光固化复合材料在储罐防腐中的应用

杨建顺 王俊领 王乔松

摘要：本文阐述了光固化聚合机理以及光固化复合材料的结构、性能和生产工艺;对光固化复合材料的耐温性能、耐腐蚀性能进行了检测试验，其耐温性能达到85℃，耐酸碱盐腐蚀性能优良;并以某6#储罐为例，介绍了光固化复合材料在储罐防腐工程中的施工工艺和质量控制点。

关键词：光固化;光固化复合材料;储罐防腐

光固化复合材料材料是近十年来研究开发的一种新材料、新工艺。它由树脂、光敏剂、添加剂、纤维增强材料组成。成型后，在日光、紫外光的照射下即可固化成性能优异的结构性防腐、修复、增强材料。

1 光固化聚合原理

光敏剂PI在吸收紫外光获取能量产生自由基R.。新的自由基引发、聚合实现链增长，形成高分子聚合物。自由基与自由基、聚合物与聚合物碰撞聚合，自由电子消失，聚合反应完成，链增长终止。

1.2 材料结构

光固化胶由光固化树脂、光敏剂、添加剂组成，其光固化树脂主要有环氧乙烯基树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂等，由纤维材料涂覆光固化胶即形成光固化复合材料，其纤维材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、维纶纤维等，根据生产运行工况，需要的结构性修复强度，选用不同纤维材料，以滿足生产要求。

1.3 生产工艺

将一定宽度的塑料薄膜卷材铺设的传送带上，再将一层或多层纤维材料铺设到薄膜上面，在薄膜和纤维材料上分别涂敷光固化胶，再将面层塑料薄膜铺设到纤维材料上，经辊压形成光固化复合卷材。

2 光固化复合材料性能

2.1 性能指标

3 现场应用

3.1 材料特点

（1）材料强度高，拉伸强度≥50MPa，20*40mm孔贴补后耐压10.0MPa;

（2）耐温性能好，湿热环境80℃，干燥环境130℃;

（3）耐候性好、耐腐蚀强;使用寿命20年以上;

（4）材料阻燃性好，达到V0级;体积收缩率小，成型体积收缩率≤0.3%;

（5）材料的自粘性好，可实现无缝隙搭接;与基材粘接强度高，剥离强度2MPa。

（6）产品为预浸卷材，便于现场施工质量控制;避光长期储存，无需冷藏;没有挥发份，施工比较安全、环保;可自然光固化，节能降耗;

（7）固化速度快，可以“按需固化”在紫外光照射下几分钟便能固化;施工环境温度没有要求，可以在冬季施工。

3.2工程案例

3.3.1 某 4#、6#储油罐光固化材料和环氧复合插层厚浆防腐涂料防护工程

（1）防护方案

某4#、6#储油罐既承担原油储存沉降脱水任务，同时肩负好坏原油处理储存处理任务，罐内水液面波动大，水线较高，根据储罐的材质、储存介质、温度、内腐蚀环境，依据《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》（GB 50393-2008）和光固化材料和环氧复合插层厚浆防腐技术试验评价结果，对储罐采取合理防腐材料保护设计。

（2）设计原则

1）原油储罐底板内表面和油水分界线以下的壁板内表面，采用绝缘型防腐蚀涂料，涂层的表面电阻率应不低于1013Ω，且具有耐酸碱、耐盐水、耐硫化物、耐油和耐温的防腐蚀性能，涂层干膜厚度根据涂层配套体系确定厚度≥1.5 mm。

2）原油浮顶罐顶和罐内壁的油水分界线以上采用耐油和耐水的导静电防腐蚀涂料，涂层的表面电阻率应为 108-1011Ω，涂层干膜厚度根据涂层配套体系罐顶涂层厚度≥300μm、罐内壁涂层厚度≥300μm。

（3）施工工艺过程

储油罐罐底板和壁板采用光固化材料防护施工步骤如下：

清罐→腐蚀检测→更换牺牲阳极→喷砂除锈→涂层喷涂施工→光固化防腐材料施工准备→刷涂底胶材料→光固化防腐材料粘贴→紫外光固化→检验→养护、验收投产。

4 结论

（1）光固化复合材料为近十年来发展起来的新技术、新材料。具有广泛的技术开发空间和市场应用前景其技术特点有。

（2）光固化复合材料应用于油田储罐腐蚀治理，由于其优异的耐腐蚀性能、较高的力学性能和便捷的施工工艺，是优良的结构性修复材料，可以对腐蚀罐壁起到加强作用，有效的延长储罐使用寿命。

（3）进一步加强光固化树脂和纤维材料对于油田产出液和生产运行参数的适应性研究，以满足不同生产工况的要求，同时优化现场施工工艺，一定能为塔河油田金属储罐腐蚀治理工程探索出一条新路子。

参考文献：

[1] 王红梅，林筱华.光固化纤维增强复合片材在油气储罐罐顶修复中的应用.2015年全国石化企业装备、维护与检修高端研讨会，2015.