一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法
【專利說明】一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕四坑的修補(bǔ)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。適用于存儲(chǔ)物質(zhì)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(chǔ)罐的缺陷修補(bǔ)與罐體加固。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，儲(chǔ)罐在工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在油氣料、液體化工材料等物質(zhì)的生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中發(fā)揮了十分重要的作用。而隨著時(shí)間的推移，在H2S、水蒸氣和空氣等物質(zhì)的共同作用下，鋼制儲(chǔ)罐將逐漸被腐蝕，內(nèi)表面出現(xiàn)凹坑等缺陷，這將嚴(yán)重威脅儲(chǔ)罐的安全使用并縮短儲(chǔ)罐的使用壽命。因此，鋼制儲(chǔ)罐的凹坑腐蝕的修補(bǔ)及加固問題受到越來越多的關(guān)注。
[0004]現(xiàn)階段鋼制儲(chǔ)罐凹坑缺陷修補(bǔ)常用的方法主要是機(jī)械修補(bǔ)法。機(jī)械修補(bǔ)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(fèi)較多的人力、物力和財(cái)力，且在焊接新鋼板時(shí)可能會(huì)引起應(yīng)力集中及新裂紋；同時(shí)，機(jī)械修補(bǔ)法屬動(dòng)火操作，為確保切害J、焊接鋼板時(shí)的火星不引起事故，安全防護(hù)費(fèi)用較高，且修補(bǔ)所需時(shí)間較長(zhǎng)，這對(duì)于急需重新投入使用的儲(chǔ)罐來說是難以接受的。
[0005]為了解決儲(chǔ)罐腐蝕的修補(bǔ)問題，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310729841.1、專利名稱為一種利用碳纖維修復(fù)儲(chǔ)罐的方法提出了一種儲(chǔ)罐除銹加固的方法。上述發(fā)明專利主要包括6步，依次為第一步對(duì)罐體腐蝕的部位進(jìn)行除銹加固，形成加固層；第二步打膩?zhàn)?，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(jù)需要確定粘貼層數(shù)，第五步在碳纖維布上打膩?zhàn)?；第六步噴涂面膠，形成面膠層。上述發(fā)明存在以下問題:①未對(duì)凹坑缺陷進(jìn)行填補(bǔ)、防腐等處理，加固后仍可能是薄弱環(huán)節(jié)；②直接粘貼在內(nèi)表面的碳纖維布層可能會(huì)與儲(chǔ)罐所存儲(chǔ)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)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?zhàn)訒?huì)降低碳纖維布與罐體、碳纖維布與碳纖維布之間的粘結(jié)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法，它可以在保證修補(bǔ)、加固效果的同時(shí)降低施工難度與修補(bǔ)費(fèi)用。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法，包括如下步驟:
它由填補(bǔ)凹坑的鋁材、與存儲(chǔ)物質(zhì)直接接觸的內(nèi)表面噴鋁防腐層以及分擔(dān)內(nèi)壓的外表面碳纖維布加固層等三部分組成。三者的結(jié)合使用能夠更持久、更有效地保護(hù)、加固儲(chǔ)罐。
[0008]1)對(duì)鋼制儲(chǔ)罐的凹坑及其內(nèi)外表面附近部位進(jìn)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(jìn)行噴鋁施工；
4)噴鋁完成后，利用碳弧進(jìn)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(jìn)行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆；
6)在與凹坑對(duì)應(yīng)的鋼制儲(chǔ)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(huán)氧膠泥。
[0009]在上述技術(shù)方案中，噴鋁防腐層的施工在凹坑填平打磨及清洗后進(jìn)行，采用等離子或高速熱噴工藝，噴鋁的層數(shù)及厚度根據(jù)所存儲(chǔ)物質(zhì)的腐蝕性確定，噴鋁層厚度不宜小于250 μ m，腐蝕性強(qiáng)的情況酌情加厚。
[0010]在上述技術(shù)方案中，噴鋁層完成后采用碳弧對(duì)其進(jìn)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(shù)方案中，重熔處理完成冷卻后進(jìn)行封孔處理，封孔材料采用無機(jī)富鋅涂料作底漆和環(huán)氧煤瀝青涂料作面漆，底漆、面漆的涂刷道數(shù)及厚度根據(jù)鋁層噴涂效果及所儲(chǔ)物質(zhì)的腐蝕性確定，底漆、面漆道數(shù)各在2道以上，總厚度不宜小于200 μπι。
[0012]在上述技術(shù)方案中，碳纖維布加固層在重熔處理冷卻后進(jìn)行，所使用的碳纖維布的纖維為連續(xù)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(shù)方案中，碳纖維布的粘貼層數(shù)為一層或數(shù)層不等，具體粘貼層數(shù)根據(jù)內(nèi)壓和罐壁腐蝕情況通過簡(jiǎn)單的有限元計(jì)算確定。
[0014]在上述技術(shù)方案中，碳纖維布的粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂膠，且在粘貼完成后需在其表面再刮涂一層環(huán)氧膠泥。
[0015]本發(fā)明適用于鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)與罐體加固。
[0016]本發(fā)明的原理如下:a、填補(bǔ)凹坑的鋁材。在凹坑清洗后進(jìn)行填補(bǔ)，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(zhì)薄層和封孔涂層構(gòu)成，隔絕存儲(chǔ)物質(zhì)與罐壁的直接接觸，起到減緩甚至阻止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展的作用。c、碳纖維布加固層。加固層由數(shù)層碳纖維布粘結(jié)而成，起到加固罐體、分擔(dān)儲(chǔ)罐內(nèi)壓的作用。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下:
1)無需切割和焊接，降低了修補(bǔ)難度，減少了使用明火的可能性，規(guī)避了因焊接帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
[0018]2)無需切割和焊接，不會(huì)產(chǎn)生新的應(yīng)力集中和裂紋，對(duì)提高儲(chǔ)罐的耐腐蝕性及使用年限很有利。
[0019]3)碳纖維布強(qiáng)度高，承載性能優(yōu)異，能夠承擔(dān)較大荷載，且便于裁剪成各種形狀，施工簡(jiǎn)單、便捷。
[0020]4)碳纖維布使用壽命長(zhǎng)，可隔絕雨水和空氣對(duì)罐體外壁的侵蝕，延長(zhǎng)儲(chǔ)罐的使用壽命ο
【附圖說明】
[0021]圖1是一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法的示意圖。
[0022]圖中:1 一凹坑填補(bǔ)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(zhì)噴層；7—無機(jī)富鋅底漆；8—環(huán)氧煤瀝青面漆；9一碳纖維布；10—環(huán)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(biāo)明，特此說明。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的修補(bǔ)與加固流程，但它們并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并易于理解。
[0025]如圖1所示，一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)與罐體加固之處，包括:填補(bǔ)凹坑的鋁材1、與存儲(chǔ)物質(zhì)直接接觸的罐體內(nèi)表面噴鋁防腐層2以及分擔(dān)內(nèi)壓的罐體外表面碳纖維布加固層3。
[0026]本發(fā)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(nèi)、夕卜表面5倍凹坑直徑范圍內(nèi)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(jī)電有限公司生產(chǎn))將填補(bǔ)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(jī)將其磨平。(工序II)
3)再次使用吹塵槍噴除噴層范圍內(nèi)的鋁材粉末等污物，然后使用STR-250-D型噴鋁機(jī)(張家港市斯特爾涂裝設(shè)備公司生產(chǎn))進(jìn)行噴鋁作業(yè)(工序III)。
[0028]4)噴鋁完成后，利用碳弧進(jìn)行重熔處理(工序IV)。
[0029]5)重熔處理冷卻后進(jìn)行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆(工序V)。
[0030]6)進(jìn)行封孔處理的同時(shí)亦可開始進(jìn)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(huán)氧膠泥(工序VD。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)對(duì)鋼制儲(chǔ)罐的凹坑及附近部位進(jìn)行清污及打磨處理，對(duì)于難以清洗、打磨的部位采用稀酸或稀堿溶液進(jìn)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(jìn)行噴鋁施工； 4)噴鋁完成后，利用碳弧進(jìn)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(jìn)行封孔處理，先刷底漆，再刷面漆； 6)在與凹坑對(duì)應(yīng)的鋼制儲(chǔ)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(huán)氧膠泥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修補(bǔ)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(jù)權(quán)利要求1所述的修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟4)中，封孔處理采用無機(jī)富鋅涂料作底漆和環(huán)氧煤瀝青涂料作面漆。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修補(bǔ)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(xù)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(fā)明涉及一種鋼制儲(chǔ)罐腐蝕凹坑的修補(bǔ)方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。修補(bǔ)后凹坑處包括填補(bǔ)凹坑的鋁材、內(nèi)表面噴鋁防腐層以及外表面碳纖維布加固層三部分。修補(bǔ)方法中的凹坑填補(bǔ)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(nèi)表面的噴鋁防腐層可隔絕所儲(chǔ)物質(zhì)與罐壁鋼材的直接接觸，起到減緩甚至阻止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展、保護(hù)罐壁的作用；外表面的碳纖維布加固層加固罐體并分擔(dān)內(nèi)壓，避免儲(chǔ)罐因罐壁減薄無法承擔(dān)內(nèi)壓而退出使用。三者的結(jié)合使用可以更持久、更有效地保護(hù)、加固儲(chǔ)罐。
【IPC分類】C23C4/18, C23C4/08, B23P6/00
【公開號(hào)】CN105345388
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510851061
【發(fā)明人】曹生榮, 賓海峰
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日