石油產(chǎn)品貯罐內(nèi)壁防靜電防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)與應(yīng)用原理

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1、石油產(chǎn)品貯罐內(nèi)壁防靜電防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)與應(yīng)用原理摘要：主要分析石油產(chǎn)品貯罐防靜電涂層結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電填料的電極電位和涂層抗?jié)B透性及干膜厚度，對(duì)罐壁防銹壽命的影響；介紹國(guó)外依據(jù)不同油品的使用要求和不同結(jié)構(gòu)的貯罐，如何選擇涂料，提出油罐內(nèi)壁防靜電的配套原則。　　關(guān)鍵詞：導(dǎo)電填料；微電池；犧牲陽(yáng)級(jí)；陰極覆蓋層國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局早在1992年1月發(fā)布的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BG13348-92，規(guī)定“貯罐內(nèi)壁應(yīng)使用防靜電防腐蝕涂料，涂料體電阻率應(yīng)低于108Ω·m（面電阻率就低于109Ω）?！逼浜?，1997年7月，又發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16906-1997《石油罐導(dǎo)靜電涂

2、料電阻率測(cè)定法》，進(jìn)一步對(duì)石油產(chǎn)品貯罐防靜電防腐蝕涂料作出油漆材料電阻率及施工驗(yàn)收的規(guī)范。實(shí)施這兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以后，石油產(chǎn)品貯罐已不再出現(xiàn)由靜電引發(fā)的火災(zāi)或爆炸災(zāi)害。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)防靜電涂料的廠家存在的問題是：各地電阻率合格的涂料產(chǎn)品，實(shí)踐中卻出現(xiàn)涂裝后的防腐效果、防銹年限差異極懸殊。本文針對(duì)這一原因從基本原理上進(jìn)行了分析。1．防靜電涂料概說(shuō)防靜電涂料是導(dǎo)電涂料中，電阻值在105Ω--109Ω范圍內(nèi)的一組涂料，用以消除靜電放電產(chǎn)生之災(zāi)害或靜電引力導(dǎo)致之各類生產(chǎn)障礙。需要使用防靜電涂料的場(chǎng)所，主要包括有發(fā)生爆炸、火災(zāi)之害的危險(xiǎn)場(chǎng)所，如石油產(chǎn)品貯

3、罐，或貯存可燃性溶劑、煤氣等場(chǎng)所；有發(fā)生生產(chǎn)障礙之害的場(chǎng)所，如計(jì)算機(jī)室、電訊機(jī)房、半導(dǎo)體使用場(chǎng)所等；有發(fā)生電擊災(zāi)害的場(chǎng)所，如粉體裝袋工序、卷紙工序等。因此，需要使用防靜電涂料的行業(yè)，包括了石油石化、藥品制造、生物科技實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室、醫(yī)療儀器、精密機(jī)械、光學(xué)儀器、半導(dǎo)體工業(yè)、電訊工業(yè)等不同工業(yè)部門。這些不同工業(yè)，需要涂防靜電漆的底材，包括鋼鐵結(jié)構(gòu)及非金屬的塑料構(gòu)件、混凝土地板、墻壁等等。導(dǎo)電涂料可分為利用高分子導(dǎo)電體的真性型（也叫本征或非添加型），及分散導(dǎo)電填料的分散型（也叫添加型），共兩大類。真性型導(dǎo)電性高分子材料，雖已有商品化產(chǎn)品，但因價(jià)

4、格較昂貴，故應(yīng)用并不廣泛、不普遍。防靜電涂料，基本上是由分散導(dǎo)電填料制成的分散型。國(guó)外市場(chǎng)的防靜電涂料有下列三大類。①?gòu)?fù)合系抗靜電涂料（金屬系：銀、銅、鎳，鋅碳系：導(dǎo)電性碳，金屬氧化物系：氧化錫、氧化銻處理之二氧化鈦、加添銻之氧化錫等）。②界面活性劑系（第四級(jí)銨鹽、磺酸鹽、磷酸鹽、烷基甜菜素型、烷基咪唑淋型、POE衍生物、烷胺、烷醚、甘油脂酸酯、聚乙烯基苯基三甲基氨鹽、聚苯烯磺酸鹽等）。③沉積系（金屬系：金、鈀，氧化物系：氧化銦錫、氧化鎘錫等）。石油產(chǎn)品貯罐內(nèi)壁用的防靜電涂料，只有第一類之金屬系，碳系，或金屬氧化物系導(dǎo)電填料制成的涂料才適用

5、。因?yàn)榻缑婊钚詣?huì)不斷流失到浸泡在涂層表面的石油產(chǎn)品中，導(dǎo)電性急劇衰退而喪失防靜電功能；第三類的沉積系，對(duì)貯罐內(nèi)壁而言，工藝實(shí)施是不可能的。　　2．防靜電涂層結(jié)構(gòu)對(duì)貯罐防銹壽命的影響防靜電涂料在石油產(chǎn)品貯罐內(nèi)涂裝，與其它工業(yè)對(duì)防靜電涂料的要求很不一樣，它必須同時(shí)滿足兩項(xiàng)要求：第一，涂裝的對(duì)象是鋼結(jié)構(gòu)，因此除防靜電功能外必須對(duì)鋼鐵有優(yōu)良的防銹能力。因罐內(nèi)涂層處于石油產(chǎn)品浸泡狀態(tài)，而浸泡狀態(tài)比大氣環(huán)境更利于腐蝕介質(zhì)滲透期七年以上。這防銹期要求是合理的；第二，必須耐石油產(chǎn)品長(zhǎng)年浸泡，且不污染油品或誘發(fā)產(chǎn)品變質(zhì)。據(jù)對(duì)1994年以來(lái)新造油庫(kù)油罐防銹效

6、果的調(diào)查報(bào)告，江浙的舟山、杭州、上海、溫州、岙山等地的六個(gè)油庫(kù)群，新造貯罐絕大多數(shù)在涂裝后使用才一年，就嚴(yán)重腐蝕，且有二例已嚴(yán)重到罐底部腐蝕穿孔漏油，其中一個(gè)罐漏油達(dá)2噸多。這些貯罐用的防靜電涂料，是使用碳系導(dǎo)電填料（炭黑、石墨）的環(huán)氧漆或聚氨酯漆。調(diào)查報(bào)告也引述了使用金屬系或金屬氧化物系導(dǎo)電填料的防靜電漆配套涂層或單一涂層，自1993年涂裝投入使用，經(jīng)逾6--7年，甲方檢查確認(rèn)保護(hù)良好的優(yōu)良實(shí)例。從防靜電涂料漆層結(jié)構(gòu)和防腐蝕基本原理加以分析，可知上述工程實(shí)例防靜電漆的防銹壽命差異懸殊，在理論上確是必然如此。防靜電漆層結(jié)構(gòu)對(duì)石油產(chǎn)品貯罐防銹

7、壽命長(zhǎng)短的影響，主要有下列三個(gè)因素。2．1防靜電漆層結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)電填料石油貯罐導(dǎo)靜電漆層中的粘結(jié)劑組分，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂等聚合物本身是絕緣體。當(dāng)添加導(dǎo)電填料所占體積比例達(dá)一定值、相應(yīng)絕緣性聚合物的堆積密度小到一定值時(shí)，漆層結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電填料粒子，就能相互接觸或相互接近到兩個(gè)導(dǎo)電粒子之間的聚合物膜很薄，薄到電子能克服勢(shì)壘在漆層內(nèi)流動(dòng)，達(dá)到體電阻低于108Ω/m，從而具有防靜電功能。因此，防靜電漆層與石油產(chǎn)品貯罐內(nèi)壁的接觸面，形成了極多極多由導(dǎo)電填料粒子與鐵元素直接接觸的微電池。若導(dǎo)電填料的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較負(fù)，導(dǎo)電填料粒子便成為

8、放出電子的陽(yáng)極，使貯罐鋼板成為接受電子的陰極而受到防腐蝕保護(hù)；反之，所用導(dǎo)電填料的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較正，便使鐵成為腐蝕電池的陽(yáng)極，使貯罐鋼板腐蝕速度大大加快，導(dǎo)致加