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【海溪】储罐用导静电防腐涂料的原理、分类及测量

      1989年黄岛油库爆炸事故,发生于1989年8月12日中国石油总公司管道局胜利输油公司位于山东省青岛市黄岛油库的特大火灾爆炸事故,率先爆炸的为5号罐为2.3万立方米的半地下混凝土油罐。该起事故共19人死亡,100多人受伤,直接经济损失3540万元人民币,还造成了胶州湾历史上最严重的海洋污染。事故后,中国国务院认为事故直接原因是认定直接原因是非金属油罐本身存在缺陷,遭受对地雷击,产生的感应火花引爆油气。这次事故虽说与导不导静电防腐涂层没有直接关系,但它导致了各界对储罐安全的高度重视

      GB50393-2008是这样描述使用导静电涂料的必要性的。

      A.3 导静电型防腐蚀涂料

      成品油储罐所储存的绝缘性油品再装卸等过程中,容易产生静电,静电对储罐来说非常危险,因此本规范严格要求对这些静电要导出。依据国内外导静电经验和实验结果,此类储罐的防腐图层必须采用导静电防腐型涂料,静电指标严格执行安全要求,导静电性能指标-一图层表面电阻低于10时,图层的耐蚀性将降低,高于10时候,导静电性出于不安全范围。

二、何为导静电涂料

    GB50393-2008是这样定义的:

    4.1.3 图层的表面电阻率大于等于10Ω可以认为是绝缘的。就防腐图层来说,其表面电阻越大,防腐性能越好。

    4.1.4 导静电涂料分为本征型和添加型两类。本征型利用基料本身的导静电能力来实现导静电,添加型主要通过填料来实现导静电,常见的主要以添加金属和金属氧化物及炭黑为主,添加金属和金属氧化物浅色导静电涂料,与已添加炭黑为主的黑色导静电涂料有所区别。由于炭黑系列的导静电涂料再使用过程中污染油品,耐腐蚀性差等缺陷,本规范限制了炭黑的导静电涂料的使用品。本规范提倡使用本征型导静电涂料。

     美国国家消防协会标准《静电作业规范》NFPA77明确提出涂料的电阻率应高于介质的电阻率,并不宜超过10Ω,导静电的电阻率低于油品的1-2数量级,可以认为是安全的。

    GB50393-2008中规定了导静电型防腐蚀涂层的的表面电阻率应为108~1011Ω,而GB6950-2001中附录D、GB13348-92、GB15599-95、GB/T16906-1997以及CNCIA-HG/T0001-2006中的规定为105~109Ω。两者是不同的。

三、导静电防腐涂料有哪些

    对储罐用导静电防腐涂料的分类,主要以成膜物质和导电介质而分:

    1、以导电介质分类,可分为:

          —本征型:就是成膜物质本身也能导电,如导电聚苯胺类。但由于树脂难溶解和分散,价格高,尚未商品化。

          —添加型:就是在涂料组份中添加导电介质而降低涂膜电阻率。这些导电介质包括:

         ①、液体导静电剂:这类导电介质通常在成膜后浮于表面,吸湿而形成一层水膜,从而降低涂膜表面电阻率。这种制成的导静电涂料表面电阻率不稳定且易衰减,因而,不宜用于储罐导静电防腐涂料。

         ②、金属粉体。如锌粉和铝粉等。新的硅酸锌底漆涂层就是一种表面电阻率低的导静电防腐涂料,也可用于一些纯净的油品罐中。但锌粉易氧化和消耗,只适合于PH值为5-9的介质中。

         ③、碳系材料:主要指导电碳黑和石墨粉。但业内认为,采用碳系导静电涂料易污染油品、耐腐蚀性差。因为碳与钢铁的电位差大,涂层局部破损后钢铁作为电化学腐蚀电池中的阳极,涂层作为阴极,形成小阳极大阴极的局面,易加速钢铁腐蚀而形成穿孔。目前GB50393限制其使用。估计以后石墨烯也能制成导静电防腐涂料并商品化。

        ④、稀土金属氧化物复合云母导电粉。以上海君江科技的产品为代表。这是目前用得最多的

     2、以成膜物质分类,可分为:

          —环氧类:就是以双酚A环氧树脂配合胺固化剂作为成膜物质。

          —酚醛环氧类:也称环氧酚醛类,就是以多官能团诺伏勒克环氧树脂配合胺固化剂作为成膜物质,因涂膜交联度高,耐溶剂性和耐热介质性更佳。

          —其它类:如无机硅酸锌以硅酸乙酯的水解物为成膜基料。等等。

四、导静电电阻率如何测量?

     GB50393-2008是这样规定的:

     F.6 图层表面电阻的测量

     图层表面电阻的测定应在现场进行,测定时可采用涂料表面电阻测定仪。涂层表面的电阻是正方形涂层两对边间测得的电阻值,与涂层厚度和正方形大小无关。

    目前,国际上常用的图层表面电阻测定仪的电极主要为平行刀电极,可直接度数。

     F.6 涂层表面电阻的测量

        F.6.1 可采用涂料表面电阻测定仪对涂层表面电阻进行测量。

        F.6.2测量时,应符合下列要求

           1、按本规范F.1.2条的要求选择检测区域位置

           2、在监测区域内选择5个检测点,每个检测点面积可为400cm2

           3、在监测点内任意取3个点进行测量,测量结果取平均值。

       但实际上,就实验室针对单一导静电涂料和涂层体系,以及现场对整个导静电涂层体系的表面电阻率测量方法和验收准则,相关标准的规定也存在差异。而测试仪器/测试电压、相对湿度、底材类型/导电性、底漆类型/涂层体系、涂层厚度都对测试结果有着不同程度的影响。目前各标准规定以及现场验收测试有必要进一步考虑这方面因素。

      对于导静电涂料的实验室检验(如第三方抽检)以及现场对已完工涂层的验收测试,相关标准规定的验收准则是否适用?这对实验室测试可能不是问题,但现场测试时,由于气候条件的不可控性、底材多样性以及涂膜厚度的不均匀性,难免出现实验室测试与现场验收测试数据出现偏差以及现场测试数据很不稳定的情况。如何综合考虑上述因素,制定切实有效的验收准则,也是需要探讨的问题,尤其是关于测试时的环境条件、科学抽样和测试数据处理问题。


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点击次数:  更新时间:2018-01-15 13:59:00  【打印此页】  【关闭