关于埋地在役油罐改造的树脂应用整体技术方案
2018年9月30日 13:37一、背景
国内加油站渗泄漏现状
美国对加油站泄漏的研究
地下油罐渗泄漏成为各国政府关注重点
▶国内加油站多采用钢制单层卧式埋地油罐。
▶油罐的渗泄漏问题没有引起足够重视，缺乏系统性的调查。现在加油站防渗泄漏治理正在全国展开。
▶加油站地下油罐系统渗泄漏带来的环境风险，成为政府关注的重点。
▶美国EPA（环保署）规定2005年起加油站必须使用双层油罐并进行渗漏检测。
▶北美、欧洲、东南亚、日本、韩国等许多国家已通过法律法规的约束来强制加油站实施埋地双层油罐。
国内的加油现状
国家政策引导双层罐需求
▶按照2012年颁布的《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2012）规定，对于加油站埋地储油罐的防渗措施要求是使用单层油罐的需要加防渗罐池，或者直接更换双层油罐。
▶2015年国务院又下发了《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发〔2015〕17号），要求加油站地下油罐于2017年底前全部更新为双层罐或完成防渗池设置。
▶更换双层罐的工作应分期、分批进行，要科学安排，保证交通正常运转、不影响人民群众的日常生活。
▶对于评估为A级的站点应该尽快（如2017年以前）安排更换双层油罐或建设防渗池，并使用较为严格及全面的泄漏防护及检测系统，能够在泄漏污染环境之前及造成更大的安全隐患前采取措施。
▶评估为B级的站点，更换工作可安排在A级站点更换之后进行，可使用相应级别的泄漏检测系统提供有效的泄漏检测。
▶评估为C级的站点，更换工作可安排在B级站点更换之后进行，可采用相应级别的泄漏检测系统，能够在有效检测泄漏的前提下减少环境及安全风险。
评估加油站渗泄漏对环境的影响
发生渗泄漏的可能性：地下罐的种类、使用时间、使用环境等；渗泄漏对环境的影响：所在地域相关，城市地下设施、地下水源地、地表水、动植物保护区等。
评估泄漏发生的可能性
评估渗泄漏对环境的影响因素
实现水十条路径
二、双壁罐介绍
▶双层储油罐指由内罐和将内罐完全密封的外罐构成的储罐，内罐和外罐之间具有间隙空间，用于安装泄漏检测系统。
▶双层罐相对于传统的单层钢制油罐在耐腐蚀和防渗漏方面都有着明显优势，是解决油品渗漏问题的最佳途径。
▶双壁罐有三种方式，即，SS双壁罐，SF型双层油罐和FF双层油
▶SF型双层油罐和FF双层油罐外层罐壁由FRP材料制成，能够有效抵抗来自地下水、微生物及土壤的侵蚀，而其贯通间隙可以设置24h渗（泄）漏监测的设施，使埋地油罐的风险可控。
▶目前国外加油站的埋地油罐几乎全部采用双层油罐，SF罐和FF罐是其中两种主要结构形式。
双壁罐检测示意图
S/S双层油罐
S/F双层油罐
S/F储罐：主要市场为日本、欧洲、东南亚等。
F/F双层油罐
FF罐厚度要求：
▶内层富树脂层厚度≥0.5mm；
▶缠绕工艺与土壤接触的外层设置≥0.2mm富树脂层；
▶内罐结构层≥4.5mm；
▶外罐结构层≥4mm。
含胶量：
▶采用缠绕法含胶量为35%±5%；
▶采用喷射法含胶量为70%±5%；
▶富树脂层含胶量≥90%；
▶油罐封头宜和筒体整体成型。
中空复合材料双壁储罐：主要市场为北美、中国等。
中国的双壁罐市场现状
▶目前我国加油站数量已经超过10万座，约40多万个储油罐。其中约有10万个已经完成防渗漏改造（包括防渗池、内衬）。
▶但多数埋地双层油罐生产厂家工艺不成熟，产品不合格，进入市场会带来巨大的环境风险，国内埋地双层油罐技术水平堪忧。
▶很多社会站和中石化、中石油等大集团的加油站，已经开始逐步为加油站钢制单层油罐更换双层油罐。
▶相应的设计、施工、制造、检验等国家标准、行业标准、地方标准以及渗漏检测标准（见下表）
国内加油站埋地油罐及渗漏检测标准
油罐的改造途径
油站改造后的效果
测漏监测系统
三、在役埋地油罐改造方案
▶≥10W个埋地钢制单层卧式埋地油罐
▶最有效的方法：在现有罐体内制作内衬，升级为双壁罐结构。
▶成熟技术，已在北美和欧洲获得成功应用。
▶非开挖升级技术改造。
▶国内会有相应标准，上海富晨也参与其中的工作。
▶对在役埋地单层油罐通过采用双层内衬方式进行不开挖改造。
→根据采用不同材料和工艺，分为刚性衬里和柔性衬里。
→刚性衬里是一种性能可保证的更为合理的方式，已被市场广泛接受，可作为FF双壁罐的一种“变异”使用。
刚性衬里要求
▶刚性衬里能够承受温度、化学以及机械的影响，抗储液腐蚀。
▶刚性材料一般为纤维增强复合材料（FRP）
→刚性内衬改造双壁罐结构
→内衬层由内层（含内涂层和玻璃钢层）
→中间夹层结构
→外层（含玻璃钢层、防渗层和防静电层）组成
▶树脂主要：VER或EP树脂，要求树脂具有良好的耐腐特性和力学性能。
▶刚性衬里所用树脂应符合下列规定：
→树脂应满足使用工况条件和成型工艺要求；
→树脂应与增强材料匹配；
→内衬层中的不同结构层应选用同种树脂；
→所用的树脂与相应的固化剂要配套。
刚性内衬法双层罐结构
刚性内衬法双层罐结构示意图
最大的特点：
▶既实现了地下油罐的防腐蚀和环保性能，
▶避免了大规模土建施工，高效节省，
▶总造价约是同规格新双层罐的60%，
▶工期短，施工停用的时间大约7-15天，可以减少营业损失。
▶该技术在欧美等发达国家成熟应用。
刚性内衬法双层罐结构
▶底涂及修补层：
为了对于原来的钢结构基础进行表面处理后提供粘接强度，并对一些厚度和强度达不到要求的部位进行补强。
▶内层刚性层：
可大幅度增加原有钢罐强度，为钢罐壁提供防腐保护层，为中间夹层提供粘结基础，厚度大约为2-4mm，一般也为玻璃钢结构。
▶中间层：
构造一个纵横互通的夹层空间，可以安装夹层泄露检测系统。主要材料是三维中空织物或三维中空复合材料结构，厚度在（3-5）mm。
▶玻璃钢层刚性内衬外侧：
提高中间层强度，厚度（2-5）mm，主要材料是玻璃纤维和树脂。主要工艺有手刷成型、喷射成型、干法真空灌注成型、预浸料真空袋辅助成型等。由于罐体内部空间狭小，应建议低VOC的树脂（如LSE的乙烯基树脂）。
▶防渗层：
能有效阻止腐蚀介质与罐壁接触，通过铺层结构提高树脂含量，提高防腐蚀性和抗渗性。
▶防静电层：
直接与储存液体接触，将液体流动摩擦过程中产生的静电导出，避免产生静电放电危险，要求表面电阻应小于1×109Ω。
3D织物
▶三维中空织物（纤维体系、整体夹芯结构）
▶三维中空复合材料（轻质高强、可填充、预埋）
内衬改造的基本前提
2、防渗池
▶在役油罐内衬双层改造技术，还有“防渗池+罐”防渗漏技术，此两者共同组成在役油罐防渗漏技术。
▶考虑到国内的现状有关与政策法规的要求，要求对埋地双壁罐改造中也一并设置防渗池，防渗池的设计和施工要求，可参照相关的防腐蚀国家标准或规范，基本上会采用整体玻璃钢（FRP）内衬的形式，树脂的选择可参考刚性内衬的树脂。
四、相关适用树脂材料介绍
▶在国内外的众多的应用经验基础，证明了特种环氧树脂（非常规的环氧）和乙烯基树脂等是被证明性能可靠的刚性内衬防腐蚀材料。
▶尤其是乙烯基树脂，被国内外公认为防腐蚀材料（包括玻璃钢）中的首选材料。
▶可以通俗的理解为不饱和化的环氧树脂
→具有环氧树脂的良好的理化特性，
→又兼有不饱和树脂UPR的良好的工艺性，
→被认为和证明可作为双壁罐内衬防腐蚀材料的一个良好选择。
→在特殊室外非受控环境作业下，建议选择更优良的树脂
→非同一般环氧（含溶剂），提高耐渗（油）性和更环保
→据不同的油品选择不同的材料，包括UPR等不能耐的生物油品
环氧乙烯基酯树脂结构
▶环氧乙烯基树脂是由甲基丙烯酸与环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，具体分子结构见如下。该类型树脂具有以下特点：
→在分子链两端的双键极其活泼，使乙烯基树脂能迅速固化，很快得到使用强度，得到具有高度耐腐蚀性聚合物；
→采用甲基丙烯酸合成，酯键边的甲基可起保护作用，提高耐水解性；
→树脂含酯键量少，每摩尔比耐化学聚酯（双酚A-富马酸UPR）少35-50%，使其耐碱性能提高；
→较多的仲羟基可以改善对玻璃纤维的湿润性与粘结性，提高了层合制品的力学强度；
→由于仅在分子两端交联，因此分子链在应力作用下可以伸长，以吸收外力或热冲击，表现出耐微裂或开裂。
真空灌注示意图
真空导入工艺具有以下特点：
▶可以制造出更高质量制品：在真空环境下树脂浸润玻纤，与传统制造工艺相比，制品中的气泡极少。体系中不留有多余的树脂，玻纤含量很高，可达到时70%，甚至更低。所得制品重量更轻，强度更高，质量也非常稳定。
▶更少树脂损耗：树脂的用量可以精确预算，对于手糊或喷射工艺来说（对于双壁罐的改造，不建议采用喷射工艺），会因操作人员的多变性而难于控制。VIP可以使得树脂的损耗达到最少，更重要的是，这样可以节约成本。
▶树脂分布均匀：对于一个制品来说，不同部分的真空产生的压力是一致的，因此树脂对玻纤的浸润速度和含量趋于一致。生产过程中没有刷子或辊子之类，不会造成树脂的泼洒或滴落现象发现，更不会有大量的气味出现。所以它能提供一个干净、安全和友好的工作环境，保护操作者的身心健康。同时，可以较好的控制产品的厚度，节约工程制造成本和时间。
工艺流程
工序及要点简介1
工序及要点简介2
五、案例
1、除锈对比及焊缝处理
2、底涂厚度检测及修补
3、监测设备及管路安装
4、基层及中间层的铺设
5、玻璃钢结构层的成型（方法之一：真空灌注）
6、静电层处理
7、监控设备安装
8、监控系统的运用
（来源：上海富晨化工有限公司）
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