工乙二醇储罐内壁热喷铝防腐技术应用

化工乙二醇储罐内壁热喷铝防腐技术应用

摘 要 乙二醇储罐的设计和制造既有一般化工油罐的普遍性，又有

其特殊性。要在安全、经济的前提下，保证储罐满足生产工艺长周期储存要求，考虑到镇海炼化100万吨/年乙烯工程化工西区常压罐区4台10000m3乙二醇储罐罐底和罐壁采用16MnR钢板，为了防止铁离子对储存介质的影响，决定采用内壁热喷铝+导静电封闭涂层防腐技术。本文就乙二醇储罐内壁防腐施工工艺及过程控制加以总结概述。

关键词 乙二醇、储罐、热喷铝、防腐

1 概述

乙二醇（以下简称EG）是生产防冻剂、聚酯纤维、柔软剂、薄膜的主要原料之一，其常温下为无色透明粘稠液体,具有轻微毒性。镇海炼化100万吨/年乙烯工程化工西区常压罐区设有4台10000m3乙二醇储罐以及多台10000m3以下其它醇类储罐。盛装醇类的储罐由于储存介质对铁离子的浓度要求极高，即使储罐内表面有微量铁锈存在，乙二醇原料都会受到污染，严重一些就会造成整罐的原料报废，给企业带来很大的经济损失和名誉损失。醇类罐内壁防腐质量好坏，直接影响油罐内介质的产品质量，故乙二醇储罐内防腐质量控制非常重要。

2 生产工艺对EG储罐的要求

乙二醇产品性能指标见下表。

指 标 名 称 外 观 铂-钴色度：加热前，号 ≤ 加盐酸加热后，号 ≤ 密度（ 20℃），g/cm3 指 标 无色透明 无机械杂质 5 20 1.1128 ~ 1.1138

沸程（ 0℃，0.10133MPa ） 初馏点，℃ ≥ 干点，℃ ≤ 水分， % ≤ 酸度（以乙酸计）， % ≤ 铁含量（以 Fe 计）， % ≤ 灰分， % ≤ 二乙二醇和三乙二醇， ≤ 醛含量（以甲醛计）， % ≤ 紫外透光率 ，% ： 220 nm ≥ 275 nm ≥ 350 nm ≥ 196 199 0.1 0.002 0.00001 （0.1ppm） 0.001 0.1 0.001 70 90 98 贮罐材料选择：由于要求EG(乙二醇)中Fe2+含量≤0.1*10-6ppm，因而一般乙二醇贮罐材料不能用碳素结构钢而需采用不锈钢。在镇海炼化乙烯工程初期的总体设计中要求采用储罐材质为不锈钢材质0Cr18Ni9,但由于0Cr18Ni9钢板的强度较低，许用应力仅为16MnR钢板的63.1%,因此与16MnR钢板为壁板的同规格油罐相比厚度增加较大。由于国家和行业无专门EG贮罐设计规范，本项目为了节约投资，在分析生产工艺要求、EG理性化特性后，按有关立式园柱形钢制焊接油罐（或贮罐）设计技术及施工验收规范，以实用性、安全性、经济性为原则，储罐罐顶采用不锈钢材质0Cr18Ni9,储罐内壁同介质接触的碳钢表面采用金属热喷铝层+封闭涂层，以有效的防止钢材中的铁离子对乙二醇和其它醇类介质造成污染，在保证安全储存前提下节省材料费用，降低制造成本。

3 热喷铝技术：

热喷铝是制备涂层的一种工艺方法，已成为金属表面防护的新技术之一。过去热喷铝技术主要应用于容器制作的局部、造船业和水利工程的重要防腐蚀部位，随着中国物流业的发展，大型罐群已相继建立，热喷铝技术又已逐步应用到大型储罐的内壁防护，用以储存特殊物料。镇海炼化乙烯工程西区常压罐区4台1000M3乙二醇碳储罐内表面采用全喷铝处理。喷铝的施工质量就显得尤为重要，必须对喷铝工作的每一步进行严格管理和控制，保证最终的施工质量满足要求。

热喷铝方法选择：

目前热喷铝应用较多的是线材火焰喷涂和电弧喷涂两种方法，该工程储罐喷铝的现场条件较好，所以采用电弧喷涂方式。储罐热喷涂的施工应按GB/T 9793-1997的要求进行。

储罐内壁热喷铝施工与其它施工方法比较具有以下优点：

（1）从投资方面比较：可以比全不锈钢壁板产品的投资节省55%的资金；比全碳钢壁板的产品延长使用寿命1.5倍。

（2）与其它喷涂比较：对人体健康的危害较小；结合强度大。

4 储罐热喷铝工艺

储罐内壁所有同介质接触的碳钢表面应采用金属热喷涂层+封闭涂层，具体涂装方案为：表面涂装200μm±20μm铝涂层，80μm环氧导静电封闭剂涂层。选用的封闭涂层能有效的防止包括乙二醇在内的各类醇类介质对其的抽提作用，彻底隔绝铁离子的污染，满足乙二醇及其它醇类的各项性能要求。

4.1热喷铝涂层施工工艺流程

金属热喷涂层施工单位应具有醇类储罐的热喷涂的施工经验。

油罐水压试验合格放水 油罐内壁至上而下喷砂检查验收 拆架 底板喷铝

4.2 施工过程质量的控制

4.2.1喷砂除锈

油罐内沿内壁搭综合脚手架 检查验收 检查 油罐内壁至上而下喷铝 油罐内壁至上而下喷涂环氧封闭料 检查验收 检查 油罐底板清理 检查 底板喷砂除锈 底板喷涂封闭涂料 检查验收

1）喷砂除锈工序是热喷涂施工的必要前提，只有优良的经过喷砂除锈的工作表面，才能进行热喷涂的施工。根据GB11373-89规范对工件表面的处理要求——喷砂除锈必需达Sa3级：完全除去氧化皮、锈、污垢和旧涂层等附着物，表面应显示均匀的金属色泽，粗糙度应达到R225-100μm 。

2)为达到Sa3级的要求，施工现场应选用压力式喷砂 除锈的施工方式，压缩空气

必须干燥，无油，压力式喷砂机的出口压力一般应为0.4-0.55Mpa,磨料的喷射方向与工件表面的法线之间的夹角应取大于150小于300, 喷砂枪咀到工作面的距离一般取20～40㎝,喷砂枪的移动速度应由操作人员通过目视工作面的清洁情况确定。喷枪离开后的工件表面必需达到Sa3级。

3）为确保喷砂除锈后的工件表面达到Sa3级， 喷砂的阶段磨料选择尤为重要,根据施工现场的状况,喷砂除锈选择福建河砂为磨料。磨料的粒度应为0.5～2㎜之间，必需清洁干燥。

4）喷砂除锈的动力源为压缩空气，故施工现场需配备 9m3/min,6 m3/min空压机共8台，确保有足够压力与流量的无油压缩空气，保证喷砂的动力源。压缩空气需经储气罐冷却，再经过油水分离器分离后供给压力式喷砂机。

5）喷砂除锈达到Sa3级的工件表面，不得出现二次污染（应保持清洁的金属色质表面，无灰尘、油脂、污垢，锈斑及其他包括可溶性盐类的污染）。

4.2.2 除尘处理

喷砂除锈后应采用吸尘器对金属面进行除尘处理。

经喷砂除锈合格的金属表面，不得用手触摸，并尽快进行喷涂，晴天时间间隔不得超过12h，雨天或潮湿的天气不得超过2h。否则应重新进行表面处理。

如喷砂达不到预定要求，容易形成以下缺陷：喷砂层与金属层结合力差，容易脱落；喷铝层起皮、起壳。

喷砂除锈达到Sa3级的工件表面，应尽可能快的进行热喷铝工作，当待喷涂工件表面处于凝露状态下时，不能进行喷涂（待喷工件表面的温度应保持在露点以上，且至少比露点温度高3℃以上时才能进行喷涂工作）。

喷砂及除尘是防腐工程控制的重点，须经设备员验收合格后，方可进入下一道工序。 4.2.3 电弧喷涂

电弧喷铝的施工，在本项目中是一个非常重要的施工阶段，其施工质量的好坏直接关系到乙二醇产品的纯度，电弧喷铝防腐为化工西区常压罐区所有防腐中的工作核心。电弧喷涂施工的质量，严格按设计要求控制，每道工序都应有严格的管理程序和专业技术人员负责监测、检测。施工中贯彻全员质量管理原则，各工序都应按工艺规程严格进行。上道工序对下到工序负责，下道工序对上道工序实行监督、检验；上道工序质量不合格，不允许进行下道工序。每道工序必须进行自检合格后，并经专职质检员复检认可后，方可进入下道工序。

加强电弧喷铝施工操作人员的岗前培训，只有熟练的操作施工人员，才能将人、机配合好，才能在喷砂作业，喷铝作业，喷涂封闭涂料作业中取得合格作业面。人员的培训是保证质量的最重要的措施。

严格控制，喷砂作业，喷铝作业，喷涂封闭料作业的各种相关工艺参数，工艺参数

一经确定不得随意变动，并在施工中经常检查。严格检查是保证施工质量的最有力的手段，施工中将建立专责质量检查人员，由施工班长同专责质检员负责喷砂除锈电弧喷铝，封闭料喷涂三大工艺自检工作，确定各个边缘部位、转角部位、配件阻挡处、狭小缝隙处、已喷铝涂层与钢板喷砂过度接头处等为重点检查部位，进行重点检查，并认真记录，发现问题即时处理，直至符合设计同规范要求，再请专业监理工程师检查，并做好相关检查资料。

电弧喷铝施工技术要求，主要由涂层外观、涂层厚度、涂层结合强度、涂层的孔隙率四项组成。我们对喷铝施工质量检查的具体指标如下：

1）涂层外观要求与检查：涂层表面应均匀，无漏喷，无大溶滴，无鼓泡、无裂纹。施工现场采用目视的方法进行自检和监理工程师检查以及业主生产准备部检查，不合格的工件表面应重新喷砂、喷铝。

2）涂层厚度要求与检查：乙二醇油罐设计热喷铝涂层厚度为200μm±20μm，因此施工中将采用纵横交错方式运动喷枪，横向一个来回，纵向一个来回，确保均匀的涂层厚度，涂层的厚度按GB50393-2008附录F的规定，进行喷铝层厚度的检查，即使用磁性测厚仪检查。磁性测量法更准确，更实用，操作更简便，对于油罐大面积的工件，采用以1dm2为测量的基准面，测量点如图分布，10点取其平均值，平均值大于或等于200μm±20μm即为合格。

2 ○3 ○7 ○6 8 ○10 ○9 ○5 ○4 ○1 根据油罐的面积大小，确定10000m3油罐壁板为200个基准面，底板为100个其准面，其它乙二醇油罐壁板100个基准面，底板50个基准面，进行涂层厚度的测量。根据测量结果局部涂层如达不到设计要求时，必须从新补喷，直至达到设计要求。

3）电弧喷铝涂层结合力的要求与检查：涂层结合力为热喷铝最重要的质量指标，只有良好附着力的涂层才能有长久的防腐效果，涂层的结合强度应符合GB/T9793-1997规范附录A的要求：采用切格试验法检查涂层的结合强度，对于涂层厚度小于或等于200μm的以15mm×15mm 方格为基准面，纵横以3mm为间距切断至基体，使之形成3mm×3mm方形格子，目视涂层不应产生剥离，采用经施工单位、监理工程师，业主协商认可的一种粘胶带，借助一个辊子施以5N的载荷将粘胶带压紧在切格上，然后沿垂直涂层表面

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