷材涂料的開發(fā)必須綜合平衡涂膜的
硬度和柔韌性， 而高固體涂料及無鉻底漆等環(huán)境適應(yīng)型涂料前景較好。
關(guān)鍵詞：卷材涂料；硬度；柔韌性；進(jìn)展
0引 言
20世紀(jì)末至今，中國的彩色鋼板生產(chǎn)業(yè)得到了
迅猛發(fā)展，全國彩色鋼板生產(chǎn)線由最初的小到十條
迅速增長到目前的一百多條，年總生產(chǎn)能力約700
萬t，幾乎覆蓋整個中國。由此卷材涂料的需求
大增，卷材涂料生產(chǎn)廠家不斷涌出，市場競爭十分
激烈。
卷材涂料根據(jù)樹脂類型可分為環(huán)氧、丙烯酸、
聚酯、有機(jī)硅改性聚酯、聚氯乙烯及PVDF氟碳涂
料等。主要用于建筑板(外用和內(nèi)用)，家電板如
冰箱、洗衣機(jī)、爐具、熱水器及功放外殼，汽車板
如箱式貨車的車廂等。圖1為2003年歐洲彩色釧
板在各應(yīng)用領(lǐng)域的市場銷售份額，向在中國，95％
以上的彩色鋼板用于建筑，家電板開發(fā)應(yīng)用尚處于
起步開發(fā)階段，目前家電市場已基本認(rèn)可彩板的經(jīng)
濟(jì)性，但由于家電板目前主要以貼膜板為主，預(yù)涂
家電板涂膜與之相比還有較人差異，而且涂裝工藝
也有待摸索完善，一旦涂膜外觀滿足要求，涂裝工
藝成熟，預(yù)涂家電板將得到快速發(fā)展。彩板在其他
領(lǐng)域的深層次應(yīng)用還有待進(jìn)一步探索。
其他2．1％
包裝0．2％
家具1．3％
電器8．4％
汽車8．1％
零售8·4％ 出口3
．2％
建筑
68．3％
圖1 2003年歐洲彩色鋼板市場銷售統(tǒng)計
目前國內(nèi)卷材涂料底漆以環(huán)氧聚氨酯涂料為
主，少量聚酯氨基底漆：背面漆為環(huán)氧氨基涂料或
者聚酯氨基涂料；而面漆絕大部分為普通聚酯涂
料，少量為氟碳涂料。由于國家今年實(shí)行宏觀調(diào)控，
而且近年新上彩板生產(chǎn)線太多，彩板市場供過于
求，導(dǎo)致許多生產(chǎn)線開工不足50％，降價成了彩板
生產(chǎn)商及涂料供應(yīng)商維持市場份額的惟一手段。為
了避免同質(zhì)化競爭， 開發(fā)新一代卷材涂料勢在必
行，新一代卷材涂料的開發(fā)應(yīng)圍繞下述四個方面進(jìn)
行：1)更好的外觀及加工性能；2)提高戶外耐久
性；3)滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求；4)功能化。
2結(jié)語
綜上所述，國家石油戰(zhàn)略儲備庫的建設(shè)是一項(xiàng)
意義深遠(yuǎn)的工程，因此儲油罐的涂料涂裝防護(hù)就變
的十分重要。但只要抱著科學(xué)的態(tài)度，清楚地認(rèn)識
和分析腐蝕環(huán)境，科學(xué)選用涂料和涂層體系，嚴(yán)格
施工管理，使用涂料涂裝體系是可以保證儲油罐較
長使用壽命的。同時，高固體分涂料、無溶劑涂料
及相應(yīng)的新型涂裝技術(shù)以其優(yōu)異的性能、環(huán)保、效
率優(yōu)勢將成為儲油罐涂裝防護(hù)的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
【1】 中國石油天然氣統(tǒng)計年鑒，1998
【2】 SY／T O3 l9—98鋼制儲罐液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
收稿日期：2004—06一ll
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