CN110436071A - 一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法 - Google Patents

一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法 Download PDF

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王天堂
龚巍
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Abstract

本发明实施例公开了一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法，涉及化工储运技术领域，所述防渗结构包括依次设置的底涂层、基础层、贯通间隙层、加强层、防渗防腐蚀层、导电层。本发明实施例一种用于油罐的内衬防渗结构用于现有在用加油站的埋地的单层油罐的改造中，最大的特点是既实现了地下油罐的防腐蚀和环保性能，又避免了大规模土建施工，是一种高效节省的方法，总造价约是同规格新双层罐的60％，特别是整个加油站因施工停用的时间大约7‑15天，可以减少营业损失。

Description

一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法
技术领域
本发明实施例涉及化工储运技术领域，具体涉及一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法。
背景技术
过去国内加油站多采用钢制单层卧式埋地油罐，这些油罐存在着巨大的渗漏风险，而且一旦发生渗漏，很难在造成实质污染前发现和监测，过去对这些油罐的渗泄漏问题没有引起足够重视，也缺乏系统性的调查。北京市从上世纪80年代开始发现油库、加油站泄漏污染地下水的情况。根据国内外调查结果显示：使用10年以上的储油罐有46％会发生渗漏，15年以上的储油罐渗漏概率高达71％。
目前我国加油站数量已经超过10万座，约40多万个储油罐。其中约有10万个已经完成防渗漏改造。现在，加油站防渗泄漏治理正在全国展开，其改造方案主要分为两种：一是现有单层罐直接更换为双层罐；二是在油罐区设置防渗池；可以选择一种方案或两种方案综合利用。
从市场检验情况来看，采用现有单层罐直接更换为双层罐或是在油罐区设置防渗池的方案存在工程量大、工艺复杂、施工安全性低、造价昂贵、工期时间长导致连带的营业损失等问题。
为了解决城市加油站改造过程中存在的上述问题，油罐的内衬改造方法应运而生。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种用于油罐的内衬防渗结构及其改造单层油罐的方法，以解决现有加油站防渗泄漏治理改造方案存在工程量大、造价昂贵、工期时间长导致连带的营业损失等问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，一种用于油罐的内衬防渗结构，所述防渗结构包括依次设置的底涂层、基础层、贯通间隙层、加强层、防渗防腐蚀层、导电层；
所述底涂层由第一环氧树脂构成，底涂层的厚度≥0.2mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述基础层由第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，基础层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述加强层为第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，加强层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述贯通间隙层是由玻璃纤维三维立体织物或三维压花铝箔和第一环氧树脂构成的具有间隙的涂层，贯通间隙层的厚度为1mm～8mm，贯通间隙层的间隙厚度设置为1～3mm；
所述防渗防腐蚀层由第二环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，防渗防腐蚀层的厚度为1～2mm，第二环氧树脂与第二固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述导电层由第三环氧树脂和碳纤维复合织物辊压构成，导电层的厚度为0.2～1mm，第三环氧树脂与第三固化剂的比例为(1.5-7):1，表面电阻率≤109Ω·m。
进一步地，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为2:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为4:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为4:1。
进一步地，所述第一环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6的环氧树脂；所述第二环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N的环氧树脂；所述第三环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N-1的防静电环氧树脂；第一固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6的固化剂；第二固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N的固化剂；第三固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N-1的固化剂。型号为FXR-6N-1的防静电环氧树脂是由FXR-6N里面添加了导静电物质合成。型号为FXC-6N-1的固化剂是由FXC-6N里面添加了导静电物质合成。
上海富晨化工有限公司研发的特种环氧树脂FXR-6N系列具有优异的防腐蚀性能，能够耐所有的油品(包括：汽油，柴油，乙醇汽油，生物柴油，AD-Blue，原油，航空燃油，甲醇汽油等)的腐蚀要求，并对油品无污染；研发的特种环氧树脂FXR系列具有机械强度高、致密性好、延展度大、力学性能优异，超低收缩、优良的耐腐蚀性和电蚀性的优点；研发的无溶剂环氧树脂FXR系列，施工过程无挥发高环保安全，极大的提高了作业的安全性和作业效率，避免出现爆炸、死亡等安全事故。
根据本发明实施例的第二方面，一种改造单层油罐的方法，所述方法运用上述的防渗结构，所述方法包括如下步骤：
步骤1：对原单层油罐内壁进行喷砂处理；
步骤2：对原单层油罐罐体进行评估，检查罐体缺陷，壁厚，变形；
步骤3：采用胶泥型环氧树脂对罐体表面缺陷进行修复；
步骤4：采用手刷或喷涂的方式在经步骤3后的原单层油罐内壁上均匀涂刷底涂层；
步骤5：底涂层制作完成后，在底涂层的表面涂刷一层基础层；所述基础层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤6：基础层固化后制作贯通间隙层；采用糊制工艺将玻璃纤维三维立体织物覆贴在基础层的表面，并通过滚压工艺用辊子手糊工具沿纬向以柔和的推压力压玻璃纤维三维立体织物涂织物上表面，使玻璃纤维三维立体织物的底层充分吸收第一环氧树脂材料，待第一环氧树脂固化后形成具有一定间隙的空腔构成贯通间隙层；；或采用双面胶带粘贴在基础层上，再铺设三维压花铝箔，压花铝箔与基础层之间形成达1mm厚度的中空夹层；
步骤7：贯通间隙层固化后在贯通间隙层上制作加强层；所述加强层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤8：加强层固化后在加强层上制作防渗防腐蚀层，所述防渗防腐蚀层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-45％；
步骤9：防渗防腐蚀层固化后在防渗防腐蚀层上制作导静电层；
步骤10：制作完成后进行泄露监控系统的安装。
进一步地，步骤1中，喷砂处理达到粗糙度大于60μm、清洁度达到Sa2.5级的标准。
进一步地，步骤10中，所述监控系统的监测压力为70kPa，报警压力为35kPa。
进一步地，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为2:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为4:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为4:1。
根据本发明实施例的第三方面，一种双层油罐，所述双层油罐包括罐体本体，所述罐体本体包括原单层钢制油罐壁和上述的防渗结构；所述罐体本体由外到内依次为原单层钢制油罐壁、底涂层、基础层、贯通间隙层、加强层、防渗防腐蚀层、导电层。
进一步地，所述罐体本体内设置有监测口和泄露监控系统。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例一种用于油罐的内衬防渗结构用于现有在用加油站的埋地的单层油罐的改造中，最大的特点是既实现了地下油罐的防腐蚀和环保性能，又避免了大规模土建施工，是一种高效节省的方法，总造价约是同规格新双层罐的60％，特别是整个加油站因施工停用的时间大约7-15天，可以减少营业损失。
本发明实施例一种改造单层油罐的方法采用环保、安全、高效和可靠的手段，保证加油站在极有限的时间内完成对现有在役不同类型的油罐进行双壁改造，以满足达到在线实时监测油罐的运行情况，以防止由于油品的泄漏对于土壤等周边环境或地下水等的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为采用本发明实施例4的方法对单层油罐进行改造的施工工艺流程；
图2为本发明实施例5提供的一种双层油罐的结构示意图；
图中：原单层钢制油罐壁1、底涂层2、基础层3、贯通间隙层4、加强层5、防渗防腐蚀层6、导电层7。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于油罐的内衬防渗结构包括依次设置的底涂层、基础层、贯通间隙层、加强层、防渗防腐蚀层、导电层；
所述底涂层由第一环氧树脂构成，底涂层的厚度≥0.2mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为2:1；
所述基础层由第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，基础层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为2:1；
所述加强层为第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，加强层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为2:1；
所述贯通间隙层是由玻璃纤维三维立体织物或三维压花铝箔和第一环氧树脂构成的具有一定间隙的涂层，贯通间隙层的厚度为1mm～8mm，贯通间隙层的间隙厚度设置为1～3mm；
所述防渗防腐蚀层由第二环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，防渗防腐蚀层的厚度为1～2mm，第二环氧树脂与第二固化剂的比例为4:1；
所述导电层由第三环氧树脂和碳纤维复合织物辊压构成，导电层的厚度为0.2～1mm，第三环氧树脂与第三固化剂的比例为4:1，表面电阻率≤109Ω·m。
底涂层的目的是保护原单层钢制油罐壁，避免原单层钢制油罐罐体进一步受到腐蚀。
基础层和加强层主要起加强内衬承载的作用。
贯通间隙层主要构造一个纵横互通的夹层空间，可以安装夹层泄露检测系统。还可起承载作用，可以提高储罐的整体刚性及罐体的局部剪切强度。间隙可根据客户要求选择。
防渗防腐蚀层的主要作用是防止小分子渗入加强层。一方面可以增加原油罐的强度；另一方面为钢制油罐提供防腐层，该层原料由第二环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，可以形成致密的保护层，防止钢罐壁再发生腐蚀；还可以为贯通间隙层提供黏接基础，构成双层空间一侧的外壁；同时可以防止内罐一旦泄漏，泄漏液体对钢罐壁的腐蚀。
导电层的作用是满足罐体对导静电的要求。直接与储存液体接触，且与单层油罐的外部接地件电气连接，用于将液体流动产生的静电导入大地，避免产生静电危险，以提高本发明的安全性。
玻璃纤维复合织物及碳纤维复合织物为上海富晨化工有限公司研发的一体成型的复合织物，这样有利于简化施工步骤。
所述第一环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6的环氧树脂；所述第二环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N的环氧树脂；所述第三环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N-1的防静电环氧树脂；第一固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6的固化剂；第二固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N的固化剂；第三固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N-1的固化剂。
上海富晨化工有限公司型号为FXR-6的环氧树脂和型号为FXR-6N系列的环氧树脂均是液态无溶剂型、双组分特种环氧树脂，可预触变。它们均具有以下特点：良好的工艺特性，具有适中的粘度和较短的固化时间；各种纤维增强材料的良好润湿性能；高环保安全特性，为无溶剂固化体系；对各种化学品的优异耐腐蚀性能，包括各种油品；高冲击强度，具有良好抗冲击性，固化不开裂，超低收缩特性；良好的工艺特性，可据工艺设计配方，包括无气喷涂、触变工艺等。用于保护储存或与燃料、各种化学品和溶剂接触的储罐，尤其适用于在役埋地双壁罐改造。
上海富晨化工有限公司型号为FXR-6的环氧树脂、型号为FXR-6N系列的环氧树脂、型号为FXC-6的固化剂和型号为FXC-6N系列的固化剂在25℃下的参数值如表1，型号为FXR-6的环氧树脂、型号为FXR-6N的环氧树脂在25℃下固化特性如表2：
表1 FXR-6的环氧树脂、型号为FXR-6N的环氧树脂、型号为FXC-6的固化剂和型号为FXC-6N的固化剂在25℃下的参数值
表2 型号为FXR-6的环氧树脂、型号为FXR-6N的环氧树脂在25℃下固化特性
项目 FXR-6/FXC-6 FXR-6N/FXC-6N
固化混合比例 100:50(重量比) 100:25(重量比)
混合粘度，25℃，Cps 800-1500 1500-2500
胶凝时间，25℃ 30-60min 30-60min
表干时间，25℃ 3h 3h
可步行时间，25℃ 4h 4h
完全固化时间，25℃ 7d 7d
实施例2
本实施例中，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为1.5:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为1.5:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为1.5:1，其他技术特征同实施例1。
实施例3
本实施例中，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为7:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为7:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为7:1，其他技术特征同实施例1。
实施例4
一种改造单层油罐的方法，所述实施例1所述的防渗结构，所述方法包括如下步骤：
步骤1：对原单层油罐内壁进行喷砂处理；
步骤2：对原单层油罐罐体进行评估，检查罐体缺陷，壁厚，变形；
步骤3：采用胶泥型环氧树脂对罐体表面缺陷进行修复；
步骤4：采用手刷或喷涂的方式在经步骤3后的原单层油罐内壁上均匀涂刷底涂层；
步骤5：底涂层制作完成后，在底涂层的表面涂刷一层基础层；所述基础层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤6：基础层固化后制作贯通间隙层；采用糊制工艺将玻璃纤维三维立体织物覆贴在基础层的表面，并通过滚压工艺用辊子手糊工具沿纬向以柔和的推压力压玻璃纤维三维立体织物涂织物上表面，使玻璃纤维三维立体织物的底层充分吸收第一环氧树脂材料，待第一环氧树脂固化后形成具有一定间隙的空腔构成贯通间隙层；形成的贯通间隙层不破坏原有的环向加强筋和三角支撑，施工简便。
步骤7：贯通间隙层固化后在贯通间隙层上制作加强层；所述加强层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤8：加强层固化后在加强层上制作防渗防腐蚀层，所述防渗防腐蚀层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-45％；
步骤9：防渗防腐蚀层固化后在防渗防腐蚀层上制作导静电层；
步骤10：制作完成后进行泄露监控系统的安装。
步骤1中，喷砂处理达到粗糙度大于60μm、清洁度达到Sa2.5级的标准。
步骤10中，所述监控系统的监测压力为70kPa，报警压力为35kPa。
现场采用上述方法对单层油罐进行改造的施工工艺流程如图1所示。
实施例5
步骤6：基础层固化后制作贯通间隙层；或采用双面胶带粘贴在基础层上，再铺设三维压花铝箔，压花铝箔与基础层之间形成达1mm厚度的中空夹层；其他步骤同实施例4。
实施例6
如图2所示的一种双层油罐包括罐体本体，所述罐体本体包括原单层钢制油罐壁1和实施例2所述的防渗结构；所述罐体本体由外到内依次为原单层钢制油罐壁1、底涂层2、基础层3、贯通间隙层4、加强层5、防渗防腐蚀层6、导电层7。
所述罐体本体内设置有监测口和泄露监控系统。该泄露监控系统为符合国标最高渗漏检测等级I级的真空式测漏系统，是一套综合的测漏系统，能主动检漏，中文语音报警。泄露监控系统包括真空度导出管，真空度传感器，真空度导出不锈钢软管，不锈钢转换接头，压力表；真空度导出管设置在贯通间隙层4中，且设为两根，从监测口伸入贯通间隙层4，真空度导出管处于监测口的一端连接有不锈钢转换接头，处于贯通间隙层4中的一端连接有真空度传感器，不锈钢转换接头与罐体本体焊接，不锈钢转换接头将贯通间隙层两头堵住，使贯通间隙层4内构成真空环境，不锈钢转换接头另一端连接有真空度导出不锈钢软管，真空度导出不锈钢软管另一端连接压力表，真空度传感器设置在罐底最低点及接近罐顶处。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于油罐的内衬防渗结构，其特征在于，所述防渗结构包括依次设置的底涂层、基础层、贯通间隙层、加强层、防渗防腐蚀层、导电层；
所述底涂层由第一环氧树脂构成，底涂层的厚度≥0.2mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述基础层由第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，基础层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述加强层为第一环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，加强层的厚度为1mm～5mm，第一环氧树脂与第一固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述贯通间隙层是由玻璃纤维三维立体织物或三维压花铝箔和第一环氧树脂构成的具有间隙的涂层，贯通间隙层的厚度为1mm～8mm，贯通间隙层的间隙厚度设置为1～3mm；
所述防渗防腐蚀层由第二环氧树脂和玻璃纤维复合织物辊压构成，防渗防腐蚀层的厚度为1～2mm，第二环氧树脂与第二固化剂的比例为(1.5-7):1；
所述导电层由第三环氧树脂和碳纤维复合织物辊压构成，导电层的厚度为0.2～1mm，第三环氧树脂与第三固化剂的比例为(1.5-7):1，表面电阻率≤109Ω·m。
2.如权利要求1所述的一种用于油罐的内衬防渗结构，其特征在于，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为2:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为4:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为4:1。
3.如权利要求2所述的一种用于油罐的内衬防渗结构，其特征在于，所述第一环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6的环氧树脂；所述第二环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N的环氧树脂；所述第三环氧树脂选自上海富晨化工有限公司型号为FXR-6N-1的防静电环氧树脂；第一固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6的固化剂；第二固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N的固化剂；第三固化剂选自上海富晨化工有限公司型号为FXC-6N-1的固化剂。
4.一种改造单层油罐的方法，其特征在于，所述方法运用权利要求1-3任一项所述的防渗结构，所述方法包括如下步骤：
步骤1：对原单层油罐内壁进行喷砂处理；
步骤2：对原单层油罐罐体进行评估，检查罐体缺陷，壁厚，变形；
步骤3：采用胶泥型环氧树脂对罐体表面缺陷进行修复；
步骤4：采用手刷或喷涂的方式在经步骤3后的原单层油罐内壁上均匀涂刷底涂层；
步骤5：底涂层制作完成后，在底涂层的表面制作一层基础层；所述基础层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤6：基础层固化后制作贯通间隙层；采用糊制工艺将玻璃纤维三维立体织物覆贴在基础层的表面，并通过滚压工艺用辊子手糊工具沿纬向以柔和的推压力压玻璃纤维三维立体织物涂织物上表面，使玻璃纤维三维立体织物的底层充分吸收第一环氧树脂材料，待第一环氧树脂固化后形成具有一定间隙的空腔构成贯通间隙层；或采用双面胶带粘贴在基础层上，再铺设三维压花铝箔，压花铝箔与基础层之间形成达1mm厚度的中空夹层；
步骤7：贯通间隙层固化后在贯通间隙层上制作加强层；所述加强层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-55％；
步骤8：加强层固化后在加强层上制作防渗防腐蚀层，所述防渗防腐蚀层中玻璃纤维的重量百分比含量为30-45％；
步骤9：防渗防腐蚀层固化后在防渗防腐蚀层上制作导静电层；
步骤10：制作完成后进行泄露监控系统的安装。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，喷砂处理达到粗糙度大于60μm、清洁度达到Sa2.5级的标准。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤10中，所述监控系统的监测压力为70kPa，报警压力为35kPa。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述底涂层、基础层和加强层中第一环氧树脂与固化剂的比例均为2:1；所述防渗防腐蚀层中第二环氧树脂与固化剂的比例均为4:1；所述导电层中第三环氧树脂与固化剂的比例均为4:1。
8.一种双层油罐，其特征在于，所述双层油罐包括罐体本体，所述罐体本体包括原单层钢制油罐壁(1)和权利要求1-3任一项所述的防渗结构；所述罐体本体由外到内依次为原单层钢制油罐壁(1)、底涂层(2)、基础层(3)、贯通间隙层(4)、加强层(5)、防渗防腐蚀层(6)、导电层(7)。
9.如权利要求8所述的一种双层油罐，其特征在于，所述罐体本体内设置有监测口和泄露监控系统。
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