阮江雷、黄哲龙
( 北京力龙涂料有限公司北京)
摘要：目前防腐涂料体系绝大部分是以易燃易爆的溶剂型涂料为主，加上行业本身的石油石化制品也易燃易爆，石油石化行业的防腐施工过程中具有双重的安全隐患，对安全的重视程度极高。如果从源头做起，将易燃易爆的溶剂型涂料更换成不存在水性涂料，施工过程特别是维修施工中极大减少安全隐患。安全是水性防腐涂料最大的优点．在石油石化行业则显得格外重要。另外，各类水性重防腐涂料的VOCs含量极低，施工过程中不用额外添加稀释剂，环保性能更是溶剂型涂料无法比拟的。目前社会及政府对环保的重视程度达到了前所未有的高度，各种有利于水性防腐涂料的政策持续出台。可以说，具有天然的安全性和环保性优势的水性重防腐涂料在石油石化行业的推广和发展前景极为可观。本文针对钢制石油储罐领域重防腐涂料的使用情况，对水性漆的替代前景进行了分析。
关键词：重防腐、涂料
1．石油石化领域的重防腐涂料使用情况
目前国内钢制石油储罐的防腐标准主要参考《GB50393-2008钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》，这也是强制国家标准。该标准对储罐用重防腐涂料的技术指标和要求都做了比较详细的说明。
国内钢制石油储罐常用重防腐涂料类型如下
2．目前存在的问题
根据上面表格所列，目前钢质石油储罐使用的重防腐涂料，除了水性无机富锌底漆是纯水性环保涂料外，其余都是各类溶剂型重防腐涂料，使用过程中存在较大的火灾安全隐患和环保排放问题。
2．1施工过程中的安全风险
溶剂型重防腐涂料，在生产，储存，运输和施工过程中，都有很大的安全隐患。因此，生产管理，仓储服务，危险品运输服务，特别是施工过程中的安全防范，都需要投入巨大的人力物力。 安全风险最大的就是涂装施工过程。
其一，施工现场缺乏专业的涂装施工管理人员，业主和监理代表中，懂涂装的人员寥寥无几，安全监管很难到位；
其二，施工工人以农民工为主，普遍学历偏低，安全知识贫乏；
其三，旖工现场的入场安全培训重视不够，有些工地根本没有培训，留下了较大的安全隐患。
2．2环保性问题
目前溶剂型涂料VOCs含量非常高，比如目前最常用的环氧类防腐漆，VOCs一般都超过3509／L，丙烯酸聚氨酯面漆的VOCs一般都超过400 g／L。而且，这还不包括施工中添加的稀释剂，如果算上这一部分，VOCs数值将会更高。即使采用最新技术生产的高固体份涂料，VOCs也都超过2009／L。而水性重防腐涂料的VOCs一般都不超过509／L，相比之下。优势巨大。如果以后政府对VOCs排放收费，据已有消息，应该介于l O一20元／kg，这样溶剂型涂料的成本至少增加5元／kg，跟水性重防腐涂料的价格优势几乎没有了。
2．3从业人员的安全和健康
施工过程中大量有毒有害VOCs的排放，对从业人员的安全和健康是个重大挑战。有机溶剂挥发急剧，不仅容易导致火灾爆炸危险；而且工人长期吸入大量有机溶剂，即使这些溶剂是低毒的，时间长了对身体也会有很大影响。
而现实中，大量便宜的有毒溶剂大量存在于各个工地。作为涂料行业从业者，走访工地时能经常看到这种情况，却对此却深感无力。
3．目前水性重防腐涂料的类型
水性涂料有多种类型，目前工业领域烘干固化较多，但在石油石化领域，烘烤固化难以实现，所以可以推荐采用的都是水性常温白干防腐涂料。
3．1水性无机富锌底漆水性无机富锌底漆是目前最成熟的水性重防腐涂料产品，也是最具推广价值的水性重防腐底漆。水性无机富锌底漆VOCs含量为零，完全无毒无味不燃，其利用锌粉作为防腐颜料，几十年的应用也说明其防腐性能极其优异。
目前水性无机富锌底漆只用于中间产品储罐和溶剂储罐单一涂层防腐，利用了涂层的耐介质性。因其对施工要求高，所以在其他方面使用较少。但是，水性无机富锌底漆的防腐性能极好，天生具有安全和环保两大优势，在未来的储罐防腐中，应用前景很广泛。
3．2双组份水性环氧防腐漆
水性环氧漆，目前是水性重防腐底漆的重要发展方向。目前已经开发出系列的水性环氧树脂和水性环氧固化剂，在很多领域已经有了一定的应用。其在施工固化良好的情况下，水性环氧漆的防腐性能已经可以跟溶剂型环氧涂料媲美。其VOCs含量很低，施工过程中不存在安全隐患，具有很大的发展空间。
目前水性环氧存在的问题一是涂料成本较高，不过跟加上排放费用的溶剂型环氧涂料相比，成本反而具有优势。二是水性环氧涂料对施工要求高，特别是对施工环氧要求高，限制了其应用。随着施工管理水平的提高，工人能严格按照工艺施工，水性环氧必然发挥更大的作用。
水性丙烯酸白干漆以前主要用于建筑涂料领域，但其经过改性后，耐水耐光耐候完全能满足要求，而且其具有成本优势和环保安全优势，可以防范用于新建储罐和维修储罐的面漆。
水性聚氨酯面漆的性能更加优异，可以作为新建工程的外壁防腐面漆，寿命长。缺点是成本高，目前产品还不完全成熟，造成一定的施工质量风险。
水性氟碳漆也是未来的方向，其超长耐候，不沾尘，以后也是储罐外壁防腐面漆的重要替代产品，目前成本高，技术成熟度不够是其主要问题。
4．替代及推广可行性
笔者针对石化行业的防腐涂料国标GB 50393—2008中针对防腐涂料的技术要求，结合目前国内水性重防腐涂料的研究进展，提出了针对性的防腐方案设想，以供大家参考。文中楷体加黑小字是摘自标准GB 50393。
4．1原油储罐
4．1．1原油储罐的涂层保护工程应满足下列要求：
1) 原油储罐底板内表面和油水分界线以下的壁板内表面，应采用绝缘性防腐蚀涂料；底漆宜采用环氧类涂料，中间漆可采用厚浆型环氧玻璃鳞片、厚浆型环氧云母类等防腐蚀涂料，面漆应采用耐酸碱、耐盐水、耐硫化物、耐油和耐温的防腐蚀涂料；
2) 浮顶罐钢制浮项底板外表面和浮顶侧板外表面应采用耐油的导静电防腐蚀涂料；
3) 浮项罐内壁上部和浮项外表面应采用耐水耐候性防腐蚀涂料，底漆宜采用富锌类防腐蚀涂料，面漆可采用氟碳类，丙烯酸聚氨酯等耐候防腐蚀涂料；
4) 拱顶罐内壁顶部应采用绝缘性防腐蚀涂料，底漆宜采用富锌类防腐蚀涂料，面漆应采用耐水，耐油的防腐蚀涂料；
5) 有保温层的地上原油储罐外壁应采用耐水性防腐蚀涂层，底漆宜采用富锌类防腐蚀涂料，面漆应采用耐水性防腐蚀涂料：
6) 无保温层的原油储罐外壁底漆应采用富锌类防腐蚀涂料，面漆可采用氟碳类，丙烯酸聚氨酯类耐水耐候防腐蚀涂层。7) 除浮顶罐外的原油储罐顶的要求应符合本条第G款的规定：
8) 洞穴原油储罐外壁应采用耐水性防腐蚀涂层；底漆宣采用富锌类防腐蚀涂料，面漆可采用环氧类、聚氨酯类防腐蚀涂涂层。以上是标注摘抄，根据标准要求，笔者推荐以下替代方案。
表4．1原油储罐防腐蚀涂料替代方案
根据上表，目前原油储罐所用防腐涂料均有可替代水性防腐产品对应，跟据类型，主要有水性环氧，水性无机富锌，水性丙烯酸，水性聚氨酯和水性氟碳类反腐涂料。
各类水性涂料中，以水性无机富锌底漆和水性丙烯酸面漆最为成熟，不仅产品质量稳定，有完善的施工工艺，而且跟其他类产品相比，具有成本优势，所以是未来最容易推广的两种产品。
其中，水性无机富锌底漆的VOCs含量为零，无毒无害，以水为溶剂，施工过程安全，锌含量高达85％以上，防锈性能极其优异，几乎可以用于绝大部分储罐内外壁底漆，用于替代环氧富锌底漆和环氧耐油导静电底漆。其不足在于基材必须除油，并喷砂除锈达到Sa2．5级，施工要求较高，所以目前只适合用于新建工程。不过以水性无机富锌底漆作为防锈底漆的涂层体系，其防腐寿命会大幅延长，很值得推广。
水性丙烯酸面漆可以替代丙烯酸聚氨酯面漆作为新建和维修储罐外壁耐候面漆，因其作为单组份，施工方案，复涂性强，性价比高，可以作为维修施工外壁的首选。
其他几种如水性环氧，水性聚氨酯和水性氟碳面漆，目前已经有成熟的产品，但是其成本较高，是阻碍其推广的最大问题。不过随着政府对污染排放的收费，以及水性防腐涂料的逐渐推广及发展壮大，其生产成本会逐渐走低，迟早会比加上排污费的溶剂型涂料更具性价比。
4．2产品储罐( 成品油罐)
4．2．1产品储罐的涂层保护工程应满足下列要求：
1产品储罐内表面应采用耐油性导静电防腐涂料，底漆宜采用富锌类防腐蚀涂料，面漆可以采用本征型或浅色的环氧类或聚氨酯类导静电防腐蚀涂料。
2产品储罐外壁的涂层保护工程应符合本规范第4．1．5条第6款的要求。以上是标注摘抄，根据标准要求，笔者推荐以下替代方案。
表4．2产品储罐防腐蚀涂料替代方案
产品储罐的体系相对简单，外壁与无保温层的原油储罐的防腐方案一致。
4．3中间产品及其他产品储罐
4．3．1中间产品储罐的涂层保护工程应满足下列要求：
1) 中间产品储罐内表面底漆宜采用无机富锌类防腐蚀涂料，面漆应耐热，耐油性导静电防腐蚀涂层；
2) 中间产品储罐外壁的涂层保护工程应符合本规范第4．1．5条第6款的要求；4．3．2储存低粘度原油、中间馏分油及轻质产品油等易挥发油品的储罐外壁宜采用耐候性热反射防腐蚀复合涂层。
4．3．3当储罐采用喷金属外加封孔涂层保护时，金属涂层厚度不宜低于180微米，封孔涂层厚度不宜低于60微米，涂料的选择应复合本规范4．1．5-4．1．7条的要求。以上是标注摘抄，根据标准要求，笔者推荐以下替代方案。
表4．3中间产品及其他储罐防腐蚀涂料替代方案
上表中，热喷金属涂层可以用水性无机富锌底漆做封闭，其渗透性好，可以对金属涂层的孔隙进行很好的渗透封闭，无机涂层可以跟锌铝涂层发生化学反应，增加附着力，提高涂层防腐性能。
5．前景展望
从现状来看，由于水性重防腐涂料成本较高，施工工艺及固化工艺要求高，某些产品性能还不够好，性能还不够稳定，因此，目前水性重防腐涂料完全代替溶剂型涂料还有相当大的困难。不过，某些类的水性产品完全可以逐渐去代替溶剂型产品。
比如水性无机富锌底漆，在新建是有储罐工程中，完全可以代替所有环氧富锌和无机富锌，性能比溶剂型产品更加优异，又是无毒无害无VOCs无火灾隐患，所以应该在石油石化行业推广开来。
比如水性丙烯酸面漆，因其成本较低，性价比高，完全可用于各类不耐温的储罐外壁面漆，特别是维修工程用面漆。
水性环氧类，性能优异，不过因其施工性和固化工艺要求高，所以可以在特定的项目进行推广使用，随着技术进步，可以得到更加广泛的应用。
水性聚氨酯，水性氟碳，也是未来可以替代的高性能产品。
随着政府针对环保问题的各种政策的出台，比如对VOCs排放收费，溶剂型涂料成本将直接上升至少5—10元，同时由于生产运输施工中的优势，水性防腐涂料将取代溶剂型产品更具优势。通过加强配方研发和更好的工程管理，相信水性重防腐涂料在未来将会有长足的发展，在石油石化防腐领域得到推广。
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