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 钢板厚度 麻点深度 表2 油罐底板麻点深度允许值 4 1.5 5 1.8 6 2.2 7 2.5 mm > 4 3.0 mm 8 2.8 9 3.2 10 3.5

油罐底板允许最小余厚值 4 2.5

钢板厚度 允许最小余厚

(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350μ m 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(350μ m) 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。