储罐底板边缘板防腐技术研究

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1、储罐底板边缘板防腐技术研究1、生产需求文献调研和现场调研发现，国内经常出现储罐边缘板与水泥环梁基座结合部位的防腐密封失效问题，主要表现为在环境和应力作用下的防腐层表而开裂和边缘板与环梁结合处的防腐层断裂，弹性聚氨酯在公司所辖储罐应用发生的防腐密封失效如图1和图2所示。图1防腐层表而开裂图2结合部位防腐层断裂一般认为是边缘板防腐密封层的弹性或抗变形能力不足是导致开裂的的主要原因。目前，弹性聚氨酯等弹性涂料的断裂仲长率可以达到200%以上，但现场仍出现防腐密封失效的情况表明，仅用断裂伸长率或其他指标单独评价难以满足现场

2、需求。为此，设计一种储罐边缘板模拟试验装置來验证边缘板防腐层的抗变形能力。为了保证模拟装置的可靠性，关键是如何设计出可以代表大型储罐边缘板实际情况的小型模拟装置。为此，进行了下列的分析和讨论，并给出了初步的模拟装置设计方案。2、储罐边缘板变形与位移2.1边缘板翘起变形罐壁在静液压力下受到很大的应力从而产生沿半径向外的水平变位，罐壁底部由于与边缘板焊在一起而无法向外扩张，导致边缘板发生变形。当角缝处的边缘应力超过边缘板的屈服极限时，在储罐基座反力的抵抗下，边缘板发生塑性变形，并在空罐吋向上翘曲。该变形量与罐基础软硕程

3、度、边缘板厚度、液位高度、使用周期等因素有关,冇关文献表明，该变形量一般在5〜10mm左右。边缘板翘起示意图如图3所示。Ra盛液b空罐图3边缘板轴向位移示意图2.2边缘板径向位移径向位移指边缘板沿底板直径方向的水平位移。一般认为，主要是环境温度变化使储罐边缘板发生膨胀和收缩而导致发生径向位移，该位移变化量可用以下公式⑴计算。=5.5x10^式屮AR,是径向位移变化量，At为温差变化量（对常温储罐应考虑冬季和夏季时的温度弟，对加热罐应考虑所加的温度与冬季空罐时的温度茅），D为储罐直径。对常温储罐而言，按40度温差和4

4、0米直径计算的话，根据式1的计算可知径向位移量为&8mmo2.3现场测量数据有文献对仪征站现场2个5万方储罐的边缘板变形进行了数据统计［习，所测量的储罐直径为60米，边缘板宽为12cm。（1）进出油对边缘板变形的影响进油（油温31度）5h后，边缘板在基座上向外扩展达到最大值13mm,24h后减小至4mm,48h后低于2mm,进油时边缘板紧贴基座。出油时，边缘板向外扩展不大，但边缘板与基座开始分离，平均变化间距约为4mm。（2）季节与阳光照射对边缘板变形的影响满罐吋，夏季（平均气温25度）阳光照射区的边缘板扩展最大，

5、达到8mm。冬季（平均气温5度）约3mm。空罐时，夏季（平均气温25度）阳光照射区的边缘板扩展最大，达到12mm。冬季（平均气温5度）约5mm。3、边缘板防腐结构方案设计3.1防腐结构初步设计选择防腐密封材料（例如硅酮密封胶）的拉伸和剪切伸长率指标均2300%,覆盖至水泥台外延；边缘板与水泥基座搭接处所用粘弹性的密封胶泥例如（粘弹体防腐膏）,水平宽度为10mm（图4中a所示）。图4边缘板变化前简易图（1:边缘板；2:粘弹体防腐膏；3:硅酮防腐密封胶）3.2防腐结构抗变形初步分析假定如图5所示较为苛刻的变形条件，边缘

6、板水平方向移动20mm,同时向上翘起15mm。根据密封胶材料粘接力和断裂伸长率等性能测试可知密封胶与钢基材、水泥基材粘结良好，边缘板斜向上挑起的位移由与覆盖于粘弹体之上的10mm密封胶来承担（图4屮a）。计算可知，斜向上翘起位移量为1&03mmo计算方法如2边缘板位移量-粘弹体水平宽度二水平方向胶位移量（20mm-10mm二10mm）垂直方向位移为15mm总位移为（102+152）平方结果,18・03mm。因此，对于图4中a所示的lOinm密封胶只需被拉伸200%就可满足此变形位移量要求。现场施工发现，该宽度受手工

7、操作影响而往往大于lOnrni,因此，被拉伸位移量会小于200%。图5边缘板变化后简易图（1:边缘板；2:粘弹体防腐膏；3:硅酮防腐密封胶）3.3分析结论拉伸和剪切伸长率是在钢-水泥基材上内聚破坏的试验结杲，即胶体与基材的粘结强度大于胶体本身的内聚强度，在胶体本身断裂后也不脱粘，如此保证了气密性和水密性。根据之前分析，在边缘板应用时密封胶未达到最大伸长率，不会被破坏的，即胶休所受力〈胶本身的内聚強度〈胶体与基材的粘接強度，即密封胶与基材不会脱粘。此外，防腐材料本身高温（180°C,7天）、低温（-40°C,40天）

8、，高温高湿（85°C,相对湿度85%,500小时）、酸雾（3L密闭空间充200mlS02气体，20天）、盐雾（5%NaCl溶液喷淋，20天）和水紫外照射（1008小吋）等人工老化实验后密封胶的伸t率在250%左右。表明密封胶在恶劣环境下也有较氏使用寿命。因此，初步分析表明该密封胶能够应用丁•储罐边缘板的防腐密封。4、现场实验选取一个大型储罐开展现场施工实验并