油田大型儲罐防腐無溶劑環(huán)氧涂料的應用與研究

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)點越來越廣泛地應用于油田大型立式儲罐防腐，尤其是儲罐內(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)氧涂料相關特性與涂裝過程工藝要求，為無溶劑環(huán)氧涂料的精準涂裝施工，實現(xiàn)公司經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供有價值的借鑒。

關鍵詞：油田；無溶劑環(huán)氧涂料；儲罐；工藝技術；撬裝噴涂一體化設備

前言

油田大型儲罐防腐目的是防止儲罐主材受到腐蝕破壞，是延長儲罐壽命的重要手段。經(jīng)過多年的施工實踐，對油田大型儲罐防腐特別是大型立式儲罐內(nèi)壁介質(zhì)的適應性施工噴涂也提出了越來越高的要求，科學嚴格的噴涂工藝標準，有力地促進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)單位后期運維的安全性。

1油田儲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固化型防腐涂料，詳細組成見表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)性的有機溶劑作為稀釋劑，比如儲罐內(nèi)壁用的無溶劑環(huán)氧涂料的雙組份混合后固體含量達95%以上，涂裝過程中一般不加入稀釋劑或個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)性有機物含量較高，在施工或維護過程中這些有機物溶劑揮發(fā)后與空氣混合成為爆炸性氣體混合物，如不采用通排風措施就會對施工和維護尤其是儲罐內(nèi)壁等受限空間作業(yè)將會產(chǎn)生極大的安全風險威脅。同時，可揮發(fā)有機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)氧涂料會很大程度上降低有害物質(zhì)對施工人員的傷害，同時也減少了通排風措施。

1.2.2無溶劑環(huán)氧涂料有優(yōu)異的耐化學品性

一方面，無溶劑環(huán)氧涂料中的環(huán)氧樹脂分子結構中的環(huán)氧基能在固化過程中能與界面金屬原子反應形成極為牢固的化學鍵，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，因此要達到相同的涂層干膜厚度，無溶劑環(huán)氧涂料用量要遠低于溶劑型環(huán)氧涂料，選擇無溶劑環(huán)氧涂料施工油田儲罐更為經(jīng)濟高效。

2 油田大型儲罐防腐無溶劑環(huán)氧涂料的精準施工

由于無溶劑環(huán)氧涂料是一種不含有機溶劑的涂料，其固含量極高，可達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，其固化時間和要求的操作時間就大大縮短，例如噴涂漆膜厚度達300um的無溶劑環(huán)氧涂料，常溫下1h內(nèi)漆膜就能實現(xiàn)表干，而噴槍中殘留的涂料若15min內(nèi)不清理就會固化。因此，在噴涂無溶劑環(huán)氧涂料時，一定要合理安排施工流程，盡量做到一次噴涂面積大，涂料供應及時，降低涂料的浪費。同時，在一次噴涂完成之后，及時洗槍，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)進行無溶劑環(huán)氧涂料的施工，若無條件，則需要采取相應的措施如預熱來盡量消除環(huán)境溫度對涂料的影響，要嚴控加熱溫度，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備中，預熱溫度控制在60～70℃之間。此外，在涂料使用前根據(jù)噴涂面積和操作時間來計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。

2.3創(chuàng)新涂料預熱“一體化”技術設備

由于無溶劑環(huán)氧涂料粘度大，流動性差，因此為了提高其流動性，縮短固化時間必須對涂料實施技術預加熱。可以制作涂料加熱設備，利用電加熱器、薄鋼板、型鋼及配套電路即可實現(xiàn)無溶劑環(huán)氧涂料預加熱技術。

2.3.1利用薄鋼板制作箱體

箱體大小根據(jù)現(xiàn)場實際需求確定。箱體內(nèi)側底部安裝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改進高壓噴涂設備

無溶劑環(huán)氧涂料的粘度較高，這對噴涂設備有著較高的要求。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的噴涂設備。

一是傳統(tǒng)的單管進料高壓無氣噴涂設備。采用單管進料高壓無氣噴涂設備施工，宜選用壓力比較大的無氣噴涂泵。同時，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，達到噴涂要求。

二是創(chuàng)新撬裝式預加熱雙管進料高壓無氣噴涂先進設備

采用單管進料的高壓無氣噴涂設備缺點：

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備對涂料進行充分預熱，操作不便。因此，在單管進料高壓無氣噴涂設備基礎上要研制出帶加熱裝置的雙管進料高壓無氣噴涂“一體化設備”。該設備將加熱設備和噴涂設備撬裝在一起，漆料組份和固化劑組份雙管按比例單獨進料，漆料組份先經(jīng)過加熱裝置的充分攪拌和加熱后再進管，雙組份在噴嘴前一定距離通過匯管進行了充分混合。

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

3 結論

大型儲罐防腐中的應用無溶劑環(huán)氧涂料在涂裝過程中不需要使用可揮發(fā)性有機溶劑作為稀釋劑，精準掌握其涂裝施工技術要求，精細施工節(jié)點，研制創(chuàng)新噴涂先進的“一體化”預加熱技術設備，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、優(yōu)質(zhì)、高效等長板。

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