伴水冷式噴砂除銹技術(shù)在油罐防腐中的應(yīng)用

劉衛(wèi)東 王增海

〔中國石化浙江衢州石油分公司 浙江衢州 324002〕

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，油庫建設(shè)也獲得了長足的進(jìn)步，為了達(dá)到增加營運能力、消除安全隱患等目的，許多油庫存在邊營業(yè)邊施工的情況，油庫施工安全監(jiān)管成為安全工作的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)油罐存在滲漏點、大片脫漆及銹蝕時，必須進(jìn)行除銹保養(yǎng)。以往，油庫為了確保油罐防腐除銹作業(yè)的安全，一般會在油罐清洗作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行。最近，筆者單位所屬的某油庫2個5 000 m3油罐、3個500 m3油罐存在不同程度的罐壁銹蝕，而距離常規(guī)油罐清洗時間還有2年多。如何在不進(jìn)行油罐清洗作業(yè)的前提下，消除臨時用電、溫度和靜電等因素的影響，順利完成防腐除銹工作，是公司各級安全管理者面臨的問題。

為此，單位安全管理部門組織基建、安全、油庫、施工承包商等相關(guān)人員召開油罐防腐除銹方案研討會，尋找能解決油罐防腐除銹作業(yè)和油罐清洗作業(yè)之間矛盾的施工工藝。

1 幾種常見除銹技術(shù)的優(yōu)缺點及適用范圍

手工除銹、電動工具除銹、機(jī)械除銹等是常見的除銹技術(shù)?，F(xiàn)將其優(yōu)缺點及適用范圍分析如下。

1.1 手工除銹技術(shù)

手工除銹技術(shù)是一種最簡單的方法，主要使用錘子、鏨子、鏟刀、鋼絲刷以及砂布、砂輪等工具，進(jìn)行手工敲、鏟、刮、刷等操作，達(dá)到除銹的目的。

優(yōu)點是安全穩(wěn)定，施工簡單，針對銹蝕可以清理到死角；不需要用電，方便靈活。

缺點是施工效率低下，施工速度慢；人工成本日漸升高，成本加大。

適用于局部修補，除銹面積小；不適用大面積除銹作業(yè)。因為在不進(jìn)行油罐清洗作業(yè)就手工除銹，鋼絲刷與罐本體接觸，會在油罐外壁摩擦產(chǎn)生火花。

1.2 電動工具除銹技術(shù)

主要采用風(fēng)(電)動刷輪或各式除銹機(jī)，對帶銹蝕的表面進(jìn)行處理，達(dá)到除銹目的，又稱半機(jī)械除銹。

優(yōu)點是以部分機(jī)械代替人工；除銹較干凈。

缺點是依賴于電動工具；除銹效率一般。

適用于小型金屬零構(gòu)件，小規(guī)模管道除銹和局部修補作業(yè)。因為在不進(jìn)行油罐清洗作業(yè)就使用，電動工具除銹會存在漏電可能，且除銹時候摩擦產(chǎn)生火花較多，碰到干草和汽油，存在起火可能。

1.3 機(jī)械除銹技術(shù)

機(jī)械除銹是采用壓縮空氣產(chǎn)生高速噴射束將噴料(石榴石砂、銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂)高速噴射到需要處理的工件表面，將其表面的銹蝕除去。

1.3.1 拋丸除銹技術(shù)

優(yōu)點是全自動機(jī)械化除銹，流水線作業(yè)；用鋼丸代替?zhèn)鹘y(tǒng)石英砂，重復(fù)耗材回收效率高；除銹速度快，效果好。

缺點是依賴大型機(jī)械，只能在流水線上作業(yè)；除銹地點無法移動。

適用于預(yù)制場地鋼板除銹，成批管道、型鋼除銹，半成品除銹。

不適用對油罐不進(jìn)行清洗的情況，由于拋丸除銹時鋼丸與鋼板撞擊，產(chǎn)生火花較多，碰到干草和汽油，存在起火可能。

1.3.2 噴砂除銹技術(shù)

優(yōu)點是除銹速度快，效果好；利用石英砂與鋼板(鋼管)撞擊，形成小麻面，有利于油漆吸附；除銹地點靈活，可以用于儲罐外壁、罐頂、罐內(nèi)除銹。

缺點是除銹時揚塵、噪聲大；石英砂損耗較大。

適用于儲罐除銹，管道除銹，鋼板除銹，零構(gòu)件除銹等。

不適用對油罐不清洗就作業(yè)；在罐區(qū)地面未做硬化處理時，砂子回收難，揚塵大；石英砂高速噴射時，罐壁溫度易升高，且易產(chǎn)生靜電。

基于上述分析，擬采用伴水冷式噴砂除銹技術(shù)，在不進(jìn)行油罐清罐的條件下，完成油罐罐壁防腐除銹作業(yè)。

2 伴水冷式噴砂除銹技術(shù)

2.1 原理

以壓縮空氣為動力，將石英砂(或河砂)與水在槍頭處混合并高速噴射于需要處理的工件表面，利用其剝離、射流沖擊、剪切等復(fù)合破壞作用，清除附著在待修表面的油漆涂層或其他覆蓋物。

2.2 優(yōu)缺點及適用范圍

優(yōu)點是除銹速度快，效果好；利用砂水混合流體與鋼板(鋼管)撞擊，形成小麻面，有利于油漆吸附；除銹地點靈活，可以用于儲罐外壁、罐頂、罐內(nèi)除銹；無揚塵，環(huán)保效果好；石英砂(或河砂)損耗相對較小；罐壁不易升溫，且不易產(chǎn)生靜電。

缺點是新工藝，未推廣使用，缺少實際應(yīng)用的考察。

適用于儲罐除銹，管道除銹，鋼板除銹，零構(gòu)件除銹等。

3 伴水冷式噴砂除銹技術(shù)試用

伴水冷式噴砂除銹技術(shù)是浙江省中石化銷售系統(tǒng)油庫首次采用的新技術(shù)，通過在試用過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)和優(yōu)化改進(jìn)，使該新技術(shù)最終取得成功。

3.1 優(yōu)化改進(jìn)前的工藝

3.1.1 主要設(shè)備及規(guī)格

(1)空壓機(jī)，使用時壓力約為0.8 MPa；

(2)氣罐，出氣壓力約為0.6～0.8 MPa；

(3)砂水混合罐，用于石英砂(或河砂)與水混合，石英砂(或河砂)大小規(guī)格為70～80目；

(4)耐壓膠管，φ40 mm；

(5)槍頭。

3.1.2 工藝流程

改進(jìn)前工藝流程如圖1所示。

圖1改進(jìn)前工藝流程圖

3.1.3 試用效果

經(jīng)過試用發(fā)現(xiàn)，該工藝存在砂水混合不均勻，混合罐中帶出的砂量較少，除銹效果不好且除銹速度較慢等問題。

3.2 優(yōu)化改進(jìn)后的工藝

3.2.1 主要設(shè)備及規(guī)格

(1)空壓機(jī)，使用時壓力約為0.8 MPa，主要功能是提供動力；

(2)氣罐：出氣壓力約為0.6～0.8 MPa，主要功能是確保出氣動力穩(wěn)定，并與砂罐、水罐連接；

(3)砂罐：用于裝石英砂(或河砂)，用φ40 mm耐壓膠管分別與儲氣罐、槍頭連接，石英砂(或河砂)大小為70～80目；

(4)水罐，用于裝清水，用φ10～15 mm耐壓膠管分別與儲氣罐、槍頭連接；

(5)耐壓膠管，φ40 mm與φ10～15 mm；

(6)槍頭，進(jìn)口處與φ40 mm耐壓膠管連接，側(cè)面開一個10～15 mm孔洞用φ10～15 mm耐壓膠管與水罐連接。

3.2.2 工藝流程

圖2為改進(jìn)后工藝流程。在水罐出口處設(shè)置控制閥門，控制水流大??；砂水混合比例按除銹效果測試，砂、水比為3∶1或4∶1為宜，一般以不產(chǎn)生揚塵、罐體不發(fā)熱為準(zhǔn)。

圖2 改進(jìn)后工藝流程圖

3.2.3 試用效果

經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)后，砂水混合均勻且比例可調(diào)，除銹效果更好，除銹速度可達(dá)0.5m2/min，大大節(jié)約了防腐除銹時間和人工成本。

3.3 除銹作業(yè)的相關(guān)作業(yè)

(1)除銹作業(yè)。砂水混合流體與鋼板接觸，相對安全，無起火可能性，且可以有效控制揚塵。

(2)吊籠升降作業(yè)。油庫立式油罐高度一般超5 m，防火堤內(nèi)臨時用電按一級動火作業(yè)辦理許可。使用機(jī)械式吊籠升降作業(yè)代替電動吊籠升降可避免因臨時用電產(chǎn)生的風(fēng)險。目前，機(jī)械式吊籠升降作業(yè)速度雖慢但安全性高，并增設(shè)生命繩，穩(wěn)固可靠，能做到雙重保險。

(3)油漆作業(yè)。采用原油罐建設(shè)設(shè)計的油漆方案進(jìn)行油漆作業(yè)。

3.4 試用總結(jié)

根據(jù)在試用的過程中遇到的砂水混合不均勻，混合罐中帶出的砂量較少，除銹效果不好且除銹速度較慢等問題，對伴水冷式噴砂除銹技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，解決了以上問題，該技術(shù)試用取得了成功，有效解決油罐防腐除銹作業(yè)與油罐清洗作業(yè)的矛盾，主要表現(xiàn)為：

一是防腐除銹作業(yè)時，與現(xiàn)有油罐直接接觸點為高壓的砂水混合流體，罐壁溫度為常規(guī)水溫，用紅外測溫儀檢測為13 ℃，且不會產(chǎn)生火花或者靜電；

二是用電設(shè)備只有空壓機(jī)，可以離油罐較遠(yuǎn)位置提供動力；

三是手持噴砂機(jī)械為耐壓膠管與槍頭，相對手持電動工具而言，能減少觸電危險。

3.5 需要注意的問題及解決方法

石油儲罐伴水冷式噴砂除銹技術(shù)，因為是帶水作業(yè)，所以返銹速度較快。為解決此問題，可根據(jù)天氣干燥情況采取自然曬干或風(fēng)機(jī)吹干等措施，但要確保在除銹后4 h內(nèi)完成罐體表面除塵、干燥、上底漆工作。

4 結(jié)語

利用伴水冷式噴砂新技術(shù)，可以在不進(jìn)行油罐清洗作業(yè)的前提下，開展油罐罐壁防腐除銹作業(yè)，比手工除銹、電動工具除銹、噴砂除銹等技術(shù)有很多優(yōu)勢，安全性有很大提高，控制揚塵的環(huán)保效果明顯。某油庫作為中石化浙江分公司系統(tǒng)內(nèi)的試點油庫，利用伴水冷式噴砂技術(shù)縮短了油罐防腐施工工期數(shù)月，節(jié)約了成本數(shù)百萬元。該技術(shù)已試用成功，可在石油庫油罐防腐除銹工作中全面推廣。