一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法
【专利说明】一种钢制储罐腐蚀四坑的修补方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法，属于焊接技术领域。适用于存储物质中H+含量水平较低、凹坑腐蚀深度小于1/2罐壁厚度的钢制储罐的缺陷修补与罐体加固。
【背景技术】
[0003]随着国民经济的发展，储罐在工业生产和交通运输等领域得到广泛的应用，在油气料、液体化工材料等物质的生产和储运过程中发挥了十分重要的作用。而随着时间的推移，在H2S、水蒸气和空气等物质的共同作用下，钢制储罐将逐渐被腐蚀，内表面出现凹坑等缺陷，这将严重威胁储罐的安全使用并缩短储罐的使用寿命。因此，钢制储罐的凹坑腐蚀的修补及加固问题受到越来越多的关注。
[0004]现阶段钢制储罐凹坑缺陷修补常用的方法主要是机械修补法。机械修补法的基本思想就是切除凹坑缺陷部位的钢板，焊接上新钢板。该方法耗费较多的人力、物力和财力，且在焊接新钢板时可能会引起应力集中及新裂纹；同时，机械修补法属动火操作，为确保切害J、焊接钢板时的火星不引起事故，安全防护费用较高，且修补所需时间较长，这对于急需重新投入使用的储罐来说是难以接受的。
[0005]为了解决储罐腐蚀的修补问题，申请号为CN201310729841.1、专利名称为一种利用碳纤维修复储罐的方法提出了一种储罐除锈加固的方法。上述发明专利主要包括6步，依次为第一步对罐体腐蚀的部位进行除锈加固，形成加固层；第二步打腻子，抹平；第三步抹胶，涂抹碳纤维布专用胶；第四步粘贴碳纤维布，根据需要确定粘贴层数，第五步在碳纤维布上打腻子；第六步喷涂面胶，形成面胶层。上述发明存在以下问题:①未对凹坑缺陷进行填补、防腐等处理，加固后仍可能是薄弱环节；②直接粘贴在内表面的碳纤维布层可能会与储罐所存储物质发生反应而遭到破坏，无法起到加固的作用；③在罐体表面及碳纤维布上打腻子会降低碳纤维布与罐体、碳纤维布与碳纤维布之间的粘结力。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法，它可以在保证修补、加固效果的同时降低施工难度与修补费用。
[0007]本发明采用的技术方案为:
一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法，包括如下步骤:
它由填补凹坑的铝材、与存储物质直接接触的内表面喷铝防腐层以及分担内压的外表面碳纤维布加固层等三部分组成。三者的结合使用能够更持久、更有效地保护、加固储罐。
[0008]1)对钢制储罐的凹坑及其内外表面附近部位进行清洗处理，使之露出新鲜钢材；
2)用熔化的铝液将凹坑填平，冷却后将凸出铝材打磨至与周边罐壁平齐； 3)再次清洗凹坑附近的铝材粉末，进行喷铝施工；
4)喷铝完成后，利用碳弧进行重熔处理，利用碳弧的高温融化铝层和罐壁表面钢材，使两者融合在一起；
5)重熔处理完成冷却后进行封孔处理，先刷底漆，再刷面漆；
6)在与凹坑对应的钢制储罐外壁上，粘贴碳纤维布作为加固层；
7)在碳纤维布表面再刮涂一层环氧胶泥。
[0009]在上述技术方案中，喷铝防腐层的施工在凹坑填平打磨及清洗后进行，采用等离子或高速热喷工艺，喷铝的层数及厚度根据所存储物质的腐蚀性确定，喷铝层厚度不宜小于250 μ m，腐蚀性强的情况酌情加厚。
[0010]在上述技术方案中，喷铝层完成后采用碳弧对其进行重熔处理，利用碳弧的高温融化铝层和罐壁表面钢材使两者融合在一起。
[0011]在上述技术方案中，重熔处理完成冷却后进行封孔处理，封孔材料采用无机富锌涂料作底漆和环氧煤沥青涂料作面漆，底漆、面漆的涂刷道数及厚度根据铝层喷涂效果及所储物质的腐蚀性确定，底漆、面漆道数各在2道以上，总厚度不宜小于200 μπι。
[0012]在上述技术方案中，碳纤维布加固层在重熔处理冷却后进行，所使用的碳纤维布的纤维为连续纤维，且为聚丙烯腈基(PAN基)12K或12K以下的小丝束纤维。
[0013]在上述技术方案中，碳纤维布的粘贴层数为一层或数层不等，具体粘贴层数根据内压和罐壁腐蚀情况通过简单的有限元计算确定。
[0014]在上述技术方案中，碳纤维布的粘结剂采用环氧树脂胶，且在粘贴完成后需在其表面再刮涂一层环氧胶泥。
[0015]本发明适用于钢制储罐腐蚀凹坑的修补与罐体加固。
[0016]本发明的原理如下:a、填补凹坑的铝材。在凹坑清洗后进行填补，并使之与罐壁齐平，起到平整罐壁、方便后期喷铝施工及喷铝防腐层腐蚀穿孔后作为阳极减缓罐壁腐蚀的作用。b、喷铝防腐层。喷铝防腐层由铝质薄层和封孔涂层构成，隔绝存储物质与罐壁的直接接触，起到减缓甚至阻止腐蚀进一步发展的作用。c、碳纤维布加固层。加固层由数层碳纤维布粘结而成，起到加固罐体、分担储罐内压的作用。
[0017]与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下:
1)无需切割和焊接，降低了修补难度，减少了使用明火的可能性，规避了因焊接带来的风险。
[0018]2)无需切割和焊接，不会产生新的应力集中和裂纹，对提高储罐的耐腐蚀性及使用年限很有利。
[0019]3)碳纤维布强度高，承载性能优异，能够承担较大荷载，且便于裁剪成各种形状，施工简单、便捷。
[0020]4)碳纤维布使用寿命长，可隔绝雨水和空气对罐体外壁的侵蚀，延长储罐的使用寿命ο
【附图说明】
[0021]图1是一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法的示意图。
[0022]图中:1 一凹坑填补铝材；2—喷铝防腐层；3—碳纤维布加固层；4一腐蚀凹坑； 5—_壁；6—招质喷层；7—无机富锌底漆；8—环氧煤沥青面漆；9一碳纤维布；10—环氧胶。
[0023]说明:I?νπ为施工次序，其中I为清洗罐壁表面污物及打磨，附图无法标明，特此说明。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图详细说明本发明的修补与加固流程，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚并易于理解。
[0025]如图1所示，一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补与罐体加固之处，包括:填补凹坑的铝材1、与存储物质直接接触的罐体内表面喷铝防腐层2以及分担内压的罐体外表面碳纤维布加固层3。
[0026]本发明的具体施工过程如下:
1)采用刮或铲、打磨和高压水枪喷射稀酸或稀碱溶液等方式清洗罐壁凹坑及其内、夕卜表面5倍凹坑直径范围内的污物，使之露出新鲜钢材，并使用吹尘枪喷除残留的水渍和打磨留下的粉末，保持加固部位表面无水无尘(工序I )。
[0027]2)凹坑清洗完毕后，利用ZP-15-15KW中频熔炼炉(江阴瑞邦机电有限公司生产)将填补铝材熔化后注入凹坑，使之与罐壁齐平，冷却后，若有凸出的铝材，利用磨光机将其磨平。(工序II)
3)再次使用吹尘枪喷除喷层范围内的铝材粉末等污物，然后使用STR-250-D型喷铝机(张家港市斯特尔涂装设备公司生产)进行喷铝作业(工序III)。
[0028]4)喷铝完成后，利用碳弧进行重熔处理(工序IV)。
[0029]5)重熔处理冷却后进行封孔处理，先刷底漆，再刷面漆(工序V)。
[0030]6)进行封孔处理的同时亦可开始进行罐体外表面碳纤维布加固层的施工(工序VI)。
[0031]7)碳纤维布粘贴完后在其表面再刮涂一层环氧胶泥(工序VD。
【主权项】
1.一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)对钢制储罐的凹坑及附近部位进行清污及打磨处理，对于难以清洗、打磨的部位采用稀酸或稀碱溶液进行清洗，使之露出新鲜钢材； 2)用熔化的铝液将凹坑填平，冷却后将凸出铝材打磨至与周边罐壁平齐； 3)再次清洗凹坑附近的铝材粉末，进行喷铝施工； 4)喷铝完成后，利用碳弧进行重熔处理，利用碳弧的高温融化铝层和罐壁表面钢材，使两者融合在一起； 5)重熔处理完成冷却后进行封孔处理，先刷底漆，再刷面漆； 6)在与凹坑对应的钢制储罐外壁上，粘贴碳纤维布作为加固层； 7)在碳纤维布表面再刮涂一层环氧胶泥。2.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，步骤3)中，采用等离子或高速热喷工艺喷铝。3.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，步骤4)中，封孔处理采用无机富锌涂料作底漆和环氧煤沥青涂料作面漆。4.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，步骤6)中，所使用的碳纤维布的纤维为连续纤维，且为聚丙烯腈基12K或12Κ以下的小丝束纤维。
【专利摘要】本发明涉及一种钢制储罐腐蚀凹坑的修补方法，属于焊接技术领域。修补后凹坑处包括填补凹坑的铝材、内表面喷铝防腐层以及外表面碳纤维布加固层三部分。修补方法中的凹坑填补铝材起到平整罐壁、方便后期防腐层施工及防腐层腐蚀穿孔后作为阳极减缓罐壁腐蚀的作用；内表面的喷铝防腐层可隔绝所储物质与罐壁钢材的直接接触，起到减缓甚至阻止腐蚀进一步发展、保护罐壁的作用；外表面的碳纤维布加固层加固罐体并分担内压，避免储罐因罐壁减薄无法承担内压而退出使用。三者的结合使用可以更持久、更有效地保护、加固储罐。
【IPC分类】C23C4/18, C23C4/08, B23P6/00
【公开号】CN105345388
【申请号】CN201510851061
【发明人】曹生荣, 宾海峰
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月30日