储罐边缘板防护材料CTPU升级版GDP和HDP
上海朗晖赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
储罐边缘板防水防腐材料及工艺方法在国家标准GB/T 50393-2017第4.4.2 条款“目前储罐罐底板边缘防护材料很多，有CTPU、矿脂带、密封油带、防水橡胶带、防水胶泥、粘弹体、弹性防水涂料贴敷无蜡中碱玻璃布或防水胶带等。每种材料有各自的特点，防腐效果差别很大，还需要进一步研究和时间的检验，待技术成熟后，再纳入规范”中做了具体规定和要求。按照标准条文要求，储罐边缘板防水防腐材料相继出现了诸如“环氧沥青贴布”“水泥砂浆”“防水卷材”“矿脂胶泥及胶带”“三元乙丙防水胶带”“CTPU”等材料及施工方法。在这些材料中“CTPU”以其优良的防水防腐性能及使用6年无开裂、渗水及外观良好的实际案列获得好评，并被广泛使用。
储罐边缘板防护材料传统的防水防腐方法之环氧沥青贴布、水泥砂浆灌缝明显存在不抗变形，短期内就会出现开裂现象；防水卷材施工时需要胶水粘贴或者高温热熔，施工时很难做到复杂部位和节点的完全密封，对于大型储罐也适应不了储罐的上翘和变形；矿脂胶泥及胶带是一种油脂材料和浸透油脂的编织布，软而无回弹性，无法适应边缘板的伸缩变形，而且附着力不好，容易脱落，矿脂带搭接缝及复杂部位、节点也不可能完全密封，矿脂胶泥及矿脂带中的粘性油脂使得后续检验维修非常困难；三元乙丙材料缺陷基本和防水卷材差不多，冷贴施工时不能完全包覆复杂部位及节点，无法隔断水汽侵入，施工比较复杂。从以上例举的几种传统的储罐边缘板防水防腐方法可以看出大都存在不同类型的严重缺陷，而且使用年限不长，很难适应储罐建设的发展及边缘板防水防腐蚀要求。随着防水防腐材料技术的进步，储罐边缘板防水防腐方法也在不断的更新迭代，CTPU就是储罐边缘板传统的防护材料迭代更新最为重要的典型性产品，其固含量>80%，拉伸强度1.9-8Mpa延伸率400%-1000%，与混凝土粘结强度2.50Mpa-3.0Mpa，不透水性0.3Mpa为3分钟，密封胶固化时间表干4-12小时，实干12-24小时，抗冲击性>5Mpa，可以耐2%的盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠及氨水，石油等化学介质，弹性及密封性能非常符合GB/T 50393新旧版标准相关章节中规定的材料及工艺要求。2001年5月中石化集团公司颁布了关于《加工高含硫原油储罐防腐蚀技术管理规定》，该规定附录2中规定“油罐底板边缘板的防渗水防腐施工宜采用CTPU防水涂料贴覆玻璃布的施工工艺”。在此规定的推动下，CTPU得以迅速推广和应用，从2001年至今已经有20多年的成功应用经验和案列，可以说CTPU材料已经成为储罐边缘板防水防腐经典产品，无论是原油储罐，成品油储罐，化学溶剂储罐，食品油脂储罐，化学品储罐等边缘板的防水防腐；还是煤气柜筒体，电信塔杆，风电基座等边缘板的防水防腐都采用了CTPU材料和工艺方法。
CTPU在被广泛应用的实践过程中，施工人员发现也存在着不尽人意的地方及缺陷。如CTPU由聚氨酯树脂、固化剂及催化剂三部分组成，配制时必须根据环境温度进行调整，当三者之间配比不平衡时就会出现鼓泡，发脆，粉化，开裂，发粘，不干，无弹性等现象。加之市场无序竞争，聚氨酯又有单双组分、油性水性、分子量大小等区别，鱼目混珠造成聚氨酯树脂材料产品质量良莠不齐；CTPU设计防水层结构五花八门，材料消耗组合未根据现场实际需要合理配比；施工队伍专业熟练程度不同，材料供应和施工质量责任不分，种种弊端不断出现。造成CTPU质量的下降或者不稳定，因此可能危害到罐底板的防腐蚀安全。防腐材料研发人员为避免CTPU在实际应用中出现质量缺陷或者配比错误的发生，使得储罐边缘板防水防腐产品向规范化，简单化，高性能发展，有必要再次对该产品进行配方和施工技术更新迭代，那就是储罐边缘板防护材料CTPU升级版GDP和HDP产品。GDP耐蚀防水防腐弹性胶是由硅橡胶、氢化丁晴类橡胶等与其他合成高分子材料进行改性后得到的一种高弹耐蚀耐水双组分材料，具有突出的粘弹性，抗拉强度，附着力及良好的耐化学品性和抗紫外线老化性能。GDP耐蚀防水防腐弹性胶延伸率高达800%，完全能够应对储罐底板的变形，有科学规范的防水层结构，中间层填埋涤氨纶弹力布提高了拉伸强度和弹性，面胶层又具有良好的耐候性能。GDP由多种材料组合，施工人员会根据罐区现场实际情况科学的配制主辅材料，现场工艺工序控制节点繁多，且GDP防水层必须由专业的经验丰富的施工技术人员施工或指导，从而确保了整体防腐结构10年以上的使用效果，有效保证储罐在一个大修期的安全运行。
储罐边缘板GDP防水防腐弹性胶施工工艺为：
1.储罐底部边缘板下部的处理。将储罐水泥基础表面灰尘清理干净，满足表面干燥、清洁、无灰尘的要求。先用单组份弹性胶刷一道底胶，然后 用单组份弹性胶粘剂拌着粒径 1~3mm 橡胶颗粒料填充罐底边与混凝土基座之间的缝隙，并朔型 1:10 的永久性弹性胶块的导水坡。
2.GDP耐蚀防水弹性层。用GDP耐蚀防水弹性胶，现场配制成弹性触变胶泥，直接涂刮在罐体外边缘板和导水坡外表面，形成平整致密耐蚀防水弹性胶泥膜层。
3.GDP耐蚀防水保护层。在耐蚀防水弹性胶泥成膜后，贴一道涤氨纶弹力网格布,弹力网格布从罐壁下沿处延至罐基础泡沫板外约50mm 处；涂覆两道GDP耐腐蚀防水弹性中胶，形成弹性耐蚀防水保护层。
4.GDP耐蚀防水弹性面层。从罐体底板以上150mm的罐体外壁处到整个混凝土基面上，及水泥基础外侧PE板上100mm左右，用GDP耐候弹性胶面涂装成面胶，涂层间需表干，组成耐蚀防水弹性面层。导水坡外涂覆GDP耐蚀防水弹性胶的涤氨纶弹力布形成的胶膜总厚度为2~3mm，罐壁底部及泡沫板外侧涂层厚度约为 0.2~1.0mm。
5.GDP耐蚀防水弹性胶在地脚锚固螺栓弹性密封的防水胶层至螺杆10mm以上。环境温度低于10℃时不建议GDP施工，确实需要施工时必须采取提高环境温度的有效措施。
6.对GDP耐蚀防水防腐层进行综合性检查，如表观情况，固化程度，弹性胶体厚度，整体密封性等等，发现问题和施工质量缺陷必须纠正和整改。
储罐内部介质除了常温环境下贮存，有时候还会对贮存介质（如原油 棕榈油 沥青等）进行加热保温，确保介质具有一定的流动性和粘度。此时储罐边缘板也是处在一定的高温环境下，CTPU/GDP不再适用（<90℃环境下使用），可以使用GDP另一款升级版材料HDP高温储罐边缘板防水防腐弹性胶。HDP是一种高性能有机硅密封胶基础类混合物，固含量98%以上，为单组分材料，对于180℃以下的渣油、废油、沥青等高温储罐边缘板防水防腐非常适用,而且耐蚀性能可以与GDP相媲美。HDP高温储罐边缘板防水防腐弹性胶施工方法大致如下：
1.储罐底部边缘板下部的处理。将储罐水泥混凝土基础打磨清理，要求满足表面干燥、清洁、无杂质灰尘的要求，再沿着储罐基础外壁粘贴PE泡沫板。先用高温弹性胶刷一道底胶，然后 用高温弹性胶粘剂拌着粒径 1~3mm 橡胶颗粒料填充罐底边与混凝土基座之间的缝隙。
2.HDP耐高温防水防腐弹性层。采用高性能有机硅密封胶，现场配制成弹性胶泥，直接涂刮在罐体外边缘板和和涂装底漆的水泥基础外表面，形成10°的斜坡，组成耐蚀耐高温弹性缓冲层。
3.HDP耐高温防水防腐保护层。耐蚀耐高温弹性层塑型施工完毕后，覆贴一层锦纶弹力布，直接涂刷两道高温弹性耐候面胶。
4.HDP耐高温防水防腐结构层全部结束后，查看固化及涂层情况，发现厚度不均匀或者漏涂，应该重新涂刷，直至符合规定要求和标准，耐蚀保护层和耐蚀弹性面层以下所形成的弹性层总厚度大约3毫米左右。
GDP和HDP产品是储罐边缘板防护材料CTPU的质量缺陷的有效补充，也是储罐制造技术细分领域的一大进步。其中GDP被写进新版GB50341标准5.2.13和SH/T 3046-2024《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》6.2.14条文说明中，肯定了该产品在储罐边缘板防水防腐方法的重要作用。特别是HDP在高温储罐防水防腐的应用，将常温储罐边缘板防护技术延伸至高温储罐边缘板防护，大大提高了储罐边缘板防腐蚀应用范围，对于储罐运行降本增效及储罐经济的发展具有重要的意义。
据贝哲斯咨询对储罐行业市场数据的统计显示，2022年全球与中国储罐市场容量分别为211.48亿元（人民币）与59.93亿元，预计全球储罐市场规模在预测期将以1.55%的CAGR增长并预估在2028年达到232.01亿元；也由此带来储罐防腐蚀市场的迅猛增长和繁荣，储罐边缘板防水防腐材料的应用前景广阔。GDP和HDP无论在耐蚀性、防水性、高弹性、粘结性、稳定性及满足储罐热胀冷缩、空载满灌塑性变形、整体密封性、复杂部位及节点适应性，还是在操作简便性、维修难易程度及美观性等多方面较CTPU更加优异。
GDP和HDP是防水防腐蚀材料的技术突破，是CTPU储罐边缘板防护材料的更新迭代，可以认为就是CTPU产品的升级版，能够更加有效的长时间的阻止雨水、露水、湿气、大气中的腐蚀性气体等介质侵入储罐边缘板，大大延长储罐使用寿命，是维护储罐正常运行重要的防护材料之一。经过几年的实践应用（国家管网东部储运及中石化新建十大商储基地、浙石化GDP弹性胶储罐底边缘板防水防腐）并跟踪回访调查，GDP和HDP使用情况良好，外观整洁美观，得到使用单位的好评。
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