油田储罐维修用无溶剂环氧鳞片涂料体系

为满足油气田日益增大的储罐维修需求，中国石油集团工程技术研究院研制开发了适用于储罐内部大修工程的“固特”无溶剂环氧鳞片涂料配套体系，该体系包括整体无溶剂环氧玻璃鳞片涂料和局部补强材料，本文介绍了该体系的室内研究和现场应用等情况。

鳞片环氧涂料储罐维修

【中图分类号】TQ630、7+9文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0008-02

1前言

由于油田开发多数进入中后期，储罐设备修复数量与时俱增，据我们调查，某油田现有50m3以上的各类储罐等金属容器1076具，其中使用年限超过10年以上的占26%，其主要腐蚀部位位于罐壁底圈第一、第二块板和罐底板上、其腐蚀面积占整个罐体腐蚀面积的2/3，腐蚀深度为2～4mm、有些储罐局部腐蚀穿孔达50～100处，储罐的穿孔泄露不仅造成经济损失、且污染环境，并存在着火灾、爆炸等危及生命和财产安全的隐患，因此这些储罐的大部分都需要进行维修处理，以确保其正常安全运行。

在国外，经过实验室的测试，以及二十多年的现场实际应用，证明玻璃鳞片的防腐蚀效果远远超过其他材料，比一般常用的玻璃钢材料，也显得更为优越，我们在对腐蚀状况及防腐要求进行了周详的分析后，认为采用玻璃鳞片涂层对储罐进行处理，效果会比较好，其理由是：

1、环氧玻璃鳞片涂料经多年应用证明具有很好的耐腐蚀性和物理机械性能。

2、玻璃鳞片涂料在固化成膜后，玻璃鳞片在涂层中的层层叠加，延长了腐蚀介质的渗透路径，增强了涂层的抗渗透性。

3、采用环氧玻璃钢作防腐处理，对施工要求较为苛刻。一旦有树脂没浸透的玻璃布网时，就给腐蚀介质留下渗透的孔隙，而采用环氧玻璃鳞片涂料施工方便，易保证施工质量。

4、如果采用较高粘度的无溶剂新产品、可以减少施工道数，降低工程整体造价。

基于上述理由，我们采用无溶剂型环氧玻璃鳞片防腐涂料代替玻璃钢对需要进行维修的储罐作防腐处理，并对相应的局部修复补强材料进行了研究，下面就材料的应用等方面的情况介绍如下。

2鳞片涂料配方

2.1成膜基料的选择

国外用于制作无溶剂鳞片涂料的树脂主要为三大类：环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯酯树脂。其中环氧树脂在防腐蚀方面是用量比较大的树脂品种，由于在其结构中具有醚基（-0-）、羟基（-OH）和较为活泼的环氧基（-CH-CH-），因而环氧树脂有较高的粘结力，此外该树脂还具有较小的收缩率，良好的工艺性能和良好的施工性能，再加上原料来源广，价格适中，所以应用比较普遍。

由于无溶剂涂料是不含惰性溶剂的，所以在满足对漆膜性能的前提下，如何降低涂料本身的粘度，以满足施工要求，是拟定配方时首先要考虑的问题。为降低涂料的粘度和减少稀释剂的用量，应尽量采用低分子量的环氧树脂，E-51环氧树脂是最为理想的选择之一，

2.2活性稀释剂的选择

单纯使用液体环氧树脂难以满足施工的要求，因此需加入适量的活性稀释剂。活性稀释剂是低分子的能参与交联困化而成为漆膜的一种材料：选择活性稀释剂的原则为：稀释树脂的能力强、无毒、无特殊臭味，不易挥发，并能满足漆膜的性能要求。

丁醇、异辛醇、甲酚、烷基醇和高级一元醇的缩水甘油醚及脂肪酸缩水甘油酯等是常用的单官能度活性稀释剂，二缩水甘油醚和乙二醇二缩水甘油醚等是常用的双官能度活性稀择剂。其中，环氧丙烷丁基谜是最常用的活性稀释剂，其稀释能力强，价格相对便宜。但是，单官能度活性稀释剂的引入，会使环氧树脂的交联密度下降，从而漆膜的耐热性能、抗冲击强度、硬度、抗弯曲能力下降。

2.3固化剂的选择

固化剂的品种和加量对材料性能有着明显的影响，特别是对附着力、强度和防腐性能等材料的重要性能有着极为重要的影响，因此选择适宜的固化剂，特别是可以提高粘结力、加速固化以及可以在潮湿状态下固化的固化剂是研究的关键之一。我们选择了三种环氧固化剂，这三种固化剂分别属于脂肪族胺、芳香族胺以及聚酰胺类，通过与上述选定的环氧树脂进行性能比较试验，确定了合适的品种和加量。

由于现场修补一般在求施工时间较短，而且有时需在冬季低温下施工硬化，普通环氧树脂硬化一般需要24h以上，无法满足现场的需要，通过加入固化促进剂的方法来加速环氧树脂的固化，适用于环氧树脂的固化促进剂包括三乙醇胺、硫醇类化合物、酚类化合物等。我们通过调整配方，使涂料在-5℃的条件下可在24h内固化，满足了现场修复的需求。

2.4鳞片填料的选择

鳞片填料能屏蔽水、氧、离子等腐蚀因子的透过，切断漆膜中的毛细孔。互相平等交叠的鳞片在漆膜中起到迷宫效应，延长腐蚀因子渗入漆膜的途径，提高涂层的防蚀能力。因此鳞片填料对于大幅度提高重防腐蚀涂料的耐蚀性能起到了关键作用。

玻璃鳞片掺量对涂层屏蔽性影响较大，掺量在10%以下，鳞片含量少，不能形成多层屏蔽以阻隔腐蚀介质的渗入。反之，掺量过多，树脂液不能充分浸润鳞片表面，使涂层粘结性降低，造成微孔、毛细管等涂层缺陷，为腐蚀介质的涌入提供通道；还会使涂料的粘度过高，流平性不好，而造成漆膜弊病。

2.5增韧剂的选择

低粘度的环氧树脂固化物较脆、涂层的柔韧性及耐热冲击能力较差。为此，常常向树脂一固化体系中加入被称为增韧剂的部分，增韧剂不仅能发送固化物抗冲击强度及耐热冲击能力，而且提高涂层的剥离强度，减少固化时的反应热及收缩性。其作用原理是用增韧剂分子与环氧树脂分子之间相互作用代替环氧树脂分子链段间的相互作用，使涂层的玻璃化温度降低，由于增加分子化合物的韧性，改善涂层的脆性。

为了解决在油田大罐维修工程中遇到的局部腐蚀穿孔、渗漏的问题，我们还针对油田管、罐修复的具体要求，用了“固特”油田管罐修复强材料，该材料是以高强度的改性环氧树脂为基料，并加入了耐蚀陶瓷填补以及金属粉末填料，提高了材料的剪切强度、附着力以及施工性能，该材料通过了28Mpa的耐水压模拟试验，特化性能优良，与“固特”无溶剂环氧鳞片修补涂料配套工作，就形成了一套完整的适用于油田大罐修的配套修补材料体系。

3现场应用

我们在大港田公司第二油作业区西一注水站进行了现场储罐的修复应用，西一注水站内一县1000m31600*6000mm注水罐建于七十年代，由于长期受油气水腐蚀，罐内壁严重腐蚀、第二圈劈板发现大面积腐蚀凹坑最深达3mm（管壁设计厚度为6mm），已不能继续使用，因此决定对其修复补强材料进行修补，整体采用“固特”无溶剂环氧鳞片修补涂料进行涂刷，表面处理为喷砂除锈至Sa2级，手工刷涂施工，涂层结构为一道底漆两道面漆，涂层干膜总厚度为0.5mm以上。

该工程于2001年9月6日开始施工，10月8日正式投产，至今已经运行8年，运行情况良好，经济效益十分明显。

4结束语

本项目的成果为适用于油气田储罐修复工程的修补配套材料体系，它可使油田旧的储罐延长使用寿命，提高生产效率，节省设备更换的开支具有重要意义。而且由于该材料成本适中，低于国外同类产品，具有广阔的推广应用前景。