常壓石油儲(chǔ)罐腐蝕及防護(hù)

吐?tīng)栠d·艾山，胡曉輝，買(mǎi)買(mǎi)提艾力

(1.塔西南石化廠油品車(chē)間，新疆澤普縣奎依巴格鎮(zhèn) 844804;2.塔西南石化廠生產(chǎn)運(yùn)行科，新疆澤普縣奎依巴格鎮(zhèn) 844804)

常壓石油儲(chǔ)罐腐蝕及防護(hù)

吐?tīng)栠d·艾山［1］，胡曉輝，買(mǎi)買(mǎi)提艾力［2］

(1.塔西南石化廠油品車(chē)間，新疆澤普縣奎依巴格鎮(zhèn) 844804;2.塔西南石化廠生產(chǎn)運(yùn)行科，新疆澤普縣奎依巴格鎮(zhèn) 844804)

介紹處于干旱西北地區(qū)的石油儲(chǔ)罐在沒(méi)有設(shè)置電化學(xué)保護(hù)措施下，長(zhǎng)期在酸、堿、鹽及土壤、雨水、積雪自然環(huán)境中遭受腐蝕，致使儲(chǔ)罐處于不安全在役狀態(tài)，其中，油罐外壁和頂部受到大氣腐蝕，罐底主要受到土壤腐蝕，罐壁第一塊圈板金屬被瀝青砂散水坡掩埋處的酸性雨水腐蝕。油罐內(nèi)壁的腐蝕根據(jù)內(nèi)壁所處的不同環(huán)境，出現(xiàn)4個(gè)腐蝕區(qū)。罐頂部腐蝕的主要原因都是水蒸汽、空氣中的氧以及油品中揮發(fā)的硫化氫造成的電化學(xué)腐蝕。腐蝕包括溶解氧、電化學(xué)腐蝕、二氧化碳、硫化氫等，從罐體選材、施工、維護(hù)、保養(yǎng)，有針對(duì)性的防護(hù)及合適的防護(hù)措施，可以有效地避免事故發(fā)生。

常壓儲(chǔ)罐 腐蝕 原因 措施

塔西南石化廠常壓儲(chǔ)罐是煉油裝置中重要設(shè)備之一，它儲(chǔ)存的介質(zhì)主要是原油、汽油、柴油以及含油污水。儲(chǔ)罐沒(méi)有設(shè)置電化學(xué)保護(hù)措施，金屬材料長(zhǎng)期在酸、堿、鹽等油品及土壤、雨水、積雪自然環(huán)境中遭受腐蝕，致使儲(chǔ)罐處于不安全在役狀態(tài)，2009年4月28日油品車(chē)間2000 m3的38#汽油儲(chǔ)罐罐底穿孔泄漏，2010年3月16日發(fā)現(xiàn)的500 m319#柴油儲(chǔ)罐罐壁第一塊圈板穿孔泄漏，以及在2010年1～5月的清罐過(guò)程中，通過(guò)測(cè)厚發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)油儲(chǔ)油罐普遍存在腐蝕破壞現(xiàn)象，尤其是柴油儲(chǔ)罐罐底第一層圈板外壁下部，瀝青砂覆蓋防雨散水坡處，離底板200 mm部位出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕減薄現(xiàn)象。

1 常壓儲(chǔ)罐腐蝕的一般規(guī)律

1.1 油罐外壁的腐蝕

油罐外壁和頂部受到大氣腐蝕，罐底主要受到土壤腐蝕，罐壁第一塊圈板被瀝青砂散水坡掩埋處的酸性雨水腐蝕。

1.1.1 第一腐蝕區(qū)

油罐外壁和頂部受到大氣腐蝕，金屬表面的潮濕程度通常是決定大氣腐蝕速度的主要因素。在非常干燥而清潔的大氣中，由于大氣中基本上沒(méi)有水汽，所有金屬表面上完全沒(méi)有水分膜層存在，所有普通金屬在常溫下都可以產(chǎn)生不可見(jiàn)的氧化物膜，在這種情況下，腐蝕速度小，破壞性小，只發(fā)生均勻的化學(xué)腐蝕，石化廠儲(chǔ)罐雖然使用時(shí)間長(zhǎng)，外壁和頂部的腐蝕程度確比較小，油罐外壁和頂部腐蝕就屬于這種腐蝕。

油罐底板外側(cè)的土壤腐蝕。油罐底板放在基礎(chǔ)上，比較容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕程度比罐壁更加嚴(yán)重，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生腐蝕穿孔而出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。2009年4月28日油品車(chē)間2000 m3的38#汽油儲(chǔ)罐罐底穿孔泄漏就屬于此類(lèi)腐蝕。

1.1.3 第三腐蝕區(qū)

油罐罐底第一層圈板外壁下部，瀝青砂覆蓋防雨散水坡處離底板200 mm部位。金屬油罐受大氣腐蝕程度與大氣的潮濕程度有關(guān)，由于油罐罐底第一層圈板外壁下部被瀝青砂覆蓋，在油罐收付油時(shí)產(chǎn)生重力和溫度變化使得瀝青砂和罐壁產(chǎn)生縫隙，在雨雪天氣汲水滲入，在油罐外壁形成薄水膜層，這種水總是溶有一定的酸、堿或鹽類(lèi)物質(zhì)，形成電解液。而油罐金屬成分常常存在差異，尤其是在焊縫處更加明顯，這樣就可以形成腐蝕微電池，氧化鐵或其它雜質(zhì)成為陰極，而鐵成為陽(yáng)極，在微電池作用下，油罐外壁受到電化學(xué)腐蝕，因此此處罐壁的腐蝕要比地面罐壁腐蝕嚴(yán)重的多，油品車(chē)間輕質(zhì)油儲(chǔ)罐離底板200 mm部位出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕減薄現(xiàn)象就是這類(lèi)腐蝕。

1.2 油罐內(nèi)壁的腐蝕

油罐內(nèi)壁的腐蝕根據(jù)內(nèi)壁所處的不同環(huán)境，出現(xiàn)4個(gè)腐蝕區(qū)。

1.2.1 第一腐蝕區(qū)

油罐罐底及油罐罐壁水淹沒(méi)的第一體圈部分。這一部分是油罐腐蝕最嚴(yán)重的部分，化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕均存在，其主要腐蝕劑是石油沉淀物和油底水。這些油底水大多是由油罐氣體空間水分的凝聚沉積或油品收發(fā)時(shí)混入的，水分中往往含有油料氧化生成的酸性物質(zhì)和一些礦物質(zhì)，如氯化鹽類(lèi)物質(zhì)，同時(shí)罐頂、罐壁的氧化層、防腐層落入罐底，使油底水成為電解液，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。另外油罐頂、罐壁的腐蝕生成物，硫化鐵落到罐底，由于它們的電位比鋼的電位大，在電解液的作用下，也將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，加劇油罐區(qū)域的腐蝕，因此經(jīng)常放掉油底水是減輕油罐腐蝕的良好方法。

圖2為不同澆注溫度下雷達(dá)外殼試樣的顯微組織．從圖2可見(jiàn)，當(dāng)澆注溫度處于660 ℃時(shí)，合金顯微組織呈現(xiàn)較多的樹(shù)枝晶，晶粒大小不均勻；當(dāng)溫度處于680 ℃時(shí)，樹(shù)枝晶明顯減少，晶粒變得細(xì)小、圓整，并且無(wú)組織缺陷；當(dāng)溫度達(dá)到700 ℃時(shí)，晶粒變得粗大，并且出現(xiàn)嚴(yán)重的縮孔．分析其原因，澆注溫度過(guò)低不利于充型，易產(chǎn)生冷隔、充型不滿等缺陷；而當(dāng)澆注溫度過(guò)高時(shí)，易產(chǎn)生飛濺、毛刺，以及在壓鑄件內(nèi)形成嚴(yán)重的縮孔、疏松等缺陷．

1.2.2 第二腐蝕區(qū)

油罐儲(chǔ)油高度以上部分氣體空間部分。這一部分的主要腐蝕是水和氧，水和氧是從呼吸閥、量油孔、采光孔進(jìn)入，在內(nèi)壁凝結(jié)形成一層薄的水膜，鋼板在氧的作用下發(fā)生腐蝕，在這層薄的水膜中如果含有其它礦物質(zhì)或硫化氫物質(zhì)使薄的水膜成為電解質(zhì)，由于油罐金屬成分不均勻，尤其是焊縫和頂壁連接處還將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，這一類(lèi)腐蝕將損壞頂蓋四周、焊縫部位及頂蓋承力部件。

1.2.3 第三腐蝕區(qū)

油罐上層圈板液汽相交界的地方。這一部分面積較小，但由于處在液汽相交處，氧對(duì)薄水膜的滲透能力較強(qiáng)，因此這一部分的腐蝕較快。

1.2.4 第四腐蝕區(qū)

油罐儲(chǔ)油的罐壁部分。這一腐蝕區(qū)的腐蝕過(guò)程是持續(xù)不斷的，但腐蝕較輕、較緩慢。其主要腐蝕是油料中的腐蝕物質(zhì)所引起的化學(xué)腐蝕，如含硫、含酸油料等，腐蝕也較均勻。油品薄膜浸潤(rùn)罐壁以后，對(duì)腐蝕的速度有著重要影響，金屬與油品薄膜接觸時(shí)間越長(zhǎng)，金屬的腐蝕速度就越慢，當(dāng)金屬一直浸沒(méi)在油品中時(shí)，腐蝕速度最底，因此裝油的油罐比空罐更不易被腐蝕。

2 常壓儲(chǔ)罐腐蝕的因素

2.1 腐蝕介質(zhì)

無(wú)論是原油罐、汽油罐、柴油罐、污水罐，導(dǎo)致其頂部腐蝕的主要原因是:水蒸汽、空氣中的氧油品中揮發(fā)的硫化氫;罐底油品析出的污水中含有大量的滲透性很高的無(wú)機(jī)鹽以及罐底的硫酸鹽還原菌等。

2.2 本體材質(zhì)

常壓儲(chǔ)罐金屬鋼板組織分布不均勻，表面光潔度低、有損傷等先天缺陷都會(huì)加快金屬的腐蝕

2.3 維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)

對(duì)金屬儲(chǔ)罐維護(hù)保養(yǎng)時(shí)不當(dāng)，在施工過(guò)程中不按設(shè)計(jì)規(guī)范施工，存在焊接缺陷，或存在機(jī)械損傷，防腐工藝粗糙，罐體防腐層損壞，罐底變形汲水，塵土雜物都會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐腐蝕加劇。

3 常壓儲(chǔ)罐腐蝕原因分析

3.1 常壓儲(chǔ)罐腐蝕種類(lèi)

(1)化學(xué)腐蝕。主要發(fā)生在干燥土壤環(huán)境下的罐體外壁，一般腐蝕較輕。

(2)濃差腐蝕。主要發(fā)生在油罐內(nèi)壁液面以下，由于氧的濃差引起。

(3)電化學(xué)腐蝕。是發(fā)生在油罐內(nèi)部最主要、最嚴(yán)重、危險(xiǎn)最大的一種腐蝕，主要發(fā)生在罐底、罐壁和罐頂。

(4)硫酸鹽還原菌以及其它菌引起的腐蝕，主要發(fā)生在罐底。

3.2 腐蝕機(jī)理

罐內(nèi)和罐底板外表面為電化學(xué)腐蝕，罐外壁既有化學(xué)腐蝕又有電化學(xué)腐蝕。

4 防護(hù)措施

4.1 內(nèi)壁防腐方法

常壓儲(chǔ)罐內(nèi)壁腐蝕的控制措施主要有:選擇耐腐蝕材料、內(nèi)襯覆蓋層、復(fù)合材料、電化學(xué)保護(hù)。

4.1.1 電化學(xué)保護(hù)

為了長(zhǎng)效防腐蝕的目的，塔西南石化廠油品車(chē)間采用電化學(xué)保護(hù)與專(zhuān)用防腐蝕涂料保護(hù)相結(jié)合，主要應(yīng)用于油罐內(nèi)底板與犧牲陽(yáng)極配套使用。

4.1.2 內(nèi)襯覆蓋層

根據(jù)石化廠現(xiàn)狀，輕質(zhì)油儲(chǔ)罐全部采用內(nèi)襯覆蓋層，用導(dǎo)靜電環(huán)氧富鋅油漆對(duì)罐底、鋼浮船進(jìn)行防護(hù)，罐底及水線以下壁板(2 m以下)油罐則使用專(zhuān)用防腐蝕涂料防腐，對(duì)應(yīng)用后的油罐經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，涂層性能完好。

4.1.3 在工藝操作方面

針對(duì)產(chǎn)生腐蝕的原因，要求車(chē)間嚴(yán)格按防腐規(guī)程操作控制，特別對(duì)油罐清罐過(guò)程中用蒸汽蒸罐時(shí)嚴(yán)格控制蒸汽流速，防止靜電產(chǎn)生，同時(shí)避免防腐層脫落，以及大量凝結(jié)水沉降于罐底，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。在正常收發(fā)油品時(shí)，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作，定期做好油罐切水器濾網(wǎng)清污，減少罐底含水現(xiàn)象，及時(shí)排除油罐底部污水。增大技改項(xiàng)目，采用廉價(jià)合理有效的控制設(shè)備，在2009年增加柴油聚結(jié)器和精密過(guò)濾器來(lái)保證凝結(jié)水在入罐前進(jìn)行脫水，避免大量水進(jìn)入儲(chǔ)罐。

4.2 外壁防腐方法

從石化廠目前情況看，外壁防腐，以保溫層加彩鋼板，涂刷T-1隔熱太空涂料以及粉刷防腐油漆，目的是施工簡(jiǎn)單，效果良好。腐蝕最嚴(yán)重部位為罐底周邊范圍，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查發(fā)現(xiàn)都是點(diǎn)腐蝕和坑腐蝕，用超聲波測(cè)厚儀測(cè)得最薄處厚度是5.1 mm，多數(shù)點(diǎn)都在 5.2～5.8 mm之間，圈板原厚度是7～8mm。根據(jù)腐蝕的實(shí)際情況，考慮到石化廠所處的地理環(huán)境屬于空氣濕度小、氣候干燥、降雨量稀少的地區(qū)，車(chē)間采取與傳統(tǒng)防腐背道而馳的思路，把基礎(chǔ)瀝青砂去掉，保證儲(chǔ)罐外壁暴露在空氣中，消除了汲水現(xiàn)象，徹底根除溶解氧場(chǎng)所，確保腐蝕減弱。

5 結(jié)束語(yǔ)

儲(chǔ)罐腐蝕的原因是由多種原因引起的，為了防止腐蝕速度加快，從罐體選材、施工、維護(hù)、保養(yǎng)，有針對(duì)性的防護(hù)及合適的防護(hù)措施，可以有效地避免事故發(fā)生。

［1］萬(wàn)德立.石油管道、儲(chǔ)罐的腐蝕及其防護(hù)技術(shù)［M］.北京:中國(guó)工業(yè)出版社， 2005;15-25.

［2］王豐.油庫(kù)設(shè)備管理與維修［M］.北京:中國(guó)工業(yè)出版社， 2005;35-45.

Corrosion of Atmospheric Oil Tanks and Protection

Tursun Alsan，Hu Xiaohui，Maimaiti Eli
(Taxinan Petrochemical Plant，Zepu County，Xinjiang 844804)

The corrosion of oil storage tanks in long － term acidic，caustic，salt，soil，water and snow environments and unsafe on－service operations of oil storage tanks without electro－chemical protection in the dry China northwest region is described.The external wall and head section of the tanks are subject to atmospheric corrosion，the tank bottom is corroded by soil and the first ring plate of tank wall is corroded by acidic rain water.4 corrosion areas are found in the internal wall of tank because of different service environments of internal tank wall.The corrosion of tank head is mainly the electro－chemical corrosion caused by steam，oxygen in air and volatilized hydrogen sulfide in the oil.The corrosions are dissolved oxygen corrosion，electrochemical corrosion，CO2 corrosion and H2S corrosion.The taking of appropriate protection measures in respect of material selection，construction and maintenance can effectively prevent the relative corrosion accidents from occurring.

atmospheric storage tank，corrosion，cause，measure

TE988

A

1007－015X(2012)04－0034－03

2012－02－ 21;修改稿收到日期:2012－04－25。

吐?tīng)栠d·艾山，工程師，1992年畢業(yè)于新疆工學(xué)院化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，1992年9月參加工作，現(xiàn)任塔西南石化廠油品車(chē)間責(zé)任工程師。E-mail:abudu2006@126.com

(編輯 王菁輝)