陳博遠(yuǎn)，梁 民，朱華平，梁 洪，陳中華，楊金鑫

(1 廣東達(dá)爾新型材料有限公司，廣東 廣州 510000；2 中國(guó)石化集團(tuán)茂名石油化工有限公司，廣東 茂名 525000；3 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510000)

噴涂聚脲(SPUA)自20世紀(jì)90年代引入中國(guó)市場(chǎng)，以高強(qiáng)度力學(xué)性能、優(yōu)異伸長(zhǎng)率、無(wú)縫結(jié)合的特點(diǎn)，廣泛用于高檔防水領(lǐng)域。例如水庫(kù)大壩防水、高鐵橋梁防水等[2]。在21世紀(jì)初，高鐵的迅猛發(fā)展，從而帶動(dòng)了聚脲的快速發(fā)展。聚脲由于快速固化的特點(diǎn)，10秒凝膠，5分鐘達(dá)到步行強(qiáng)度，30分鐘可以達(dá)到行駛車輛強(qiáng)度。對(duì)于一些快速施工，快速投入使用的場(chǎng)合具有非常好的優(yōu)勢(shì)。

改性防腐聚脲為防水聚脲改進(jìn)產(chǎn)品。在保留噴涂聚脲快施工快固化的基礎(chǔ)上，對(duì)其防腐性能進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得相對(duì)于傳統(tǒng)防水聚脲有更好的防腐性能[2]，尤其是耐各種原油、中間油、成品油方面，性能優(yōu)勢(shì)明顯。相對(duì)于傳統(tǒng)水性防腐涂料每道施工干膜厚度不超過(guò)50 μm，350 μm漆膜需要施工七道。尤其是在每年3-6月份華南濕度較大的時(shí)候，水性防腐涂料每天施工一道還未必能干透，從而嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。改性防腐聚脲一遍施工厚度可達(dá)2000 μm以上不流掛，且10秒固化，快速施工，快速固化，從而更快投入使用[3]。改性防腐聚脲在固化后，基本不受雨水影響。

對(duì)于儲(chǔ)罐的防腐是一個(gè)復(fù)雜的工程。工程所涉及問(wèn)題較多，例如基材處理，鋼結(jié)構(gòu)基材需要噴砂至Sa2.5以上無(wú)銹點(diǎn)才能保證工程質(zhì)量；還有環(huán)境影響，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境直接影響到整個(gè)工程質(zhì)量。最后材料、施工工藝的選擇也是至關(guān)重要[4]。下面以茂石化原油儲(chǔ)罐聚脲防腐工程為實(shí)例，探討防腐聚脲在實(shí)際防腐工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司、中國(guó)石化集團(tuán)茂名石油化工有限公司對(duì)外統(tǒng)稱茂名石化，茂名石化始建于1955年5月，是新中國(guó)“一五”期間156個(gè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，以開(kāi)采油母頁(yè)巖、加工“人造石油”起家。目前，煉油加工能力達(dá)到2000萬(wàn)噸/年，乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到110萬(wàn)噸/年，同時(shí)擁有熱電分部、港口分部、鐵路運(yùn)輸分部、原油和成品油輸送管道以及30萬(wàn)噸級(jí)單點(diǎn)系泊海上原油接卸系統(tǒng)等較完善的配套系統(tǒng)。

茂石化港口分部主要負(fù)責(zé)原油、汽油、煤油、柴油、重油、石腦油、液體化工產(chǎn)品及雜貨的裝卸、儲(chǔ)輸、中轉(zhuǎn)等生產(chǎn)任務(wù)?，F(xiàn)有兩座碼頭共5個(gè)泊位，30萬(wàn)噸級(jí)海上單點(diǎn)系泊原油接卸系統(tǒng)，湛江站罐區(qū)和北山嶺罐區(qū)分別至茂名站罐區(qū)的兩條原油長(zhǎng)輸管線，北山嶺原油庫(kù)、中國(guó)石化商業(yè)儲(chǔ)備庫(kù)、湛江站原油庫(kù)、港區(qū)成品油庫(kù)和液體化工品庫(kù)等設(shè)施。

本工程項(xiàng)目位于北山嶺罐區(qū)的115#罐。施工對(duì)象為115#罐的浮盤(pán)外表面及防風(fēng)圈和加強(qiáng)圈，施工材料為廣東達(dá)爾新型材料有限公司的DR-Polyurea 702鋼結(jié)構(gòu)專用底漆、DR-Polyurea 607改性防腐聚脲和DR-Polyurea 608高性能耐候聚脲。

2 施工難點(diǎn)分析

2.1 工期緊，陣雨頻繁

于2020.3.5日接到業(yè)主單位通知，國(guó)家原油儲(chǔ)備庫(kù)12.5萬(wàn)立方的115#罐進(jìn)行大修，工期僅有短短的40天(正常情況下為一百天左右)，其中留給浮盤(pán)外表面及防風(fēng)圈和加強(qiáng)圈(約7000平方)防腐施工的時(shí)間僅有一個(gè)星期，定于3月15日進(jìn)場(chǎng)，3月22日施工完畢。施工現(xiàn)場(chǎng)為儲(chǔ)罐浮盤(pán)外壁及防風(fēng)圈加強(qiáng)圈及相應(yīng)焊接處。

經(jīng)與大修總施工方、業(yè)主、監(jiān)理方、防腐施工方等多方溝通協(xié)調(diào)，結(jié)合天氣和工期實(shí)際情況，最終確定了采用DR-Polyurea702鋼結(jié)構(gòu)專用聚脲底漆-DR-Polyurea607改性防腐聚脲-DR-Polyurea608高性能耐候聚脲施工工藝。其中底漆固化之后馬上進(jìn)行DR-Polyurea607的噴涂，五分鐘后即可滾涂DR-Polyurea608，2小時(shí)后耐候聚脲面漆固化，再有降雨對(duì)漆膜性能無(wú)任何影響。

2.2 底板接縫多，地面立桿多

浮盤(pán)外表面為約6000 m2的鋼結(jié)構(gòu)圓形底板。在經(jīng)過(guò)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，修補(bǔ)地方非常多，平均10 m2就由2～3塊修補(bǔ)鋼板拼湊。鋼板與鋼板間采用焊縫連接。整個(gè)儲(chǔ)罐靠近海邊，高溫高濕強(qiáng)紫外線的使用環(huán)境，焊縫處施工的均勻性為整個(gè)工程的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

DR-Polyurea 607防腐聚脲在具有優(yōu)異的防腐性能同時(shí)，還有非常好的力學(xué)性能，其撕裂強(qiáng)度可達(dá)到60 N/mm以上，伸長(zhǎng)率450%以上。不單是強(qiáng)度高，而且防腐聚脲具有很好的柔韌性，即使產(chǎn)生了形變，也擁有足夠的伸長(zhǎng)率和可修復(fù)性。浮盤(pán)表面上矗立的立桿多。立桿是焊接到浮盤(pán)表面，在施工過(guò)程中，無(wú)法移動(dòng)或拆除立桿。對(duì)噴涂聚脲的施工增加了難度和對(duì)防腐聚脲的整體性有一定的影響。

針對(duì)立桿多情況，制定了專門(mén)的施工方案。為了盡可能減少立桿影響，采用噴涂防腐聚脲施工至立桿的1/3處。

圖1 立桿剖面圖Fig.1 Profile

2.3 噴涂防腐聚脲黃變影響

防腐噴涂聚脲采用的是改性芳香族異氰酸酯作為固化劑，配以氨基聚醚、擴(kuò)鏈劑等材料，通過(guò)設(shè)備噴涂而成的漆膜。芳香族異氰酸酯在受到紫外線的照射下，會(huì)產(chǎn)生醌式基團(tuán)，在醌式基團(tuán)的影響下，漆膜會(huì)產(chǎn)生黃變。雖然力學(xué)性能和防腐性能影響不大，但是表面裝飾性大打折扣，所以噴涂防腐聚脲若使用于暴露在紫外線之下，需要施工多一層耐紫外線耐黃變的漆膜[5]。本工程采用耐紫外耐黃變材料為本公司生產(chǎn)的天冬耐候聚脲DR-Polyurea 608。其物理性能可達(dá)到噴涂聚脲的力學(xué)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，與噴涂防腐聚脲的配伍性非常好，且與噴涂防腐聚脲層間附著力好。在紫外線照射下不產(chǎn)生變色基團(tuán)，達(dá)到耐黃變耐紫外線要求。

3 主要材料性能要求

本工程采用的材料均是根據(jù)工程的實(shí)際需求確定的性能指標(biāo)，同時(shí)通過(guò)業(yè)主單位質(zhì)檢中心的檢測(cè)。

表1 DR-Polyurea 702性能指標(biāo)Table 1 Performance indexof DR-Polyurea 702

表2 DR-Polyurea 607性能指標(biāo)Table 2 Performance index of DR-Polyurea 607

表3 DR-Polyurea 608性能指標(biāo)Table 1 Performance index of DR-Polyurea 608

4 基本施工方案

4.1 施工流程

鋼結(jié)構(gòu)基面：基面噴砂處理→細(xì)部加工→底涂施工→噴涂高強(qiáng)度防腐聚脲→滾涂防腐耐候聚脲面漆→檢查修補(bǔ)

4.2 施工方案

(1)基面要求：基面平整、堅(jiān)實(shí)、干凈、無(wú)空鼓、無(wú)裂縫、無(wú)銹蝕，無(wú)油污。

(2)涂裝前處理：要求保證有良好的燈光照明和通風(fēng)設(shè)施，同時(shí)用彩條布或其它遮擋物對(duì)不施工區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)圍護(hù)。

(3)噴砂處理：對(duì)所有施工區(qū)域進(jìn)行噴砂處理，做到無(wú)遺漏無(wú)銹蝕點(diǎn)。

(4)涂底漆：輥涂DR-Polyurea702聚脲鋼結(jié)構(gòu)專用雙組份底漆一遍，增強(qiáng)附著力。

(5)噴涂聚脲施工：用專用設(shè)備噴涂DR-Polyurea607高強(qiáng)度防腐聚脲。

(6)噴涂防腐耐候聚脲面漆：用滾筒滾涂DR-Polyurea608防腐耐候聚脲面漆。

(7)施工驗(yàn)收：施工后一天觀察涂層是否固化、起鼓、脫層等經(jīng)雙方驗(yàn)收后簽字認(rèn)可。

(8)后處理：拆除圍護(hù)，將涂層邊緣修理整齊，打掃現(xiàn)場(chǎng)，清理垃圾，撤走所有設(shè)備、工具、包裝桶等。

5 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及細(xì)節(jié)管控

(1)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50300-2013；噴涂聚脲防護(hù)材料 HG/T 3831-2006；噴涂聚脲防水涂料 GB/T23446-2009。

(2)底涂檢查驗(yàn)收：涂裝完成后，表面光澤顏色均勻，不允許有露底、漏涂、涂層剝落、漆膜破裂、起泡、劃傷及咬底等缺陷。

(3)噴涂防腐聚脲外觀檢測(cè)：聚脲層表面基本平滑、無(wú)流掛、無(wú)起泡、無(wú)空鼓、無(wú)開(kāi)裂、無(wú)異物混入。

(4)天冬聚脲層檢測(cè)：聚脲層表面基本平滑，顏色一致。無(wú)起泡、無(wú)脫落、無(wú)開(kāi)裂、無(wú)異物混入。涂層可用便攜式超聲波測(cè)厚儀檢測(cè)聚脲層厚度，平均厚度不能小于設(shè)計(jì)厚度。附著力：用拉拔儀測(cè)試，粘結(jié)強(qiáng)度≥2.5 MPa。