专利名称：一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法
技术领域：
本发明属于金属腐蚀与防护技术领域，涉及一种金属油罐的防腐方法，具体涉及一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法。
背景技术：
近年来，高酸、高硫、高含水量原油不断进入我国，加重了油罐内的腐蚀，使得国内的油罐安全无维修生产周期一般仅在3 5年。目前在油罐腐蚀和防护技术的研究方面有了较大的发展，对油罐的腐蚀状况、腐蚀原因以及油罐腐蚀的影响因素，包括油罐罐底污泥中微生物对腐蚀的影响，腐蚀环境下储油罐可靠性的评价方法等均有了一些研究成果。同时，在油罐的防腐措施方面，国内外研究者和工程技术人员也对各种阴极保护材料，如Zn、Mg、Al等，以及不同缓蚀剂在油罐防腐中的应用效果进行了实验和研究，提出了相应的防腐 措施。上述研究和技术措施虽然较为全面和细致，但所提出的防腐技术基本只局限于缓蚀剂的选择以及锌、镁等金属的阴极保护措施，而对金属铝喷涂层在油罐沉积水区的防腐作用以及油罐沉积水中杀生涂层的选择和应用鲜见报道，对金属喷涂与杀生涂层的联合防腐技术则未见报道。随着进口原油不断进入我国，特别是中东进口原油中含硫量高，对国内石化、化工行业设备的耐腐蚀性能提出了越来越高的要求。加强石化行业油品储罐腐蚀机理的研究，开发价格低廉、高效持久的防腐新技术和新工艺，提高油品储罐的使用寿命，是整个石化行业亟待解决的问题。该项工作不仅可提高工业企业的设备管理水平，而且对降低检维修费用，节约原材料和能源，减少环境污染，创建无泄漏工厂均具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，针对油罐底积存水等腐蚀介质，对罐体采用阴极保护涂层和杀生剂涂层联合防护处理，杜绝油罐底积存水区的微生物腐蚀，能够有效降低均匀腐蚀速率和孔蚀倾向，提高防腐性能，延长油罐使用寿命。本发明采用的技术方案如下
一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于首先在油罐基体金属表面喷涂金属防腐涂层，再在金属喷涂层表面涂覆以天然浙青改性的环氧树脂作为基体，以聚酰胺或异氰酸酯作为交联剂，季胺盐、苯丙异噻唑啉酮或其混合物作为杀生剂的杀生涂层。在油罐基体金属表面喷涂的金属防腐涂层，可对基体金属起到阴极保护的作用，同时在金属喷涂层表面涂覆杀生涂层，可以避免油罐沉积水中滋生的微生物，如硫细菌、铁细菌和腐生菌等对金属所产生的微生物腐蚀，进一步提高喷涂层的寿命。所述的金属防腐涂层为金属锌、铝或它们的合金，或锌、铝或它们的合金与非金属(如玻璃鳞片)的复合涂层。所述的金属防腐涂层的喷涂方法包括如下步骤(I)清洗
采用温度> 70°C、压力> 12MPa加洗涤剂的水清洗罐内油污。(2)补蚀坑
对罐壁和罐底已有的蚀坑采用堆焊方法修复后打磨至平。(3)喷砂除锈
采用喷砂方法对罐壁和罐底表面进行除锈处理。(4)喷金属
采用电弧喷涂设备，进行罐体、罐底表面的喷涂。
所述的金属防腐涂层喷涂厚度> 120 ii m,金属层与母材的附着力> 5MPa。本发明在金属喷涂的基础上涂覆杀生涂层进行封闭处理，可有效防止罐底沉积水中微生物，包括硫细菌、铁细菌和腐生菌等在罐体上的附着，减小由此而导致的微生物腐蚀和垢下腐蚀，进一步提高材料的耐腐蚀性能。所述的杀生涂层选择天然浙青改性的环氧树脂作为基体，以聚酰胺或异氰酸酯作为交联剂，季胺盐或苯丙异噻唑啉酮，或它们的混合物作为杀生剂。在涂覆前将等量质量的环氧树脂与聚酰胺或异氰酸酯混合，并加入l_15ppm的季胺盐、苯丙异噻唑啉酮或它们的混合物，混合均匀后，采用人工方法涂覆于罐体内壁或罐底。所述的杀生涂层的涂覆层厚度> 150 ii m,且在涂覆完成24小时固化完成后需要进行养护并作检查验收。所述的季胺盐优选十二烷基二甲基苄基氯化铵，苯丙异噻唑啉酮优选1，2_苯丙异噻唑啉-3-酮。无论有无抗菌涂层，喷铝和喷铝+玻璃鳞片的防腐涂层均可有效降低油罐基体金属材料的均匀腐蚀，但现有的金属表面喷涂的方法未涉及到微生物腐蚀和相应处理手段。虽然抗菌涂层本身也可起到降低材料腐蚀速率的作用，但其保护度相对较低，如果抗菌涂层与表面喷涂的其他手段一起采用则可取得相当的效果。本发明方法由金属涂层和抗菌涂层形成对罐体的双重保护，抗菌涂层的涂覆进一步提高了材料的耐腐蚀性能，在油罐沉积水区域防腐性能优异。本发明可应用于石油、石化、化工等流程工业企业各种碳钢制油品储罐的内表面防腐处理，防止由氯离子、硫离子、硫酸根离子等所造成的均匀腐蚀和点蚀，并可有效防止罐底沉积水中微生物，包括硫细菌、铁细菌和腐生菌等在罐体上的附着，减小由此而导致的微生物腐蚀和垢下腐蚀。本发明方法针以油罐底积存水为腐蚀介质，对碳钢罐体采用阴极保护涂层和杀生剂涂层联合防护处理，杜绝油罐底积存水区的微生物腐蚀，有效降低均匀腐蚀速率和孔蚀倾向。本发明方法由金属涂层和抗菌涂层形成对罐体内壁的双重保护，在油罐沉积水区域防腐性能优异，使用寿命长，可为企业节约大量人、财、物资源，同时也为石化行业同类环境条件下过程装备腐蚀失效问题的解决提供一条研究和探索的途径。既具有理论意义，又具有重大的社会、经济效益。
为了更好的说明本发明内容，下面通过具体实施例作进一步描述。本发明的保护范围由权利要求书加以限定。
图I空白试片朝下面试片外观。图2空白试片朝上面试片外观。图3喷铝防腐涂层后涂覆抗菌涂层试片外观。图4喷铝与玻璃鳞片复合涂层后涂覆抗菌涂层试片外观。
具体实施例方式采用本发明方法对油罐罐体内壁进行防腐处理，在罐体内表面喷涂铝或铝与玻璃 鳞片形成的阴极保护金属涂层，对罐体金属形成阴极保护；在金属防腐涂层上涂覆有改性环氧树脂和杀生剂组成的杀生抗菌涂层，防止罐底沉积水区域各类细菌沉积所形成的微生物腐蚀。具体方法包括如下步骤
I、金属喷涂工艺
(I)清洗
采用温度> 70°C、压力> 12MPa加洗涤剂的水清洗罐内油污。(2)补蚀坑
对罐壁和罐底已有的蚀坑，尤其是尺寸较大的蚀坑用堆焊方法修复后打磨至平。(3)喷砂除锈
采用喷砂方法对罐壁和罐底表面进行除锈处理，清洁度达IS08501-1 Sa3，粗糙度达IS08503-1 3 级。该工序的目的是对喷涂表面进行除油、除锈和脱脂。需要由无油螺杆压缩机、冷冻干燥机和缓冲储气罐共同组成的压缩空气系统提供洁净的压缩空气，同时选择自动进砂喷砂机进行喷砂操作。(4)喷金属
采用电弧喷涂设备，在有无油螺杆压缩机、冷冻干燥机和缓冲储气罐共同组成的压缩空气系统提供洁净的压缩空气的条件下，进行罐体、罐底表面的喷涂。执行标准为IS02063，喷涂厚度> 120 iim，所喷金属层与集体母材的附着力> 5MPa。2、杀生涂层封闭处理
选择天然浙青改性的环氧树脂作为基体，以聚酰胺或异氰酸酯作为交联剂，十二烷基二甲基苄基氯化铵、1，2-苯丙异噻唑啉-3-酮或其混合物作为杀生剂。在涂覆前将等量的环氧树脂与聚酰胺或异氰酸酯混合，并加入l_15ppm十二烷基二甲基苄基氯化铵、1，2-苯丙异噻唑啉-3-酮或其混合物后混合均匀，采用人工方法涂覆于罐体内壁或罐底。执行标准为IS012944/C4，涂覆层厚度> 150 iim，且在涂覆完成24小时固化完成后需要进行养护并作检查验收。自2009年5月26日至2010年2月底，在某芳烃厂贮运车间污油罐内进行了现场挂片试验。试验挂片取出后，采用失重法评定了不同防腐措施对A3钢均匀腐蚀情况的影响。
一般采用挂片的失重率来描述不同防腐措施防止均匀腐蚀的效果。油罐内积存水区域腐蚀挂片的失重率如下表I所示。表I 挂片试验结果
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由上表可知，无论有无抗菌涂层，喷铝和喷铝+玻璃鳞片的防腐涂层均可有效降低材料的均匀腐蚀。另外，虽然抗菌涂层本身也可起到降低材料腐蚀速率的作用，但其保护度相对较低，不过如果将抗菌涂层与表面喷涂的其他手段一起采用则可取得意想不到的效果。如上表所示，只喷涂铝+玻璃鳞片，无抗菌涂层时，防腐涂层的保护度为83. 9%，但一旦涂覆抗菌涂层后，其涂层的保护度则高达95. 7%。因此，从均匀腐蚀失重率的角度，证明了复合材料阴极保护涂层的有效性以及防止微生物腐蚀对于减少油罐积存水区域碳钢材料腐蚀状况的重要性。挂片试验中，空白试片所出现的腐蚀情况如图I和图2所示。由图可见，空白试片朝下一面基本上没有受到值得注意的局部腐蚀，而朝上面试片局部腐蚀则较为明显，既有点蚀也有坑蚀和垢下腐蚀，其中点蚀密度为6个/cm2，最大深度约为0. 012mm。图3和图4分别为喷铝后涂覆抗菌涂层以及喷铝+玻璃鳞片复合涂层后涂覆抗菌涂层的试片在积存水中浸泡8个月后的情况。其中试片表面的黑色部分并非局部腐蚀所致，而是因为涂覆抗菌涂层时在试片边缘留有少量不严密封口，使得积存水渗入涂层下形成的，显然试片表面无可见的局部腐蚀状况。抗菌涂层的涂覆提高了材料的耐局部腐蚀性倉泛。
权利要求
1.一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于首先在油罐基体金属表面喷涂金属防腐涂层，再在金属喷涂层表面涂覆以天然浙青改性的环氧树脂作为基体，以聚酰胺或异氰酸酯作为交联剂，季胺盐、苯丙异噻唑啉酮或其混合物作为杀生剂的杀生涂层。
2.根据权利要求I所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的金属防腐涂层为金属锌、铝或它们的合金，或锌、铝或它们的合金与非金属的复合涂层。
3.根据权利要求2所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的金属防腐涂层为铝与玻璃鳞片的复合涂层。
4.根据权利要求I所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的金属防腐涂层的喷涂方法包括如下步骤 (1)清洗采用温度>70°C、压力> 12MPa加洗涤剂的水清洗罐内油污； (2)补蚀坑对罐壁和罐底已有的蚀坑采用堆焊方法修复后打磨至平； (3)喷砂除锈采用喷砂方法对罐壁和罐底表面进行除锈处理； (4)金属喷涂采用电弧喷涂设备，进行罐体、罐底表面的喷涂。
5.根据权利要求I所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的金属防腐涂层喷涂厚度> 120 ii m,金属层与母材的附着力> 5MPa。
6.根据权利要求I所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的杀生涂层为等量的环氧树脂与聚酰胺或异氰酸酯混合，并加入l_15ppm的季胺盐、苯丙异噻唑啉酮或其混合物。
7.根据权利要求6所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的季胺盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵，苯丙异噻唑啉酮为1，2-苯丙异噻唑啉-3-酮。
8.根据权利要求I所述的油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，其特征在于所述的杀生涂层的涂覆层厚度> 150 ym。
全文摘要
本发明公开了一种油罐表面喷涂及杀生涂层联合防腐的方法，首先在油罐基体金属表面喷涂金属防腐涂层，再在金属喷涂层表面涂覆以天然沥青改性的环氧树脂作为基体，以聚酰胺或异氰酸酯作为交联剂，以季胺盐或苯丙异噻唑啉酮作为杀生剂的杀生涂层。本发明方法由金属涂层和杀生涂层形成对罐体内壁的双重保护，杜绝油罐底积存水区的微生物腐蚀，有效降低均匀腐蚀速率和孔蚀倾向，在油罐沉积水区域防腐性能优异，使用寿命长。
文档编号C09D5/14GK102744186SQ20111010095
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者周永璋, 奚冬兴, 孙正毅, 柏中中, 陈晓刚, 陈晔, 顾伯勤 申请人:中国石化扬子石油化工有限公司, 中国石油化工股份有限公司