淺談汽油儲(chǔ)罐腐蝕原因及防腐措施

唐超(南充合能壓縮天然氣有限責(zé)任公司,四川 南充 637000)

汽油中硫元素主要以硫、低分子硫醇形式存在，在常溫下這些物質(zhì)很少與金屬發(fā)生反應(yīng)，硫醇受熱分解后生成具有腐蝕性的烯烴和硫化氫。加之氧含量在汽油中的溶解度較高，所以汽油對(duì)碳鋼的腐蝕性比煤油和柴油對(duì)碳鋼的腐蝕性要強(qiáng)得多。因此研究汽油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理對(duì)汽油油罐防腐措施的科學(xué)制定具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)其它成品油罐防腐措施的采取具有指導(dǎo)意義。

1 汽油儲(chǔ)罐的腐蝕特點(diǎn)

汽油儲(chǔ)罐的腐蝕與所儲(chǔ)存介質(zhì)的種類、性質(zhì)、溫度和儲(chǔ)罐形式等因素密切相關(guān)，現(xiàn)從不同的部位研究其腐蝕特點(diǎn)。

1.1 罐頂內(nèi)部

雖然罐頂內(nèi)部不直接接觸油品，但諸如H2S、O2等有害氣體通過冷凝水膜腐蝕罐體，屬于氣相腐蝕。油罐頂部發(fā)生腐蝕穿孔的主要原因是罐頂鋼板薄，加之O2容易在薄水膜里擴(kuò)散，耗氧型腐蝕主導(dǎo)了罐頂?shù)拇┛住?/p>

1.2 儲(chǔ)罐內(nèi)壁

由于油品直接接觸罐壁，其對(duì)罐壁的腐蝕主要是油品的化學(xué)腐蝕。少量的活性硫也存在于汽油中，主要包括硫、硫化氫和低分子硫醇，硫醇在高溫下易受熱分解生產(chǎn)具有腐蝕性的烯烴和硫化氫，硫也在較高溫度下才具有較強(qiáng)腐蝕性。因此對(duì)于露天拱頂或浮頂油罐，夏季晴天午后氣液結(jié)合處罐壁的溫度會(huì)比液面下罐壁的溫度高許多，此處的腐蝕部分就是活性硫腐蝕造成的。

1.3 儲(chǔ)罐底板內(nèi)表面

油罐內(nèi)腐蝕最嚴(yán)重的部位就發(fā)生在儲(chǔ)罐底板內(nèi)表面，電化學(xué)腐蝕是最主要腐蝕形式。在油料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中難免會(huì)產(chǎn)生水分，水分積存在罐底板上形成底水層，通常底水層中含有Cl-和硫酸鹽還原菌（SRB）等微生物，腐蝕性極強(qiáng)，極易造成電化學(xué)腐蝕。

1.4 儲(chǔ)罐底板外表面

該處主要為氧濃差電池腐蝕和雜散電流腐蝕。在罐底氧濃差主要表現(xiàn)在罐底與砂基礎(chǔ)接觸不良，如滿載和空載比較，空載時(shí)接觸不良；罐周和罐中心部位的透氣性有很多差別，從而引起氧濃差電池，這時(shí)罐底外表面的中心部位成為陽極而被腐蝕。

2 汽油儲(chǔ)罐腐蝕機(jī)理分析

油罐存在不同程度的腐蝕，主要是均勻腐蝕、坑蝕、應(yīng)力腐蝕，局部有鼓泡和裂紋現(xiàn)象等。不同的腐蝕是由不同的原因造成的，從腐蝕機(jī)理上分主要有化學(xué)腐蝕、濃差腐蝕、電化學(xué)腐蝕、微生物誘發(fā)的腐蝕等。

2.1 化學(xué)腐蝕

非電解質(zhì)和金屬表面直接發(fā)生純化學(xué)作用使金屬表面腐蝕破壞就是化學(xué)腐蝕，干燥環(huán)境下的罐體主要發(fā)生化學(xué)腐蝕破壞，一般腐蝕程度較輕。氧化還原反應(yīng)直接發(fā)生于非電解質(zhì)中的氧化劑與金屬表面的原子之間是化學(xué)腐蝕的主要特點(diǎn)，在腐蝕的整個(gè)過程中不會(huì)產(chǎn)生電流。

2.2 濃差腐蝕

氣液相交界處（既干濕交界部位）多發(fā)生濃差腐蝕或活性硫腐蝕。由于氧在汽油中溶解度低，造成汽油中氧濃度低，而油面上氧濃度較高。氧濃度低的部位為陰極，氧濃度高的一側(cè)為陽極，氧濃差腐蝕電池就形成于干濕交界面處。

2.3 電化學(xué)腐蝕

離子的導(dǎo)電介質(zhì)（電解質(zhì)）與金屬表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕即為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是罐體上危害最嚴(yán)重、最主要、最大的一種腐蝕，主要發(fā)生在與底水層接觸的罐底、罐壁。

2.4 微生物誘發(fā)分腐蝕

微生物侵蝕是一種幾乎對(duì)所有常用金屬材料都非常有害的腐蝕類型。微生物侵蝕在本質(zhì)上是一種電化學(xué)過程。如硫酸鹽還原菌、硫代硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌及其它細(xì)菌引起的腐蝕，主要發(fā)生在罐底板內(nèi)面。

3 汽油儲(chǔ)罐防腐蝕措施

3.1 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

為了盡可能地降低油罐的腐蝕程度和速度，必須從源頭上減少油品的含硫量，加強(qiáng)對(duì)油品的工藝、質(zhì)量控制，嚴(yán)把油品質(zhì)量關(guān)。

3.2 陰極保護(hù)與防腐涂層相結(jié)合防腐

實(shí)踐證明，最經(jīng)濟(jì)、最佳的油罐防腐措施就是采用陰極保護(hù)與涂防腐層相結(jié)合的辦法來控制腐蝕。改善電流的分布、縮短陰極極化的時(shí)間、降低陰極保護(hù)的電流密度、擴(kuò)大保護(hù)范圍、延長(zhǎng)防腐層的使用壽命是這種聯(lián)合保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。

3.3 適量增加罐底板厚度

適量增加罐底板厚度，尤其是邊緣板的厚度，能大大延長(zhǎng)油罐的使用壽命。在油罐的設(shè)計(jì)建設(shè)或大修過程中，適當(dāng)增加腐蝕嚴(yán)重部位（如罐底）的厚度，可以極大地延長(zhǎng)油罐的使用壽命。

3.4 定期檢測(cè)和維修

油罐有一定的設(shè)計(jì)壽命，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作，保持油罐良好的技術(shù)狀態(tài)。

3.4.1 定期檢測(cè)

做好每年至少一次的油罐外部全面檢查，定期對(duì)油罐進(jìn)行厚度和缺陷檢測(cè)。對(duì)使用時(shí)間、腐蝕嚴(yán)重的儲(chǔ)罐，可用多種先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)開罐檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修補(bǔ)。

3.4.2 定期維修

對(duì)檢測(cè)出的問題根據(jù)嚴(yán)重程度及時(shí)進(jìn)行維修或大修。對(duì)使用超過50a且未作大修的油罐，必須實(shí)施大修；但腐蝕嚴(yán)重、凹凸變形超過三級(jí)允許值的時(shí)候應(yīng)進(jìn)行換底大修。

油罐腐蝕是必然存在的，只要掌握了油罐腐蝕的特點(diǎn)和機(jī)理，采取相應(yīng)的科學(xué)方法和合理措施，就能減少和延緩油罐的腐蝕，避免因腐蝕引起的各種事故，有效延長(zhǎng)油罐的使用壽命。

[1]李萍.含硫油品對(duì)儲(chǔ)罐的腐蝕與自燃性的研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2005.

[2]劉明.汽油儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐蝕經(jīng)驗(yàn)[J].石油化工腐蝕與防腐，2006.