水性防腐蚀涂料在成品油罐上的应用

(中国石油化工股份有限公司广州分公司,广东 广州 510726)

随着国家对环境保护的要求越来越高，以及安全生产越来越重视，涉及环保、安全的新技术、新产品的开发和应用也受到重视。某公司储运部共有油罐近200台，每年大修30～50台，按每台油罐平均使用4 t涂料计算，全年涂料用量为120～200 t。传统溶剂型涂料需要用含苯类的涂料稀释剂来稀释，使用量为10～14 t。传统溶剂型涂料含有大量挥发性有机物(VOCs)，含量高达40%左右，也就是说1 t涂料有400 kg左右的VOCs要排放在大气之中。VOCs转化生成的二次有机气溶胶(SOA)是PM2.5的重要组分。此外，部分VOCs具有毒性，对人体健康产生直接或间接影响；VOCs会产生恶臭，对生产及施工场所环境造成很大影响，特别是罐内喷涂过程中，罐内可燃气、苯严重超标。在罐内喷涂时，油罐周边严禁一切动火、动电施工作业，避免发生爆炸着火等重大安全事故。进罐施工、验收人员必须佩戴劳保防护用品，避免吸入式伤害发生;涂料在干燥的过程。

1 水性防腐蚀涂料技术参数

油罐选用的水性防腐蚀涂料技术性能，按国标GB/T 50393—2017《钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准》的要求设计和执行。

按国标GB/T 50393—2017的要求，油罐内防腐蚀涂装宜选用水性环氧类涂料，浮盘浮舱内部涂装的防腐蚀涂料应采用水性或无溶剂涂料；直接受日光照射的储罐表面涂层应采用耐候性涂料,水性防腐蚀涂料具体性能指标见表1和表2。

2 油罐水性防腐蚀涂料配套体系

GB/T 50393—2017《钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准》2018年5月1日起实施。该标准将水性涂料正式纳入到钢质石油储罐的防腐蚀体系之中，而且特别要求在浮舱“应采用”水性防腐蚀涂料，在罐内“宜采用”水性涂料，罐外“可采用”水性丙烯酸耐候防腐蚀涂料和隔热防腐蚀涂料。中国石化某公司贮运部检修外浮顶油罐的浮仓因为空间小、纵深大、逃生通道小，使用水性防腐蚀涂料。2016年12月，公司贮运部901号柴油罐(中间油)在大修时，采用了新型水性防腐蚀涂料。喷涂涂料时，通过便携检测仪测试可燃气，H2S和CO等含量基本为零。

901罐为内浮顶，罐内防腐面积约为2 050 m2，其中底板、罐内壁1.8 m下第一圈板面积为420 m2，采用水性环氧耐油导静电底层防腐蚀涂料和面层防腐蚀涂料，干膜根据规范要求达到厚度350 μm,见表3；罐壁及拱顶内表面面积约为1 630 m2，采用水性环氧耐油导静电底层防腐蚀涂料和面层防腐蚀涂料，干膜总厚度250 μm,见表4；罐外壁、外顶、管线及附件总防腐蚀面积约为1 700 m2。采用水性改性丙烯酸底层防腐蚀涂料和水性丙烯酸有机硅面层防腐蚀涂料，总干膜厚度为200 μm,见表5。

表1 罐内导静电型防腐蚀涂料和涂层性能指标

注：耐热水性、耐汽油性、耐盐雾性和耐化学介质性的测试涂层厚度应为250～350 μm。

表2 耐候丙烯酸涂料和涂层性能指标

表3 罐内底板及第一圈板导静电防腐蚀配套体系

表4 罐内壁及拱顶内防腐蚀配套体系

表5 罐外壁及罐顶防腐蚀配套体系

3 水性防腐蚀涂料的特点及使用效果

水性防腐蚀涂料与传统溶剂型涂料相比，其主要技术指标与国标GB/T 50393—2017的要求是一致的，也就是说溶剂型涂料能达到的防腐蚀性能，水性涂料同样能达到。但在环保、安全、施工、运输和储存等方面水性涂料有其优势和便利性。

3.1 环保性方面

水性防腐蚀涂料与溶剂型防腐蚀涂料VOCs含量比较见表6。

表6 水性及溶剂型防腐蚀涂料VOCs含量

3.2 安全性方面

由于溶剂型涂料VOCs含量高，其闪点低(25～38 ℃)，遇静电、明火会引发燃烧爆炸；此类事故已发生多起，中国石油、中国石化均发生过储罐防腐蚀涂料施工时，溶剂型防腐蚀涂料有机物挥发浓度过高引发爆炸，导致重大伤亡。水性防腐蚀涂料不含有机溶剂，用水稀释即可，即与明火也不会燃烧。

3.3 施工作业性能

按国标要求，溶剂型防腐蚀涂料和水性防腐蚀涂料正常施工条件的空气湿度都要控制在80%以内；在此条件下，水性防腐蚀涂料和溶剂型防腐蚀涂料的施工没有差别。但水性防腐蚀涂料由于是用水做溶剂，在空气湿度较大时，水分挥发较慢，影响涂层干燥。因此，在特殊潮湿天气环境下，水性防腐蚀涂料的固化干燥需要较长时间，同时采取强制通风,达到固化即可。

水性防腐蚀涂料不需溶剂，用水稀释即可,施工机具、人员清洁用水清洗,用料可现场堆放，即用即取,没有刺激异味，作业时间可延长。这些都体现了水性防腐蚀涂料施工操作时的便利性和快捷性。

由于水性防腐蚀涂料没有燃爆隐患，可以在设备动火的工况下，进行涂装施工作业，对企业生产影响小。由于水性防腐蚀涂料没有刺激性气味，设备大修时对其他检修作业人员没有影响，不同工种可以交叉作业，从而提高检修进度。

3.4 运输、储存无特殊要求

水性涂料不属危化品，运输时对车辆无特殊要求，普通车辆就可运输。溶剂型防腐蚀涂料仓库要求严格，必须达到危化品贮存条件；而水性防腐蚀涂料无特殊要求，只需存放于阴凉、干燥、通风处即可。使用完毕后，其废桶也不属于危化品固体废弃物，作为普通废弃物处理即可。

3.5 实际使用效果

水性防腐蚀涂料在901罐使用近两年,从涂层外观看，无锈迹、无粉化和无明显褪色。凿开面层涂层后,没有返锈现象,涂层保持完好。

水性防腐蚀涂料防腐蚀性能的提高是基于他们对传统丙烯酸进行了改性处理，并添加了纳米级二氧化钛和二氧化硅等复合材料。纳米级二氧化钛具有吸收紫外线、反射红外线的特殊功能，可以降低太阳光对涂层的侵害，有效提高了涂层的耐候性能。纳米级二氧化硅，能提高涂层的致密性，从而提高涂层的附着力，提高了整个涂层的防腐蚀性能。

4 结 语

水性防腐蚀涂料在石油储罐、管线及装置的检维修方面，可以推广使用，不仅可以消除安全隐患，减少有机挥发物的排放，有利于施工及作业人员的身体健康，也可以满足防腐蚀的技术要求。