葛博
摘 要:本文通過結合項目實例,對大型碳鋼儲罐內壁陶氏470及外壁油漆防腐施工工藝進行了研究,詳細闡述了兩種防腐涂裝工藝的施工質量要求和缺陷分析與預防措施。本文介紹的儲罐內外壁防腐施工工藝,對于化纖、化工行業類似項目施工具有重要的參考意義。
關鍵詞:儲罐;陶氏470;油漆防腐
1 引言
近年來,隨著國家對工業廢水污染及環保問題的重視,許多大型化纖企業都建造了配套的污水處理廠,而大型碳鋼儲罐是必不可少的事故排放儲存容器。由于化纖工廠廢水大都呈酸性或堿性,腐蝕性較強,且大都露天安裝,這就對碳鋼儲罐的內外壁防腐質量都提出了很高的要求。2014年4月由中國三安建設集團有限公司廈門分公司承建的賽得利(福建)纖維有限公司年產20萬噸差別化纖維工程酸堿廢水事故罐制安項目,其中酸罐、堿罐各1臺(板材為Q235B,直徑20米,總高度19米,儲罐凈重161噸,容積4772m3),酸罐內壁防腐工藝設計為陶氏470四布五油防腐,外壁防腐設計為防銹底漆一道、中間及面漆各一道。本文將以酸性事故罐為例,詳細介紹大型碳鋼儲罐內外壁兩種不同的防腐施工工藝。
2 總述
對于大型碳鋼儲罐內外壁防腐安裝項目,施工難度大、罐內施工環境封閉、工期長、防腐質量要求高,內外壁防腐均要搭設較高的鋼管腳手架進行高空作業施工。儲罐內壁防腐按罐頂-罐壁-罐底的施工順序進行,外壁防腐按罐頂-罐壁的施工順序進行。
3 防腐施工工藝
3.1 板材噴砂除銹
眾所周知,板材除銹效果的好壞,直接影響防腐層的附著效果和長久質量。現場噴射除銹法較為常用,即用壓縮空氣將石英砂磨料高速噴射到板材表面,依靠磨料的沖擊和研磨作用,將金屬表面的鐵銹、其他污物清除。噴射除銹等級分為Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3共4級,儲罐板材要求最低等級要達到Sa2.5級(即鋼材表面應無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、涂料涂層和異物,任何殘留的痕跡應僅是點狀或條紋狀的輕微色斑)。儲罐鋼板基體表面有凹凸不平、焊縫波紋、非圓弧拐角、毛邊等應先進行打磨處理后再涂裝。
現場采用干式噴砂方法,用壓縮空氣將基板表面的粉塵及殘留物吹掃干凈,露出金屬光澤,并有一定的粗糙度。為防止罐內壁與防腐層形成隔離層,應及時做好防潮措施防止出現浮銹,及時進行下道工序。
鋼板邊緣應預留50mm的空間,用膠帶纏繞保護,保持清潔;待焊接完畢后對焊縫進行打磨,除銹等級達到St3級別。除銹檢查合格后,應在4小時內完成質量檢查及第一道底漆/樹脂料涂刷。
3.2 施工腳手架搭設
儲罐內外壁防腐層施工要搭設鋼管式腳手架,具體做法應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJ130-2011)的要求。在儲罐外壁四周搭設雙排腳手架;罐內搭設滿堂腳手架,腳手架牢靠固定于罐底板,并與罐壁四周預留100-200mm的間隙,保證不影響噴砂除銹和防腐工作的進行。
3.3 內壁陶氏470防腐施工工藝
3.3.1 材料選擇
(1)陶氏470樹脂材料。圖紙設計要求選用美國陶氏亞什蘭樹脂470-300/DR444,這是一種高交聯酚醛環氧乙烯基樹脂,具有很好的耐溶劑性、耐熱性(熱變形溫度高達150℃),可耐受各種酸堿、漂白劑和有機化合物、氧化類物質(如氯氣),適用于各種常見的化工污水處理場合。本項目酸罐內壁防腐選擇這種樹脂材料,也是基于其優異的耐酸耐堿特性。該樹脂呈乳白色,使用時需按說明書比例添加固化劑調配。
(2)玻璃絲布。圖紙設計選用無堿、無蠟、無捻的粗紗方格布,厚度為0.18-0.4mm。玻璃纖維短切氈,由玻璃纖維原絲短切成50mm長度后,無定向均勻分布,經聚氨酯粉末粘接而成的無堿或中堿玻璃纖維無紡氈制品,成品硬度高、柔韌性好,具有易于完全浸透、制品氣泡少、工藝性好等優點,常用于樹脂防腐層的基層材料。玻璃絲布應存放于陰涼干燥處,保持干凈,防止受潮污染。
施工前應根據現場天氣情況進行樹脂凝膠試驗,確定樹脂、固化劑、促進劑的最佳調配比例。樹脂層鋪貼時需用毛刷、壓輥使樹脂與玻璃絲布完全浸潤,滾壓平整無氣泡。施工環境溫度一般以15℃-30℃為宜,環境濕度不大于80%。玻璃絲布的搭接寬度應不小于5CM,各層的搭接縫應錯開。鋪貼時玻璃布不要拉得太緊,達到基本直度即可。
3.3.2 樹脂層施工工藝
初次使用時應做樣板試驗,檢驗樹脂和涂覆工藝的適用性。
設計要求采用四布五油法施工,即:在鋼板基層涂刷一層樹脂-鋪貼第一層玻璃布-涂刷一遍樹脂(前一層布浸透)-鋪貼第二層玻璃布-涂刷一遍樹脂(前一層布浸透)-鋪貼第三層玻璃布-涂刷一遍樹脂(前一層布浸透)-鋪貼第四層玻璃布-涂刷第五遍樹脂-固化24小時。
采用連續法施工,用滾筒蘸取樹脂涂料,貼接第一層玻璃布,用刮板將玻璃布貼緊壓實,用滾筒反復滾壓使涂料充分滲透粘貼,直到達到設計要求的厚度。
采用魚鱗式搭接法施工,鋪貼連層時,上層每幅布應壓住下層各幅布的半幅第三、四、五層,每幅布應分別壓住。各幅布的搭接寬度不小于5CM,鋪上層時,上層布應壓住下層各幅布的2/3幅、3/4幅、4/5幅。用毛刷或橡膠刮板在基層表面涂刷一層樹脂,將玻璃絲布鋪設平整后立即用毛刷從布的中央向兩邊趕處氣泡,用刮板刮平,使玻璃布被樹脂浸透,表面平整無褶皺和氣泡。
根據罐體形狀,鋪貼順序原則上先立面后平面,先上后下,先里后外,先壁后底。貼襯布前先在除銹完的鋼板上均勻涂刷一遍樹脂,然后立即貼一層玻璃布,用輥子將層間氣泡趕出,自然固化24小時后,再按程序鋪貼其余各層玻璃布,直至達到設計規定的層數和厚度。對焊縫、管道連接處等不易涂刷的位置,先用小油漆刷涂刷,再用大滾筒進行大面積涂刷,以保證涂裝無遺漏且防腐層比較均勻。
應嚴格按照施工工藝分層施工,上層樹脂表面干化前立即涂覆下一道,以獲得較好的層間粘接力。及時檢查鋪貼質量,如發現有流掛、氣泡、玻璃布未溶透等可見缺陷,應立即采取措施進行修補。
3.4 外壁油漆防腐施工工藝
3.4.1 油漆選擇
根據設計要求,儲罐外壁板材除銹后刷防銹漆一道、環氧云鐵中間漆及丙烯酸聚氨酯面漆各一道,涂層干膜厚度≥225um。面漆指定品牌為挪威佐敦(JOTUN)。雙組分漆與固化劑應嚴格按配比調配,配漆后在25℃-35℃時熟化0.5-1小時再進行涂刷。施工及干燥固化期間環境相對濕度應不大于85%,否則容易引起漆膜嚴重起泡。
油漆配制時,主料和固化劑按說明書比例混合攪拌均勻,加入少量的稀釋劑充分攪拌,放置幾分鐘后即可開始涂刷。調和好的油漆最好在2小時內用完,否則容易干化無法再次使用。
3.4.2 施工要求
涂刷時要待上道漆膜達到表干后,再進行下道油漆的涂刷,防止出現漆膜起皺、桔皮等質量缺陷。施工時應按從罐頂-罐壁、從上到下的順序進行,最后一遍面漆涂刷應按順光方向進行。涂刷時應仔細操作,達到涂層厚度均勻一致,無漏涂、氣泡、變色、失光等缺陷。為使涂層間結合良好,第一遍油漆涂完24小時后再進行第二遍的涂裝,保證漆膜完好、顏色一致,涂層厚度達到設計要求。施工環境溫度應以5-30℃為宜,相對濕度應不大于80%。
為確保油漆質量,施工現場應做到:有銹蝕不涂刷;表面有塵土油污不涂刷;遇室外大風時不涂刷;沒有底漆不涂刷面漆;底層漆未干不涂刷下層漆;氣溫、濕度不符合要求不涂刷;沒經過檢查驗收不涂刷。
4 質量檢驗與驗收
4.1 內壁陶氏470防腐質量要求
(1)樹脂基層和層間粘接應牢固,無空鼓、脫殼,層間無氣泡、起鼓、褶皺等缺陷。
(2)樹脂層外表面應平整光滑、色澤均勻,無未浸透及固化不完全現象。
(3)采用漆膜測厚儀測量樹脂層厚度。
(4)采用電火花針孔檢測儀檢測漏點及其他缺陷。
4.2 外壁油漆防腐質量要求
(1)外觀檢查:涂層應表面光滑平整、顏色一致,無針孔、氣泡、漏涂、流掛、皺皮、破裂、劃傷等缺陷。油漆涂完24小時后,用手指按在漆膜上,如果漆膜上留有指印而不會粘掉,說明漆膜良好。用刀片刮時,質量好的漆膜有彈性,刨卷不會產生折碎、發粘等現象。
(2)漆膜厚度檢查:用漆膜測厚儀測定,厚度符合設計要求。
4.3 常見質量問題原因分析與預防措施
4.3.1 陶氏470防腐層與鋼板基體脫離、塊狀脫落、空鼓
(1)原因分析:鋼板表面除銹不干凈;施工人員未嚴格按設計要求的四布五油工藝施工,存在偷工減料情況;采用的玻璃絲布網孔稀松,質量較差。(2)預防措施:質量人員嚴格把控鋼板除銹質量,質量達標才可進行下一步工序;對陶氏470樹脂材料、玻璃絲布材料入場嚴格檢驗,不合格者禁止使用;嚴把施工過程關,一道工序做完質量合格再進行下一道工序的施工。嚴格控制施工環境技術條件,環境溫度大于12℃、濕度不大于80%,保證施工質量,不違規趕工。
4.3.2 油漆防腐層塊狀剝離、脫落、干裂
(1)原因分析:噴砂除銹、除塵不到位;未按要求對基體進行打磨、拉毛;漆膜中的氣泡由于溫度原因膨脹或內應力增大使漆膜失效,導致涂層開裂。
(2)預防措施:鋼板噴砂除銹質量要達到Sa2.5級;噴砂后的金屬表面不得再度受潮、雨淋,4小時內應及時噴涂防銹底漆。嚴格按油漆配比配制,及時使用。當涂刷時發現有返銹現象時應重新進行表面處理后再刷防銹漆。
5 總結
良好的內外壁防腐層施工質量是大型碳鋼儲罐長周期、安全穩定運行的可靠保障。本文通過結合項目實際,對大型碳鋼儲罐內壁陶氏470防腐、外壁油漆防腐的施工工藝進行介紹,對常見防腐質量問題進行原因分析和提出預防措施,希望能為類似項目施工提供成熟的可借鑒經驗。
參考文獻:
[1] 鄒寧宇.玻璃鋼制品手工成型工藝[M].北京:化學工業出版社,2011.
[2] 劉新.腐蝕工程及表面技術[M].北京:化學工業出版社,2016.