一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法
【專利說明】一種鋼制儲罐腐蝕四坑的修補方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法，屬于焊接技術領域。適用于存儲物質中H+含量水平較低、凹坑腐蝕深度小于1/2罐壁厚度的鋼制儲罐的缺陷修補與罐體加固。
【背景技術】
[0003]隨著國民經濟的發展，儲罐在工業生產和交通運輸等領域得到廣泛的應用，在油氣料、液體化工材料等物質的生產和儲運過程中發揮了十分重要的作用。而隨著時間的推移，在H2S、水蒸氣和空氣等物質的共同作用下，鋼制儲罐將逐漸被腐蝕，內表面出現凹坑等缺陷，這將嚴重威脅儲罐的安全使用并縮短儲罐的使用壽命。因此，鋼制儲罐的凹坑腐蝕的修補及加固問題受到越來越多的關注。
[0004]現階段鋼制儲罐凹坑缺陷修補常用的方法主要是機械修補法。機械修補法的基本思想就是切除凹坑缺陷部位的鋼板，焊接上新鋼板。該方法耗費較多的人力、物力和財力，且在焊接新鋼板時可能會引起應力集中及新裂紋；同時，機械修補法屬動火操作，為確保切害J、焊接鋼板時的火星不引起事故，安全防護費用較高，且修補所需時間較長，這對于急需重新投入使用的儲罐來說是難以接受的。
[0005]為了解決儲罐腐蝕的修補問題，申請號為CN201310729841.1、專利名稱為一種利用碳纖維修復儲罐的方法提出了一種儲罐除銹加固的方法。上述發明專利主要包括6步，依次為第一步對罐體腐蝕的部位進行除銹加固，形成加固層；第二步打膩子，抹平；第三步抹膠，涂抹碳纖維布專用膠；第四步粘貼碳纖維布，根據需要確定粘貼層數，第五步在碳纖維布上打膩子；第六步噴涂面膠，形成面膠層。上述發明存在以下問題:①未對凹坑缺陷進行填補、防腐等處理，加固后仍可能是薄弱環節；②直接粘貼在內表面的碳纖維布層可能會與儲罐所存儲物質發生反應而遭到破壞，無法起到加固的作用；③在罐體表面及碳纖維布上打膩子會降低碳纖維布與罐體、碳纖維布與碳纖維布之間的粘結力。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法，它可以在保證修補、加固效果的同時降低施工難度與修補費用。
[0007]本發明采用的技術方案為:
一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法，包括如下步驟:
它由填補凹坑的鋁材、與存儲物質直接接觸的內表面噴鋁防腐層以及分擔內壓的外表面碳纖維布加固層等三部分組成。三者的結合使用能夠更持久、更有效地保護、加固儲罐。
[0008]1)對鋼制儲罐的凹坑及其內外表面附近部位進行清洗處理，使之露出新鮮鋼材；
2)用熔化的鋁液將凹坑填平，冷卻后將凸出鋁材打磨至與周邊罐壁平齊； 3)再次清洗凹坑附近的鋁材粉末，進行噴鋁施工；
4)噴鋁完成后，利用碳弧進行重熔處理，利用碳弧的高溫融化鋁層和罐壁表面鋼材，使兩者融合在一起；
5)重熔處理完成冷卻后進行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆；
6)在與凹坑對應的鋼制儲罐外壁上，粘貼碳纖維布作為加固層；
7)在碳纖維布表面再刮涂一層環氧膠泥。
[0009]在上述技術方案中，噴鋁防腐層的施工在凹坑填平打磨及清洗后進行，采用等離子或高速熱噴工藝，噴鋁的層數及厚度根據所存儲物質的腐蝕性確定，噴鋁層厚度不宜小于250 μ m，腐蝕性強的情況酌情加厚。
[0010]在上述技術方案中，噴鋁層完成后采用碳弧對其進行重熔處理，利用碳弧的高溫融化鋁層和罐壁表面鋼材使兩者融合在一起。
[0011]在上述技術方案中，重熔處理完成冷卻后進行封孔處理，封孔材料采用無機富鋅涂料作底漆和環氧煤瀝青涂料作面漆，底漆、面漆的涂刷道數及厚度根據鋁層噴涂效果及所儲物質的腐蝕性確定，底漆、面漆道數各在2道以上，總厚度不宜小于200 μπι。
[0012]在上述技術方案中，碳纖維布加固層在重熔處理冷卻后進行，所使用的碳纖維布的纖維為連續纖維，且為聚丙烯腈基(PAN基)12K或12K以下的小絲束纖維。
[0013]在上述技術方案中，碳纖維布的粘貼層數為一層或數層不等，具體粘貼層數根據內壓和罐壁腐蝕情況通過簡單的有限元計算確定。
[0014]在上述技術方案中，碳纖維布的粘結劑采用環氧樹脂膠，且在粘貼完成后需在其表面再刮涂一層環氧膠泥。
[0015]本發明適用于鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補與罐體加固。
[0016]本發明的原理如下:a、填補凹坑的鋁材。在凹坑清洗后進行填補，并使之與罐壁齊平，起到平整罐壁、方便后期噴鋁施工及噴鋁防腐層腐蝕穿孔后作為陽極減緩罐壁腐蝕的作用。b、噴鋁防腐層。噴鋁防腐層由鋁質薄層和封孔涂層構成，隔絕存儲物質與罐壁的直接接觸，起到減緩甚至阻止腐蝕進一步發展的作用。c、碳纖維布加固層。加固層由數層碳纖維布粘結而成，起到加固罐體、分擔儲罐內壓的作用。
[0017]與現有技術相比，本發明具有的優點和效果如下:
1)無需切割和焊接，降低了修補難度，減少了使用明火的可能性，規避了因焊接帶來的風險。
[0018]2)無需切割和焊接，不會產生新的應力集中和裂紋，對提高儲罐的耐腐蝕性及使用年限很有利。
[0019]3)碳纖維布強度高，承載性能優異，能夠承擔較大荷載，且便于裁剪成各種形狀，施工簡單、便捷。
[0020]4)碳纖維布使用壽命長，可隔絕雨水和空氣對罐體外壁的侵蝕，延長儲罐的使用壽命ο
【附圖說明】
[0021]圖1是一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法的示意圖。
[0022]圖中:1 一凹坑填補鋁材；2—噴鋁防腐層；3—碳纖維布加固層；4一腐蝕凹坑； 5—_壁；6—招質噴層；7—無機富鋅底漆；8—環氧煤瀝青面漆；9一碳纖維布；10—環氧膠。
[0023]說明:I?νπ為施工次序，其中I為清洗罐壁表面污物及打磨，附圖無法標明，特此說明。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖詳細說明本發明的修補與加固流程，但它們并不構成對本發明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明，本發明的優點將變得更加清楚并易于理解。
[0025]如圖1所示，一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補與罐體加固之處，包括:填補凹坑的鋁材1、與存儲物質直接接觸的罐體內表面噴鋁防腐層2以及分擔內壓的罐體外表面碳纖維布加固層3。
[0026]本發明的具體施工過程如下:
1)采用刮或鏟、打磨和高壓水槍噴射稀酸或稀堿溶液等方式清洗罐壁凹坑及其內、夕卜表面5倍凹坑直徑范圍內的污物，使之露出新鮮鋼材，并使用吹塵槍噴除殘留的水漬和打磨留下的粉末，保持加固部位表面無水無塵(工序I )。
[0027]2)凹坑清洗完畢后，利用ZP-15-15KW中頻熔煉爐(江陰瑞邦機電有限公司生產)將填補鋁材熔化后注入凹坑，使之與罐壁齊平，冷卻后，若有凸出的鋁材，利用磨光機將其磨平。(工序II)
3)再次使用吹塵槍噴除噴層范圍內的鋁材粉末等污物，然后使用STR-250-D型噴鋁機(張家港市斯特爾涂裝設備公司生產)進行噴鋁作業(工序III)。
[0028]4)噴鋁完成后，利用碳弧進行重熔處理(工序IV)。
[0029]5)重熔處理冷卻后進行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆(工序V)。
[0030]6)進行封孔處理的同時亦可開始進行罐體外表面碳纖維布加固層的施工(工序VI)。
[0031]7)碳纖維布粘貼完后在其表面再刮涂一層環氧膠泥(工序VD。
【主權項】
1.一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)對鋼制儲罐的凹坑及附近部位進行清污及打磨處理，對于難以清洗、打磨的部位采用稀酸或稀堿溶液進行清洗，使之露出新鮮鋼材； 2)用熔化的鋁液將凹坑填平，冷卻后將凸出鋁材打磨至與周邊罐壁平齊； 3)再次清洗凹坑附近的鋁材粉末，進行噴鋁施工； 4)噴鋁完成后，利用碳弧進行重熔處理，利用碳弧的高溫融化鋁層和罐壁表面鋼材，使兩者融合在一起； 5)重熔處理完成冷卻后進行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆； 6)在與凹坑對應的鋼制儲罐外壁上，粘貼碳纖維布作為加固層； 7)在碳纖維布表面再刮涂一層環氧膠泥。2.根據權利要求1所述的修補方法，其特征在于，步驟3)中，采用等離子或高速熱噴工藝噴鋁。3.根據權利要求1所述的修補方法，其特征在于，步驟4)中，封孔處理采用無機富鋅涂料作底漆和環氧煤瀝青涂料作面漆。4.根據權利要求1所述的修補方法，其特征在于，步驟6)中，所使用的碳纖維布的纖維為連續纖維，且為聚丙烯腈基12K或12Κ以下的小絲束纖維。
【專利摘要】本發明涉及一種鋼制儲罐腐蝕凹坑的修補方法，屬于焊接技術領域。修補后凹坑處包括填補凹坑的鋁材、內表面噴鋁防腐層以及外表面碳纖維布加固層三部分。修補方法中的凹坑填補鋁材起到平整罐壁、方便后期防腐層施工及防腐層腐蝕穿孔后作為陽極減緩罐壁腐蝕的作用；內表面的噴鋁防腐層可隔絕所儲物質與罐壁鋼材的直接接觸，起到減緩甚至阻止腐蝕進一步發展、保護罐壁的作用；外表面的碳纖維布加固層加固罐體并分擔內壓，避免儲罐因罐壁減薄無法承擔內壓而退出使用。三者的結合使用可以更持久、更有效地保護、加固儲罐。
【IPC分類】C23C4/18, C23C4/08, B23P6/00
【公開號】CN105345388
【申請號】CN201510851061
【發明人】曹生榮, 賓海峰
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月30日