曹建鷗，曹 峰

（江西省群力鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，南昌 331721）

0 引言

根據(jù)2019年最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國國內(nèi)大概有近12萬座加油站，從20世紀90年代起，我國逐步將加油站油罐從地上更換到地下，至今已經(jīng)在地下使用了20多年。加油站的傳統(tǒng)單層鋼制油罐由于埋地敷設(shè)，油罐長期處于地下腐蝕環(huán)境中，并因油罐內(nèi)外壁腐蝕等原因而受到不同程度的損傷從而容易發(fā)生泄漏，造成土壤和地下水污染的事故。

隨著人們環(huán)保意識的提高，國家對環(huán)境保護問題也日趨重視，因加油站埋地油罐泄漏而導(dǎo)致的土壤和水污染問題越來越引人注目。2018年1月1日我國新修訂的《水污染防治法》正式施行，此次《水污染防治法》要求加油站等地下油罐應(yīng)當(dāng)使用雙層罐或者采取建造防滲池等其他有效措施，并進行防滲漏監(jiān)測，防止地下水污染[1]。

本文對采用FRP玻璃鋼內(nèi)襯技術(shù)在加油站油罐改造中的實際應(yīng)用進行分析。油罐FRP玻璃鋼內(nèi)襯技術(shù)也叫油罐內(nèi)襯法改造技術(shù)，單層鋼制油罐內(nèi)襯改造則是在原有單層油罐的內(nèi)部進行清洗、噴砂、制作底層、制作間隙層、制作面層的一種工藝，使原來的單層油罐具備雙層油罐的安全環(huán)保要求，在鋼罐內(nèi)部制作一個具備存儲油品、防腐、防滲和滲漏檢測功能的雙層壁結(jié)構(gòu)的玻璃鋼內(nèi)罐。

1 油罐內(nèi)襯法的結(jié)構(gòu)

內(nèi)襯法油罐主要由在役鋼制外罐壁、內(nèi)涂層、貫通間隙層（中間夾層）、玻璃鋼層、保護層和導(dǎo)靜電涂層組成。如圖1所示。

（1）內(nèi)涂層

內(nèi)涂層功能是采用復(fù)合材料覆蓋在舊油罐內(nèi)壁的涂層，是直接與原有鋼罐壁接觸的基礎(chǔ)層。其作用為增加在役油罐的強度；在役鋼制油罐提供一層防腐層。

（2）貫通間隙層（中間夾層）

圖1 內(nèi)襯法雙層罐壁結(jié)構(gòu)示意圖

貫通間隙層功能是介于內(nèi)襯內(nèi)層與內(nèi)襯外層之間，具有足夠連續(xù)空間且獨立封閉，用于滲漏檢測的結(jié)構(gòu)層。作為中間夾層，起到貫通間隙的作用；形成雙層油罐夾層空間，以便于滲泄漏檢測。

（3）玻璃鋼層

玻璃鋼層功能為將短切玻璃纖維等涂敷在結(jié)構(gòu)層上所形成。作用為使油罐內(nèi)襯具有足夠的強度和剛度；構(gòu)成雙層空間的一側(cè)外壁，并為導(dǎo)靜電涂層提供粘結(jié)基礎(chǔ)；可以有效地防止罐內(nèi)油品腐蝕，使夾層空間的密封達到要求。

（4）保護層和導(dǎo)靜電涂層

保護層和導(dǎo)靜電涂層的功能為保護層可以讓油罐內(nèi)襯在燃油環(huán)境中增加使用壽命；導(dǎo)靜電涂層是涂裝在玻璃鋼層上的一個防靜電層，直接與儲存液體接觸。其作用是保護層防止油品與鋼罐內(nèi)壁接觸；導(dǎo)靜電涂層是將液體流動摩擦過程中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地，避免靜電放電。

2 油罐內(nèi)襯法使用的材料

內(nèi)襯法油罐要達到技術(shù)要求使用的功能，其涉及到的材料非常重要，油罐內(nèi)襯法構(gòu)成的主要有底涂料、無堿玻璃纖維、環(huán)氧樹脂及不飽和聚酯樹脂等。

表1 油罐內(nèi)襯改造原材料標(biāo)準

3 油罐內(nèi)襯法改造施工工藝

3.1 施工工序

施工前準備→清罐→罐內(nèi)壁除銹→鋼罐內(nèi)壁檢測處理→FRP基礎(chǔ)層制作→貫通間隙層制作→安裝檢測器→FRP加強層制作→間隙層真空測試→導(dǎo)電層制作→內(nèi)襯層驗收→整體驗收交業(yè)主使用。

3.2 施工前準備

因項目是對加油站原有油罐進行改造，對加油站四周用彩鋼瓦進行圍擋，高度為2 m，并設(shè)置警示標(biāo)識，禁止非施工人員進入。準許進入的相關(guān)人員須將手機及煙火及身上易產(chǎn)生靜電的金屬物品等放到加油站制定的收集柜中，進場人員必須穿戴防靜電工作服。如圖2所示。

圖2 廣東某加油站油罐內(nèi)襯改造

3.3 清罐除銹

舊單層油罐殘存的汽油柴油為高易燃易爆危險物品，因此改造前應(yīng)對油罐進行清油清污。清油清污應(yīng)盡可能抽出液體及強制通風(fēng)，實時對罐內(nèi)油氣濃度進行檢測，清理必須由專業(yè)資質(zhì)施工隊伍進行。罐內(nèi)壁除銹采用化學(xué)除銹法進行油罐的除銹，除銹過程中無可燃氣體產(chǎn)生，除銹劑性質(zhì)穩(wěn)定、無刺激性氣味、無強腐蝕性，能夠保障除銹人員的作業(yè)安全。如圖3所示。

圖3 舊油罐內(nèi)部清污除銹

3.4 鋼罐內(nèi)壁檢測處理

鋼罐內(nèi)壁表面除銹后應(yīng)露出金屬光澤，表面有一定的粗糙度，罐內(nèi)邊角等處進行預(yù)處理，采用樹脂膩子填充，使邊角處形成圓滑過渡，均勻涂刷樹脂粘接劑，提高與FRP基礎(chǔ)層的粘接強度，防止分層。

3.5 FRP基礎(chǔ)層制作

FRP基礎(chǔ)層的施工采用噴射工藝，采用樹脂和短切纖維混合，將纖維裝入噴槍剪切裝置中，將混合后的FRP均勻的噴射在罐壁上，并脫泡。施工完畢后應(yīng)進行電火花檢測，電火花厚度檢測大于或等于2 mm；巴氏硬度檢測大于40 HBa。

3.6 貫通間隙層制作、安裝檢測器

將間隙層固定在FRP基礎(chǔ)層上，構(gòu)成夾層空間。安裝泄漏檢測系統(tǒng)，內(nèi)襯法一般采用壓力法或真空法進行夾層泄漏監(jiān)測，在FRP加強層未固化時，應(yīng)進行夾層導(dǎo)出管的安裝，并在人孔處引出罐外。

3.7 FRP加強層制作、間隙層真空測試

FRP加強層施工采用噴射工藝，將FRP均勻的噴射在間隙層上，并脫泡。電火花檢測厚度大于或等于4 mm；巴氏硬度檢測大于40 HBa。在FRP加強層施工完成后，進行間隙層真空測試，發(fā)現(xiàn)問題便于及時修補。在間隙層導(dǎo)出管處接上真空泵和真空壓力表，將間隙層空間抽真空到-40 kPa，測試持續(xù)30 min應(yīng)無泄漏[2]。

室內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)采用液晶顯示的真空式滲漏檢測儀用負壓法可對油罐進行實時監(jiān)測。

3.8 內(nèi)表面導(dǎo)電層制作

按照設(shè)計的鋪設(shè)范圍如圖4所示，將剪裁好的碳纖維布浸潤樹脂后鋪設(shè)在罐內(nèi)，鋪設(shè)的過程中要注意樹脂含量的控制，在保證粘接良好的條件下，樹脂含量盡量降低。碳纖維布之間的搭接長度為100 mm。鋪設(shè)至人孔位置時，提前用除銹劑將人孔法蘭直管段進行除銹，漏出金屬光澤，將碳纖維布直接鋪設(shè)在裸露的金屬表面上。

圖4 碳纖維鋪設(shè)位置

4 檢測和驗收

（1）電火花針孔檢測對FRP外層進行15 kV電火花全面積掃擦，無放電為合格。

（2）超聲波厚度檢測高強復(fù)合材料內(nèi)襯成型產(chǎn)品的厚度規(guī)格為：FRP厚度大于或等于9 mm。如圖5所示。

（3）巴氏硬度檢測巴氏硬度測試應(yīng)按照GB/T 3854《纖維增強塑料巴氏硬度試驗方法》進行，測試內(nèi)罐體FRP層表面巴氏硬度測得數(shù)值大于或等于36 HBa。

（4）間隙層壓力測試貫通間隙緩慢加壓至-35 kPa，保壓30 min，以無降壓、無泄漏為合格。

（5）抗靜電性能測試采用專用儀器對罐內(nèi)進行內(nèi)壁表面電阻率測試，其表面電阻率應(yīng)小于或等于1×109Ω。

圖5 油罐內(nèi)襯法施工情況

5 采用的先進真空導(dǎo)入技術(shù)

油罐內(nèi)襯式還采用了核心真空導(dǎo)入技術(shù)，其優(yōu)點如下。

（1）產(chǎn)品性能優(yōu)良。真空導(dǎo)入工藝物理性能比手糊工藝和噴射工藝的提高50%以上。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。真空導(dǎo)入工藝受人工影響小，產(chǎn)品缺陷少。

（3）產(chǎn)品抗疲勞性能高。真空導(dǎo)入工藝纖維含量高，孔隙率低，層間強度高。

（4）環(huán)境友善。真空導(dǎo)入工藝是一種閉模工藝，改善工作環(huán)境，提高安全性。

（5）產(chǎn)品精度好。真空導(dǎo)入工藝產(chǎn)品內(nèi)壁光滑，表面自然形成富樹脂層，有效阻止?jié)B漏，減少打磨和涂刷時間[3]。

（6）滲漏檢測安全快捷。采用檢測立管形式進行油罐的泄露檢測，無需再罐體上開孔，施工快捷安全。

應(yīng)用真空導(dǎo)入技術(shù)的內(nèi)襯式油罐，使得舊罐內(nèi)部制作雙層油罐性能更加優(yōu)越。經(jīng)過改造后的雙層罐完全符合GB 50156《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》中對于加油站儲油罐進行雙層油罐改造要求和標(biāo)準。

6 結(jié)束語

加油站油罐內(nèi)襯式改造，采用的是FRP內(nèi)罐成型技術(shù)，是為了加油站在不進行大面積開挖更換油罐的條件下，在舊罐內(nèi)部制作FRP雙層油罐的技術(shù)，可完美解決油罐因腐蝕穿孔產(chǎn)生的漏油現(xiàn)象，滿足環(huán)保要求。并具有以下特點：（1）無需移動現(xiàn)有油罐，無需破壞周圍區(qū)域和設(shè)備，縮短加油站改造停業(yè)時間；（2）真空導(dǎo)入技術(shù)，施工周期短罐內(nèi)不產(chǎn)生危險氣體，安全性高，施工周期短；（3）內(nèi)襯式油罐使用樹脂和玻璃纖維混合成的玻璃鋼材料，可以滿足加油站油罐油品的儲存；（4）內(nèi)襯式油罐特殊的防靜電工藝，使內(nèi)襯整體導(dǎo)電，且表面電阻率小于或等于109Ω。

FRP玻璃鋼內(nèi)襯技術(shù)施工周期短、施工成本低、運維成本低、安全環(huán)保性好、油罐使用壽命長。該技術(shù)無需整罐開挖，只在油罐內(nèi)部施工，縮短了施工周期[4]。施工成本低，改造費用約為同規(guī)格新雙層鋼罐的60%～80%，遠低于新雙層玻璃鋼罐的價格；無需定期清罐，降低了運行維護成本；玻璃鋼材料優(yōu)良的防腐蝕性能使油罐能有效地抵御油品腐蝕，且對油品品質(zhì)影響較小[5]。安裝于貫通間隙層的滲泄檢測系統(tǒng)能實時監(jiān)測滲泄漏并及時報警；FRP玻璃鋼材料對人體的損害小。內(nèi)涂層的環(huán)氧樹脂耐腐蝕性強，能保護在役鋼制油罐的內(nèi)壁不受腐蝕；玻璃鋼能有效地抵御油品侵蝕，從而延長油罐的使用壽命。