加油站油罐內(nèi)襯法防滲改造的工藝及安全風(fēng)險(xiǎn)防控

〔中國(guó)石化內(nèi)蒙古石油分公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010020〕

隨著國(guó)家《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的持續(xù)推行，全國(guó)加油站全面開展防滲改造工程。改造初期，仍以更換SF、FF雙層罐為主。隨著油罐內(nèi)襯技術(shù)的不斷成熟，改造周期逐漸縮短、停業(yè)成本降低、可在較低氣溫下施工等優(yōu)勢(shì)不斷凸顯，并在一定程度上減少了動(dòng)土作業(yè)、起重作業(yè)等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)過(guò)程，目前已經(jīng)在各石油銷售企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而，由于內(nèi)襯法施工工藝缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，管理人員缺乏對(duì)相關(guān)材料的詳細(xì)了解，加之市場(chǎng)提供相關(guān)服務(wù)的承包商工藝不同、材料不同，給施工過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)了較大影響。本文通過(guò)對(duì)施工工藝和材料的深入調(diào)研和考察，列舉了主要施工工藝和材料的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和控制措施，供讀者參考，以最大程度地降低施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)。

1 工藝簡(jiǎn)介

加油站地下油罐內(nèi)襯法改造是指在現(xiàn)有埋地油罐內(nèi)壁，現(xiàn)場(chǎng)制作雙層結(jié)構(gòu)的FRP（玻璃鋼）襯里防滲層，并安裝夾層泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，使其成為具有防滲漏、防腐蝕功能的雙層罐。相當(dāng)于在現(xiàn)有罐體里面現(xiàn)場(chǎng)制做一個(gè)新的FF型雙層油罐。目前國(guó)內(nèi)常見的內(nèi)襯工藝系統(tǒng)有以下幾種：

1.1 DOPA?技術(shù)

DOPA?（多普）技術(shù)是WolftankAdisa集團(tuán)從1984開始投入使用的油罐內(nèi)襯改造技術(shù)。它應(yīng)用歐洲專利產(chǎn)品環(huán)保型環(huán)氧樹脂和3D結(jié)構(gòu)鋁板等材料，在單層油罐內(nèi)構(gòu)建真空復(fù)合層，并通過(guò)泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)對(duì)真空狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而達(dá)到雙層罐的同等性能。DOPA?系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)層、鋁板層、玻璃鋼層、強(qiáng)化層、導(dǎo)電層構(gòu)成，以加油站原有油罐為依托，以環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料形成內(nèi)置的防滲層以及真空間隙，通過(guò)真空壓力檢測(cè)等方法，對(duì)改造后油罐的泄漏情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 DOPA?系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

1.2 PHOENIX?技術(shù)

PHOENIX?（鳳凰系統(tǒng)）技術(shù)是FRP復(fù)合材料雙層油罐生產(chǎn)商加拿大ZCL公司FRP雙層罐現(xiàn)場(chǎng)改造的品牌名稱。該系統(tǒng)以不飽和聚酯樹脂基復(fù)合材料為主（一般為光敏型固化樹脂），利用3D纖維織物形成中空間隙，新形成的3DFF型雙層罐，在新的內(nèi)外壁間，提供連續(xù)的滲漏檢測(cè)。

1.3 其他技術(shù)

隨著我國(guó)加油站防滲改造規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需求量的不斷增加，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出一批自行研發(fā)的內(nèi)襯技術(shù)。但其基本原理仍然是依托原有油罐管壁，通過(guò)樹脂基復(fù)合材料，結(jié)合3D鋁板或者3D纖維織物形成貫通間隙，形成具有防滲作用的內(nèi)置襯里，并具有滲漏檢測(cè)功能。

2 工藝材料

總體來(lái)說(shuō)，加油站防滲改造過(guò)程中，無(wú)論采用哪種工藝技術(shù)，本質(zhì)上仍然是一種FRP復(fù)合材料的應(yīng)用方式。要控制防滲改造過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)FRP材料的物理、化學(xué)性質(zhì)有所了解，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，方能采取有效的防控措施。

FRP使用的樹脂主要有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂和其他熱固性樹脂與熱塑性樹脂。當(dāng)前在加油站內(nèi)襯防滲改造中，主要使用的樹脂為不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。

2.1 不飽和聚酯樹脂

（1）反應(yīng)原理。不飽和聚酯樹脂是不飽和二元羧酸（或酸酐）或它們與飽和二元羧酸（或酸酐）組成混合酸與多元醇縮聚而成，具有酯鍵和不飽和雙鍵的線性高分子化合物。在聚酯化縮聚反應(yīng)結(jié)束后，趁熱加入一定量的乙烯基單體，配制成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。

（2）物理性質(zhì)。不飽和聚酯樹脂的相對(duì)密度在1.11～1.20左右，固化時(shí)體積收縮率較大，固化樹脂的一些物理性質(zhì)如下：

耐熱性。絕大多數(shù)不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度在50～60℃，一些耐熱性好的樹脂則可達(dá)120℃。紅熱膨脹系數(shù)α為（130～150）×10-6℃。

23℃≤閃點(diǎn)≤61℃。

力學(xué)性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。

耐化學(xué)腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，同時(shí)，樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可以有很大的差異。

介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。

（3）存在風(fēng)險(xiǎn)。不飽和聚酯樹脂作為化工原料的一種，常用于物體表面加厚、固化，使用時(shí)如同刷油漆一般，層層加疊，固化過(guò)程釋放苯乙烯等有害氣體。

苯乙烯。對(duì)眼睛和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高濃度時(shí)，立即引起眼睛及上呼吸道粘膜的刺激，出現(xiàn)眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽等，繼之頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、全身乏力等；嚴(yán)重者可有眩暈、步態(tài)蹣跚。眼部受苯乙烯液體污染時(shí)，可致灼傷。慢性影響，常見神經(jīng)衰弱綜合癥，有頭痛、乏力、惡心、食欲減退、腹脹、憂郁、健忘、指顫等。對(duì)呼吸道有刺激作用，長(zhǎng)期接觸有時(shí)會(huì)引起阻塞性肺部病變。皮膚粗糙、皸裂和增厚。

環(huán)境危害。對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害，對(duì)水體、土壤和大氣可造成污染。

燃爆危險(xiǎn)。本品易燃，為可疑致癌物，具刺激性[1]。

2.2 環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的一類聚合物的總稱。它是環(huán)氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產(chǎn)物。由于環(huán)氧基的化學(xué)活性，可用多種含有活潑氫的化合物使其開環(huán)，固化交聯(lián)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此它是一種熱固性樹脂[2]。理化性質(zhì)及危險(xiǎn)性分析如下：

（1）理化性質(zhì)。

外觀與性狀，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)和分子量大小的不同，其物態(tài)可從無(wú)臭、無(wú)味、黃色透明液體至固態(tài)。

熔點(diǎn)145～155℃。

溶解性，溶于丙酮、乙二醇、甲苯。

毒性及對(duì)健康的危害。

侵入途徑，吸入、食入、經(jīng)皮膚吸收。

毒性，LD50（半數(shù)至死量）：11400mg/kg（大鼠經(jīng)口）。

對(duì)健康的危害，制備和使用環(huán)氧樹脂的人員，可有頭痛、惡心、食欲不振、眼灼痛、眼瞼水腫、上呼吸道刺激、皮膚病癥等。本品的主要危害為引起過(guò)敏性皮膚病，其表現(xiàn)形式為瘙癢性紅斑、丘疹、濕疹性皮炎等。

燃燒爆炸危險(xiǎn)性

燃燒性，易燃；燃燒分解物，一氧化碳、二氧化碳。

-18℃≤閃點(diǎn)＜23℃，爆炸上限（體積分?jǐn)?shù)）——，爆炸下限（體積分?jǐn)?shù)），12%自燃溫度490℃（粉云）

（2）危險(xiǎn)特性，易燃，遇明火、高熱能燃燒。受高熱分解放出有毒的氣體。粉體與空氣可形成爆炸性混合物，當(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí)，遇火星會(huì)發(fā)生爆炸。

建規(guī)火險(xiǎn)分級(jí)，甲級(jí)，穩(wěn)定，不聚合。

2.3 不飽和樹脂固化劑-過(guò)氧化甲乙酮

過(guò)氧化甲乙酮作為不飽和聚酯樹脂的常用固化劑之一，其理化性質(zhì)決定了其危害因素。

過(guò)氧化甲乙酮理化性質(zhì)。

理化性質(zhì)。外觀與性狀：無(wú)色液體，有刺鼻氣味；沸點(diǎn)：＞80℃（分解）；相對(duì)密度（水=1）1.10～1.17；水中溶解度：難溶。

化學(xué)危險(xiǎn)性。可燃；燃燒時(shí)生成有毒和腐蝕性氣體；該物質(zhì)是一種強(qiáng)氧化劑，與可燃物質(zhì)、還原性物質(zhì)、胺類、金屬、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿激烈反應(yīng)，有著火和爆炸危險(xiǎn)。

接觸危害。

吸入。急性危害/癥狀：咽喉痛；灼燒感；咳嗽；呼吸困難；呼吸短促。預(yù)防：通風(fēng)，局部排氣通風(fēng)，呼吸防護(hù)。

急救/消防：新鮮空氣，休息；半直立體，必要時(shí)進(jìn)行人工呼吸；給予醫(yī)療護(hù)理。

皮膚。急性危害/癥狀：發(fā)紅，疼痛，皮膚燒傷。

預(yù)防：佩戴防護(hù)手套，防護(hù)服。

急救/消防：脫去污染的衣服，用大量水沖洗皮膚或淋??；給予醫(yī)療護(hù)理。

眼睛。急性危害/癥狀：發(fā)紅；疼痛；嚴(yán)重深度燒傷；

預(yù)防：佩戴面罩或眼睛防護(hù)，結(jié)合呼吸防護(hù)；

急救/消防：先用大量水沖洗幾分鐘（如可能易行，摘除隱形眼鏡），然后就醫(yī)。

食入。急性危害/癥狀：腹部疼痛，灼燒感，休克或虛脫；預(yù)防：工作時(shí)不得進(jìn)食、飲水或吸煙，進(jìn)食前洗手；急救/消防：漱口；不要催吐；大量飲水；給予醫(yī)療護(hù)理。

接觸途徑。該物質(zhì)可通過(guò)吸入和經(jīng)食入吸收到體內(nèi)。

短期接觸的影響：該物質(zhì)腐蝕眼睛、皮膚和呼吸道，食入有腐蝕性。

長(zhǎng)期或反復(fù)接觸的影響：無(wú)數(shù)據(jù)。

職業(yè)接觸限值：閾限值：0.2×10-6（上限值）（美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議，2005年），最高容許濃度未制定標(biāo)準(zhǔn)。

安全措施。

工程控制措施：密閉系統(tǒng)和通風(fēng)；嚴(yán)格作業(yè)環(huán)境管理！

預(yù)防火災(zāi)和爆炸措施：禁止明火；高于69℃，使用密閉系統(tǒng)、通風(fēng)。

消防及滅火方法：干粉，二氧化碳，干砂，泡沫，霧狀水；從掩蔽位置滅火。

泄漏處置措施：盡可能將泄漏液收集在可密閉的塑料容器中；不要用鋸末或其他可燃吸收劑吸收；化學(xué)防護(hù)服，包括自給式呼吸器。

儲(chǔ)運(yùn)注意事項(xiàng)：穩(wěn)定后儲(chǔ)存，嚴(yán)格密封，見化學(xué)危險(xiǎn)性。

包裝與標(biāo)志。

中國(guó)危險(xiǎn)性類別：第5.2項(xiàng)有機(jī)過(guò)氧化物；中國(guó)次要危險(xiǎn)性：1和8；

中國(guó)包裝類別：II；UN危險(xiǎn)性類別：5.2；UN次要危險(xiǎn)性：1和8；

UN包裝類別：II。

2.4 玻璃纖維短切氈

（1）玻璃纖維短切氈是FRP材料中用于和樹脂基進(jìn)行復(fù)合的主要材料，是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。它是以葉臘石、石英砂、石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石七種礦石為原料，經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20～1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料、電路基板等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，特殊用途的纖維，如E玻璃和‘475’玻璃纖維在2B類致癌物清單中、連續(xù)的玻璃纖維在3類致癌物清單中。

（2）玻璃纖維短切氈在內(nèi)襯法防滲改造期間，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割。切割過(guò)程中，游離的玻璃纖維絲會(huì)大量飄散在空氣中，形成硅塵。長(zhǎng)期接觸玻璃纖維可能會(huì)刺激呼吸道，引起呼吸道疾病。皮膚直接接觸也可能會(huì)引發(fā)皮膚過(guò)敏反應(yīng)，嚴(yán)重的導(dǎo)致皮膚病。玻璃纖維進(jìn)入腸道可能會(huì)引發(fā)腫瘤。

3 風(fēng)險(xiǎn)防控措施

3.1 佩戴個(gè)體防護(hù)用品

采用內(nèi)襯法進(jìn)行防滲改造期間，進(jìn)入受限空間時(shí)人員中毒、窒息以及操作過(guò)程中的火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)是需要管控的主要風(fēng)險(xiǎn)。按照工作環(huán)境中主要危險(xiǎn)特征及工作條件，主要涉及吸入性氣溶膠毒物作業(yè)（A21）和沾染性毒物作業(yè)（A22），按照《個(gè)體防護(hù)裝備選用規(guī)范》（GBT11651—2008）要求，至少應(yīng)配備B01工作帽、B06防毒面具、B21防化學(xué)品手套、B52化學(xué)品防護(hù)服、B16防腐蝕液護(hù)目鏡[3]。

3.2 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)

目前在國(guó)內(nèi)從事內(nèi)襯法施工的承包商隊(duì)伍，部分缺乏此類工作的經(jīng)驗(yàn)，起步較晚，安全環(huán)保的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)較差。有一部分承包商隊(duì)伍直接從換罐業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型而來(lái)。因此，施工人員為施工方便，經(jīng)常會(huì)簡(jiǎn)化個(gè)體防護(hù)用品的使用。如不按要求佩戴護(hù)目鏡、空氣呼吸器等，極易造成人員傷亡或者形成職業(yè)病。因此，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)護(hù)就顯得格外重要。要在每一次進(jìn)罐施工前，全面檢查施工人員的個(gè)體防護(hù)用品佩戴情況。通過(guò)在施工期間配備視頻監(jiān)控等方式，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工人員的個(gè)體防護(hù)用品是否有效使用。

3.3 對(duì)施工人員嚴(yán)格把關(guān)

內(nèi)襯法施工不同于其他土建類工程，對(duì)于施工人員的工藝操作技術(shù)等有一定的專業(yè)要求，因此必須對(duì)施工人員進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。一要對(duì)施工人員進(jìn)行嚴(yán)格審核，必須為具有承包資質(zhì)的承包商單位人員，避免承包商隨意雇傭臨時(shí)工或派遣無(wú)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行施工。二是要嚴(yán)格開展施工前的安全培訓(xùn)教育，將上述風(fēng)險(xiǎn)向施工人員說(shuō)明，并進(jìn)行考核，考核合格者方可進(jìn)行施工。

3.4 嚴(yán)格開展施工方案審查

有效的施工方案是內(nèi)襯法施工能夠順利進(jìn)行的前提。業(yè)主單位要對(duì)施工方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，確定風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是否全面、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是否準(zhǔn)確，防控措施是否有可操作性。特別是在北方地區(qū)冬季進(jìn)行施工的，需提前確認(rèn)噴砂設(shè)備是否滿足氣溫的要求，是否具備可燃?xì)獾谋O(jiān)測(cè)能力、個(gè)體防護(hù)裝備是否配備齊全。

3.5 規(guī)范辦理作業(yè)許可相關(guān)手續(xù)

就內(nèi)襯法進(jìn)行防滲改造而言，重點(diǎn)要關(guān)注用火作業(yè)、進(jìn)入受限空間和臨時(shí)用電作業(yè)。用火作業(yè)方面，由于常見的樹脂基材料、固化劑、稀釋劑等在固化過(guò)程中會(huì)緩慢釋放苯乙烯等可燃?xì)怏w，因此在作業(yè)許可過(guò)程中，要反復(fù)復(fù)核可燃?xì)怏w濃度是否達(dá)標(biāo)；進(jìn)入受限空間作業(yè)方面，由于施工人員需要長(zhǎng)期在儲(chǔ)油罐內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，因此每次作業(yè)前，都要通過(guò)作業(yè)許可來(lái)確認(rèn)有毒有害氣體以及氧氣濃度是否達(dá)標(biāo)；臨時(shí)用電方面，由于作業(yè)過(guò)程中涉及到視頻監(jiān)控、通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、噴砂設(shè)備的使用，必須通過(guò)臨時(shí)用電作業(yè)許可來(lái)確認(rèn)設(shè)備的防爆情況和電路完好情況。

4 結(jié)語(yǔ)

內(nèi)襯法防滲改造雖然在改造資金、改造工期上，特別是冬季施工方面較普通雙層罐更換具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其存在的風(fēng)險(xiǎn)是不可忽視的。本文從內(nèi)襯法所使用的工藝及材料出發(fā)，就存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，以便為各企業(yè)在采用該方法改造時(shí)，有效采取各類防控措施，減小事故發(fā)生的概率。