钢质油罐底板渗漏修复方案的探讨.doc

钢质油罐底板渗漏修复方案探讨

按照钢质油罐底板渗漏的腐蚀穿孔、砂眼、裂纹三种情况,针对油罐底板不同的渗漏原因和情况,结合工作实践提出了更换罐底、局部修补和加强罐底修复钢质油罐底板渗漏的方案,不仅可阻止油罐渗漏,提高油罐使用效能,还可节省修理经费,有益于油库安全管理。
近年来,钢质油罐底板因锈蚀穿孔、砂眼、裂纹而导致渗漏现象时有发生。在对其进行修复处理时,由于锈蚀程度、裂纹大小、砂眼多少等情况的不同,特别是出于油库安全因素的考虑,管理单位对修复方案的选择往往是慎之又慎。究竟采用何种修复方案才能够达到既安全简便又经济实用的目的谈一点个人体会及意见。
1、钢质油罐底板渗漏的原因分析
据实践经验,导致钢质油罐底板渗漏的原因,主要有腐蚀穿孔、砂眼、裂纹三种情况。
1.1腐蚀穿孔
钢质油罐底板的内外表面直接与油罐基础、罐底油料接触,并夹杂着水、沉积物及酸性胶质等。这些水、沉积物及酸性胶质,通常含有矿物质、侵蚀性酸盐及硫酸盐还原菌,而这些都易对油罐底板的内外壁产生强烈腐蚀,严重时出现腐蚀穿孔。大量实践证明,油罐腐蚀最严重的部位是长期不储油的顶部,其次是油罐底板,而经常储油的罐壁部分因接触水分和氧气较少而腐蚀最轻。
1.2砂眼
一般来说,建罐之初,因检查验收不严格,使用了质量不好的钢板,焊接时使用潮湿焊条,以及焊接技术不过关,在焊接作业中容易产生气泡或夹渣,这些都是造成砂眼的直接原因。砂眼(气孔、针孔、夹渣) 通常存留在罐顶、人孔颈与圈板上缘、上部圈体及罐底的焊缝或钢板内部,人的肉眼往往难以发现,绝大多数是在油罐使用中伴随着焊缝或钢板渐渐被腐蚀而暴露出来的。
1.3裂纹
油罐受环境温度变化、进出油料温差、建罐时焊接应力未消除等因素影响,在使用中易发生裂纹,主要表现为以下五种情况。
(1) 严寒地区,地面油罐由于温差(油罐四周外边沿与罐底中心的温差、收油时油温与罐体的温差等) 使各部位之间形成内应力,或由于钢板的冷脆性能不良,容易引起裂纹。
(2) 焊接时焊缝周围形成的热应力;焊缝质量差,严重未焊透、咬
边和存在的成群气泡等缺陷形成的应力集中; 不均,都容易引起裂纹。
(3) 油罐地基不均匀下沉,使罐身与罐底之间产生较大牵引应力,严重时引起罐体变形、折皱,直至产生裂纹。
(4) 新建油罐在试压时超压操作,使用中呼吸阀失灵或调节不当,收发油速度过快,使罐内气体空间压力或真空度过大,致使油罐承压超限,直接造成裂纹。
(5) 油罐底板变形,或鼓起上翘,或塌陷下沉,油罐反复进出油料,变形钢板的焊缝也随着上下反复变形,久而久之产生疲劳而引起裂纹。
2、钢质油罐底板渗漏修复方案的探讨
油罐在使用中,若发现油罐罐底有渗漏油现象,应立即腾空,及时修理。进行油罐修理时,应根据渗漏原因,首先考虑采用何种修复方案,其次再选择修补方法。
2.1油罐底板渗漏修复方案的确定
为了较好地解决油罐渗漏油问题,确保修复施工质量,达到安全、经济、实用的目的,参照有关技术资料和规范要求,结合笔者的工作实践,总结归纳了以下三种修复方案。
方案一:更换罐底
油罐底板由多块钢板装配而成。中间部分称为中幅板,以搭接焊拼装而成;周围的钢板称为边板,以对接焊拼装而成。一般情况下,边板比中幅板厚,油罐底板厚度一般为4～8mm,大型油罐可达12mm。有出现下列情况者,可考虑更换油罐底板。
(1) 当油罐底板出现严重的点腐蚀,面积超过底板总面积的1/ 3 ,而且点腐蚀深度超过表1 规定值或者罐底板剩余厚度超过表2 规定值时,可将罐底从丁字缝处全部用冷法切割开,将油罐顶起(或吊起) ,重新换填沥青砂垫层,整体焊接更换油罐底板。
表1 　油罐底板麻点深度允许值 mm
钢板厚度
4
5
6
7
8
9
10
麻点深度
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
表2 　油罐底板允许最小余厚值 mm
钢板厚度
4
> 4
允许最小余厚
2.5
3.0

(2) 罐底有残余强度并达50 %以上,底圈板下部100mm 以上强度满足安全使用要求,可在原罐底上直接铺加150～200mm 的沥青砂垫层,另行拼焊罐底,边板与壁板角焊;也可在原罐底上直接铺加100mm 的沥青砂垫层,另行接焊罐底,边板呈弧形与壁板搭焊。
(3) 罐底边板和底圈壁板可用,仅底部中幅板报废的油罐,可将罐底沿底圈内侧留600mm 边缘切割,重新换填沥青砂垫层后,更换成同材质同规格的新钢板;或将原罐底清除干净,打磨平整、防腐处理后,直接搭焊新底板。
(4) 底板出现局部凹凸变形,面积大小2m2 ,隆起高度超过150mm 或下沉深度超过50mm ;或者钢板受到点腐蚀, 腐蚀孔洞平均直径大于50mm ,腐蚀面积小于罐底总面积1/ 3 ,麻点深度超过允许值的钢板,可将不合格部分用冷法切割开,重新换填沥青砂垫层,用同材质同规格的新钢板或平炉镇静钢板补焊新盖板。
方案二:局部修补
罐底发现腐蚀穿孔、砂眼、裂纹、伤痕等缺陷时,在不影响油罐储油强度的情况下,可考虑采用局部修补方案。局部修补,既可以采用动火修补方法,也可以采用不动火修补方法,究竟采用何种方法要依据选用原则和具体情况而定,目的是要保证质量、保证安全。
(1) 对于罐底出现锈蚀穿孔,或腐蚀深度超过允许值,平均直径小于50mm 的,应割去腐蚀部位,补上一块盖板,大小以超过出孔边3～5mm 为宜,将孔洞置于盖板中间。修补盖板,既可以动火焊补,也可以采用不动火修补方法中的法兰堵漏法、螺栓堵漏法、堵漏胶粘接法。
(2) 对于罐底发现机械性孔洞、大砂眼(肉眼可见) 的情况, 可以直接焊补; 孔径再大者( 约50mm) ,可用圆形盖板补焊。同样,也可以采用不动火修补方法中的法兰堵漏法、螺栓堵漏法、堵漏胶粘接法。
(3) 对于罐底出现裂纹, 若裂纹长度小于100mm 时,可在裂纹两末端钻孔后,直接焊补或不动火修补。若裂纹长度大于100mm 时,除两末端钻孔外,最好焊补一块盖板,盖住裂纹,并在每一方向的超出距离不应小于200mm。处理更大裂纹时,应确实查清引起裂纹的直接原因,力求从根本上解决问题,最好是切割换新,切割缝距裂纹边宽度一般不小于1m , 使裂缝正好处于中间位置。
(4) 钢板或焊缝表面因外力导致的伤痕,深度在1mm 以内,可用堵漏胶粘接法修补或用环氧树脂玻璃布修补法。
(5) 对于罐底某一部位多处出现漏点不定、数量不详的整群渗漏点(在焊缝上) 的情况,最好的方法是用环氧树脂玻璃布修补法,条件成熟时也可用弹性聚氨脂涂覆法。
这里需要说明一点的是,当罐底出现渗漏时,油品就会渗入罐底沥青砂垫层,将沥青砂垫层稀释,其中一部分沥青会与油品混合并渗出罐基础外,同时油品也会积聚在垫层内,形成新的爆炸危险源。切割旧钢板时,一定要用手摇钻等冷法切割,将底板下浸油的沥青砂垫层掏出, 夯填新垫层。
方案三:加强罐底
加强罐底,顾名思义,就是通过给受到一定程度腐蚀的油罐底板表面涂覆高附着力的防腐涂料、涂贴耐腐蚀的玻璃布等方法,来达到增加底板厚度、提高罐底强度的目的。若存在下列情况,可考虑使用加强罐底方案。
(1) 罐底出现大面积防腐层脱落,锈蚀程度较轻,罐底穿孔点又不多(漏点位置、数量均清楚) ,局部堵漏处理后,全部底板及底圈板用弹性聚氨脂涂覆法内涂处理,涂层厚度按加强级控制在350μm 为宜。
(2) 罐底出现大面积锈蚀,腐蚀程度较重,罐底穿孔点较多(漏点位置、数量不完全清楚) ,钢板剩余厚度接近最小允许值,为提高罐底强度、增加钢板厚度和抗腐蚀性能,全部底板可用一层环氧树脂胶与一层玻璃布交错涂贴(一般为三胶二布或四胶三布) 环氧树脂玻璃布修补法处理。据日本资料介绍,这种做法与同厚度(350μm) 的环氧沥青涂层相比,在海水温度40 ℃时,前者可使用14年,后者仅使用1年。
(3)对罐底出现大面积严重锈蚀,罐底穿孔点普遍存在,也可在罐底上焊锚钩挂细钢丝网,现浇100mm C20 的碎石混凝土,表面做五层钢性防渗层或弹性聚氨脂涂料涂覆(七遍做法)。据有关单位试验,钢筋混凝土罐底,只要施工质量和防渗漏处理好,不仅比钢板罐底经济,而且使用寿命长。
2.2 油罐底板渗漏修补方法的选择
目前,对油罐渗漏油的修补,有动火修补和不动火修补(如封堵、胶粘、涂覆等) 两种方法。
(1) 动火修补法,适宜于油罐底板整体更换,或整块钢板更换,或罐底储油强度小于50 %等必须动火修补的情况。虽然动火修补对安全要求比较高,特别是在油库施工危险性大,动用人力、财力和物力较多,施工难度大,但是动火修补是彻底根治油罐渗漏的最有效方法,而且储油强度有保证。采用动火修补办法时,应进行必要的强度和施工图设计,所用钢材必须与罐体同材质或满足设计要求。目前,动火修补主要采用电焊、气焊明火焊接和手提砂轮、电钻冷火切割等手段来完成。
(2) 不动火修补法,适宜于油罐局部堵漏(如砂眼) 处理,或罐底储油强度尚可、锈蚀程度在允许范围内的底板补强(增厚度、增强度) 处理,以及容量较小的10m3 左右的汽车油罐车、200L 以下的油桶和油箱。不动火修补,在油库施工比较安全,材料用量少,是一种方便快捷、经济节约的好方法,但是其抗冲击性能差、耐用性能存在不确定性。在采用不动火修理方法时,所用材料必须耐油、耐水、稳定性好,而且不能影响到所储油品的质量。目前,不动火修补技术和方法比较多,油库比较常用的主要有:应急堵漏器(如特制木塞、法兰堵漏法、螺栓堵漏法等) 、堵漏胶粘接法、环氧树脂玻璃布修补法、弹性聚氨脂涂覆法。
在实际工作中,不论究竟采用何种修补方法,都应根据油库有关管理规定、技术条件和使用要求,在摸清渗漏点的位置、大小等情况,查清渗漏的原因和性质之后,综合研究确定。如果仅仅是为了解决局部渗漏油问题,在不需要动用太多的人力、财力和物力的情况下,建议以优先选用动火修补方法为好,毕竟这样比较直观,而且可以治根、治本。