楊建順 王俊領 王喬松

摘要：本文闡述了光固化聚合機理以及光固化復合材料的結(jié)構、性能和生產(chǎn)工藝;對光固化復合材料的耐溫性能、耐腐蝕性能進行了檢測試驗，其耐溫性能達到85℃，耐酸堿鹽腐蝕性能優(yōu)良;并以某6#儲罐為例，介紹了光固化復合材料在儲罐防腐工程中的施工工藝和質(zhì)量控制點。

關鍵詞：光固化;光固化復合材料;儲罐防腐

光固化復合材料材料是近十年來研究開發(fā)的一種新材料、新工藝。它由樹脂、光敏劑、添加劑、纖維增強材料組成。成型后，在日光、紫外光的照射下即可固化成性能優(yōu)異的結(jié)構性防腐、修復、增強材料。

1 光固化聚合原理

光敏劑PI在吸收紫外光獲取能量產(chǎn)生自由基R.。新的自由基引發(fā)、聚合實現(xiàn)鏈增長，形成高分子聚合物。自由基與自由基、聚合物與聚合物碰撞聚合，自由電子消失，聚合反應完成，鏈增長終止。

1.2 材料結(jié)構

光固化膠由光固化樹脂、光敏劑、添加劑組成，其光固化樹脂主要有環(huán)氧乙烯基樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂等，由纖維材料涂覆光固化膠即形成光固化復合材料，其纖維材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、維綸纖維等，根據(jù)生產(chǎn)運行工況，需要的結(jié)構性修復強度，選用不同纖維材料，以滿足生產(chǎn)要求。

1.3 生產(chǎn)工藝

將一定寬度的塑料薄膜卷材鋪設的傳送帶上，再將一層或多層纖維材料鋪設到薄膜上面，在薄膜和纖維材料上分別涂敷光固化膠，再將面層塑料薄膜鋪設到纖維材料上，經(jīng)輥壓形成光固化復合卷材。

2 光固化復合材料性能

2.1 性能指標

3 現(xiàn)場應用

3.1 材料特點

（1）材料強度高，拉伸強度≥50MPa，20*40mm孔貼補后耐壓10.0MPa;

（2）耐溫性能好，濕熱環(huán)境80℃，干燥環(huán)境130℃;

（3）耐候性好、耐腐蝕強;使用壽命20年以上;

（4）材料阻燃性好，達到V0級;體積收縮率小，成型體積收縮率≤0.3%;

（5）材料的自粘性好，可實現(xiàn)無縫隙搭接;與基材粘接強度高，剝離強度2MPa。

（6）產(chǎn)品為預浸卷材，便于現(xiàn)場施工質(zhì)量控制;避光長期儲存，無需冷藏;沒有揮發(fā)份，施工比較安全、環(huán)保;可自然光固化，節(jié)能降耗;

（7）固化速度快，可以“按需固化”在紫外光照射下幾分鐘便能固化;施工環(huán)境溫度沒有要求，可以在冬季施工。

3.2工程案例

3.3.1 某 4#、6#儲油罐光固化材料和環(huán)氧復合插層厚漿防腐涂料防護工程

（1）防護方案

某4#、6#儲油罐既承擔原油儲存沉降脫水任務，同時肩負好壞原油處理儲存處理任務，罐內(nèi)水液面波動大，水線較高，根據(jù)儲罐的材質(zhì)、儲存介質(zhì)、溫度、內(nèi)腐蝕環(huán)境，依據(jù)《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術規(guī)范》（GB 50393-2008）和光固化材料和環(huán)氧復合插層厚漿防腐技術試驗評價結(jié)果，對儲罐采取合理防腐材料保護設計。

（2）設計原則

1）原油儲罐底板內(nèi)表面和油水分界線以下的壁板內(nèi)表面，采用絕緣型防腐蝕涂料，涂層的表面電阻率應不低于1013Ω，且具有耐酸堿、耐鹽水、耐硫化物、耐油和耐溫的防腐蝕性能，涂層干膜厚度根據(jù)涂層配套體系確定厚度≥1.5 mm。

2）原油浮頂罐頂和罐內(nèi)壁的油水分界線以上采用耐油和耐水的導靜電防腐蝕涂料，涂層的表面電阻率應為 108-1011Ω，涂層干膜厚度根據(jù)涂層配套體系罐頂涂層厚度≥300μm、罐內(nèi)壁涂層厚度≥300μm。

（3）施工工藝過程

儲油罐罐底板和壁板采用光固化材料防護施工步驟如下：

清罐→腐蝕檢測→更換犧牲陽極→噴砂除銹→涂層噴涂施工→光固化防腐材料施工準備→刷涂底膠材料→光固化防腐材料粘貼→紫外光固化→檢驗→養(yǎng)護、驗收投產(chǎn)。

4 結(jié)論

（1）光固化復合材料為近十年來發(fā)展起來的新技術、新材料。具有廣泛的技術開發(fā)空間和市場應用前景其技術特點有。

（2）光固化復合材料應用于油田儲罐腐蝕治理，由于其優(yōu)異的耐腐蝕性能、較高的力學性能和便捷的施工工藝，是優(yōu)良的結(jié)構性修復材料，可以對腐蝕罐壁起到加強作用，有效的延長儲罐使用壽命。

（3）進一步加強光固化樹脂和纖維材料對于油田產(chǎn)出液和生產(chǎn)運行參數(shù)的適應性研究，以滿足不同生產(chǎn)工況的要求，同時優(yōu)化現(xiàn)場施工工藝，一定能為塔河油田金屬儲罐腐蝕治理工程探索出一條新路子。

參考文獻：

[1] 王紅梅，林筱華.光固化纖維增強復合片材在油氣儲罐罐頂修復中的應用.2015年全國石化企業(yè)裝備、維護與檢修高端研討會，2015.