潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐的邊緣板防腐蝕措施

楊繼業(yè)

(中石化潤(rùn)滑油有限公司上海分公司生產(chǎn)中心,上海 201208)

潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐的邊緣板防腐蝕措施

楊繼業(yè)

(中石化潤(rùn)滑油有限公司上海分公司生產(chǎn)中心,上海 201208)

介紹了石油儲(chǔ)罐邊緣板的腐蝕情況, 其中有保溫層的儲(chǔ)罐腐蝕比無(wú)保溫層儲(chǔ)的罐腐蝕更加嚴(yán)重。罐底邊緣板的腐蝕主要原因是, 罐底板變形并與罐底基礎(chǔ)脫開(kāi)，腐蝕介質(zhì)易通過(guò)邊緣板與基座之間的空隙進(jìn)入發(fā)生電化學(xué)腐蝕。分析對(duì)比儲(chǔ)罐邊緣板，采用CTPU-2專用彈性密封膠具有良好的耐腐蝕性、耐水性及抗老化性,與鋼鐵和混凝土有很強(qiáng)的粘接性能和彈性,可以吸收因液位波動(dòng)施加于罐底邊緣板變形的應(yīng)力, 徹底克服了普通高聚物固化后呈剛性、在外力作用下極易開(kāi)裂的缺點(diǎn),能產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。

儲(chǔ)罐 儲(chǔ)罐底板 腐蝕防護(hù)

中石化潤(rùn)滑油有限公司上海分公司(簡(jiǎn)稱上海分公司)500 m3到3 000 m3的儲(chǔ)罐有72臺(tái)，其中潤(rùn)滑油上海分公司在2007年新建350 kt調(diào)合項(xiàng)目時(shí)，建成了45臺(tái)油罐，當(dāng)時(shí)在邊緣板防腐蝕上采用的是膠泥，表面用玻璃布和涂用多層有關(guān)樹(shù)脂的防水層進(jìn)行密封，由于這些樹(shù)脂固化后一般都為剛性,因此使用后容易出現(xiàn)脫離和開(kāi)裂等現(xiàn)象。到2009年底，這些儲(chǔ)罐邊緣板防腐層就逐步出現(xiàn)膠泥干裂，表面玻璃布風(fēng)化等破損情況，另外由于該公司地處高橋石化附近，含硫的酸雨水不斷地從膠泥裂紋處滲入，加劇了油罐邊緣板的銹蝕。

1 儲(chǔ)罐罐底邊緣板的腐蝕分析

1.1 邊緣板的腐蝕

罐底邊緣板的腐蝕，與油罐的腐蝕相似,包括均勻腐蝕減薄和局部腐蝕(點(diǎn)蝕)。均勻腐蝕非常嚴(yán)重,其外觀如千層餅,一層一層減薄(見(jiàn)圖1)。清除銹層后測(cè)厚表明, 原厚度為6 mm 的邊緣板腐蝕后最薄處只有2 mm厚。另外儲(chǔ)罐最下層圈板與邊緣板的角焊縫及熱影響區(qū)也有腐蝕存在，這個(gè)部位帶有保溫層的儲(chǔ)罐腐蝕比無(wú)保溫層儲(chǔ)罐更為嚴(yán)重。

1.2 罐底邊緣板的腐蝕原因

儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)與罐底底板結(jié)合部位的腐蝕見(jiàn)圖2。環(huán)境溫度的變化使底板發(fā)生變形，或隨著儲(chǔ)罐的儲(chǔ)油量的經(jīng)常變化引起罐底板變形，當(dāng)儲(chǔ)罐處于滿罐時(shí)由于靜壓力作用產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力很大的，使儲(chǔ)罐沿徑方向產(chǎn)生水平移位，而邊緣板與儲(chǔ)罐連接在一起,使儲(chǔ)罐底板無(wú)法向外擴(kuò)張，造成在邊緣板處發(fā)生變形。當(dāng)儲(chǔ)罐處于空罐時(shí)，罐體又恢復(fù)到原狀，邊緣板由于塑性變形而形成向上翹曲。由于罐底板變形并與罐底基礎(chǔ)脫開(kāi)，含有N, Cl和硫的酸雨等腐蝕介質(zhì)易通過(guò)邊緣板與基座之間的空隙進(jìn)入，致使儲(chǔ)罐底板發(fā)生電化學(xué)腐蝕[1]。

圖1 邊緣板的均勻腐蝕

圖2 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)與邊緣板結(jié)處腐蝕

對(duì)于有保溫的儲(chǔ)罐，由于保溫材料中含有氯離子，普通巖棉中氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于25 μg/g。一旦下雨和環(huán)境潮濕，在角焊縫處，保溫材料中的氯離子隨雨水滲入底板與基座的縫隙，由于氯離子的存在會(huì)產(chǎn)生鹽酸，致使pH值降低，而鹽酸又進(jìn)一步促使更多的金屬溶解，形成自催化性加速腐蝕，使得角焊縫及熱影響區(qū)局部腐蝕變得十分強(qiáng)烈，最終可能導(dǎo)致底板穿孔。主要反應(yīng)過(guò)程如下：

2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl

2 罐底邊緣板的防腐蝕措施

儲(chǔ)罐的邊緣板防腐蝕目前主要采取以下幾種方式：

(1)在罐底板與混凝土基礎(chǔ)之間鋪瀝青砂，由于瀝青熱脹冷脆的特點(diǎn), 經(jīng)常會(huì)發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象, 起不到應(yīng)有的作用。

(2)在罐邊緣板表面采用環(huán)氧樹(shù)脂襯玻璃布進(jìn)行防護(hù)，下面充填膠泥。350 kt項(xiàng)目中的油罐邊緣板采用了這種防腐方式，由于環(huán)氧樹(shù)脂固化后無(wú)彈性和韌性, 導(dǎo)致表面玻璃布風(fēng)化破碎，膠泥干裂，造成雨水滲入，使儲(chǔ)罐底板和邊緣板嚴(yán)重銹蝕。

(3) 采用陰極保護(hù)方法也可以有效控制罐底邊緣板的腐蝕, 比較麻煩。

(4) 采用端羧基聚氨酯-2(CTPU-2)技術(shù)，在罐底邊緣板上用專用彈性密封膠配以增強(qiáng)玻璃布技術(shù),在混凝土基礎(chǔ)、向外伸翹起的邊緣板與底圈板的下部之間填充高彈性膠料, 上面覆蓋多層CTPU-2儲(chǔ)罐邊緣板專用彈性密封膠及玻璃布，形成一個(gè)完整的密封層，能非常有效地阻止各種外部介質(zhì)的侵入。

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐使用證明，儲(chǔ)罐邊緣板采用CTPU-2技術(shù)，其中專用彈性密封膠具有良好的耐腐蝕性、耐水性及抗老化性, 同時(shí)與鋼鐵和混凝土有很強(qiáng)的粘接性能, 韌性、彈性非常高, 可以吸收因液位波動(dòng)施加于罐底邊緣板變形的應(yīng)力, 徹底克服了普通高聚物固化后呈剛性，在外力作用下極易開(kāi)裂的缺點(diǎn)。

3 CTPU-2在上海分公司的應(yīng)用

針對(duì)罐區(qū)邊緣板嚴(yán)重腐蝕情況，對(duì)儲(chǔ)罐邊緣板防腐的各類技術(shù)進(jìn)行篩選，決定采用CTPU-2儲(chǔ)罐防腐技術(shù)。首先在2012年新建的一臺(tái)1 000 m3油罐(T346罐)邊緣板防腐上試用了上海某公司的CTPU-2防腐技術(shù)，一直到現(xiàn)在該罐邊緣板防腐層外表都保持了非常完整，沒(méi)有出現(xiàn)任何的龜裂、老化破損等現(xiàn)象。2015年，現(xiàn)場(chǎng)解剖該公司在南京祿口機(jī)場(chǎng)一臺(tái)2007年完成的油罐邊緣板防腐層，里面的鋼材幾乎沒(méi)有腐蝕(見(jiàn)圖3)，明顯好于2007年新建油罐所做的防腐。

圖3 使用CTPU-2三年后邊緣板情況

在2014至2015年對(duì)上海分公司內(nèi)72臺(tái)油罐全部采用了CTPU-2邊緣板防腐技術(shù)，徹底解決了儲(chǔ)罐底板銹蝕穿孔的隱患，延長(zhǎng)了儲(chǔ)罐使用壽命。

4 CTPU-2在儲(chǔ)罐邊緣板防腐工藝

4.1 CTPU-2工藝主要原料

CTPU-2儲(chǔ)罐邊緣板專用彈性密封膠、橡膠顆粒和橡膠腰線。

4.2 防腐施工方案

(1) 對(duì)于已發(fā)生腐蝕的儲(chǔ)罐邊緣板, 先通過(guò)手工除銹，將邊緣板已腐蝕的舊漆膜、鐵銹、原防腐層等雜物全面清除(達(dá)到St2級(jí))，刷上防銹漆(見(jiàn)圖4)。

(2)貼上腰線，在水泥基側(cè)面涂刷CTPU-2腰線膠，貼CTPU-2預(yù)制的腰線。

(3)澆注臺(tái)口線，將CTPU-2復(fù)合彈性體與CTPU-2復(fù)合膠按配比拌和，形成高彈性膠料，在邊緣板及罐連接處澆注CTPU-2高彈性膠料， 形成自罐壁而下的斜坡,坡度角度大于10度，外側(cè)與腰線平，保證邊緣板全部覆蓋并不存積水。具體程序如下：用將配制好的高彈性膠料填滿腰線與罐壁之間的空隙，壓實(shí)平整。

(4)在高彈性膠料不粘手時(shí)，可以上第一道膠泥，在涂刷膠泥后馬上鋪一層增強(qiáng)玻璃布, 玻璃布接縫處重疊至少要大于50 mm，且不能有褶痕、明顯氣孔存在，以避免積水殘留。一般鋪兩層玻璃布, 上層上邊緊貼罐壁, 距彈性斜坡50 mm 左右, 下層下邊到罐基礎(chǔ)上表面邊沿100 mm 處。

(5)待表面干后，再涂一道膠泥，再覆蓋第二層玻璃布，待涂層干后，再上第二道膠泥。

(6)最后涂刷兩道彈性面漆密封空隙, 使玻璃布無(wú)縫隙, 與罐壁、罐基礎(chǔ)各個(gè)基面附著良好, 表面平整, 豐滿且有彈性(見(jiàn)圖5)。

(7)最終效果見(jiàn)圖6。

圖6 邊緣板CTPU-2施工后外觀

5 采用CTPU-2產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)美國(guó)腐蝕工程學(xué)會(huì)( NACE) 的RP0272—72 腐蝕控制經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法, 初步測(cè)算其經(jīng)濟(jì)效益, 計(jì)算公式如下：

A=PW×i(1+i)n/[(1+i)n- 1]

式中:PW—設(shè)備價(jià)格( 包含防腐費(fèi)用) ;i—設(shè)備年投資利率；n—使用年限；A—設(shè)備年度費(fèi)用。

以1 000 m3的儲(chǔ)罐為例, 若不采取上述防護(hù)措施，一臺(tái)儲(chǔ)罐的罐底板使用壽命約為10 a，儲(chǔ)罐罐底板的換底費(fèi)用為15×104RMB￥，設(shè)備年投資利率為10%。則其設(shè)備年度費(fèi)用

A=15×10%(1+10%)10/[(1+10%)10-1]=2.44×104RMB￥

若采用CTPU-2密封層防腐蝕，使用年限延長(zhǎng)為30 a，設(shè)備年投資利率為10%，1 000 m3儲(chǔ)罐罐底板的安裝費(fèi)用為15×104RMB￥，其間只需再更換CTPU-2密封層即可，1 000 m3CTPU-2密封層長(zhǎng)度為39.6 m，密封層每延長(zhǎng)1 m單價(jià)為285 RMB￥/m，則1 000 m3儲(chǔ)罐的罐底密封防腐費(fèi)用約為1.13×104RMB￥，錦宏公司的質(zhì)保期為8 a，即使按10 a做一次CTPU-2密封層，30 a的儲(chǔ)罐罐底密封防腐費(fèi)用約為3.39×104RMB￥，則其設(shè)備年度費(fèi)用

A=18.39×10%(1+10%)30/[(1+10%)30-1]= 1.95×104RMB￥

年度設(shè)備費(fèi)用可降低0.49×104RMB￥。以1臺(tái)1 000 m3儲(chǔ)罐計(jì)，該罐在使用期間可節(jié)約更換底板等維修費(fèi)用14.7×104RMB￥。同樣可以知道，一臺(tái)500 m3儲(chǔ)罐和一臺(tái)3 000 m3儲(chǔ)罐在使用期間分別可節(jié)約更換底板等維修費(fèi)用13.7×104RMB￥和37.8×104RMB￥。潤(rùn)滑油上海分公司現(xiàn)有72臺(tái)油罐，其中500 m332臺(tái)，1 000 m333臺(tái)，3 000 m37臺(tái)，全部進(jìn)行了邊沿板CTPU-2防腐蝕處理, 僅此項(xiàng)便可節(jié)約費(fèi)用1188.1×104RMB￥, 經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

6 結(jié) 論

(1) 罐底邊緣板的腐蝕主要有均勻腐蝕、 坑蝕或點(diǎn)蝕等。

(2) 潤(rùn)滑油上海分公司72臺(tái)儲(chǔ)罐全部采用了CTPU-2技術(shù)對(duì)邊緣板進(jìn)行防腐、密封處理, 實(shí)踐證明效果較好。

(3) 在罐底邊緣板上采用專用彈性密封材料配以玻璃布技術(shù)，為保證儲(chǔ)罐安全生產(chǎn)，并且有顯著的經(jīng)濟(jì)效益, 確保了生產(chǎn)裝置安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行，同時(shí)產(chǎn)生顯著的效益的效益。

[1] 莊燕群.石油儲(chǔ)罐邊緣板防腐蝕現(xiàn)狀[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2013,30(1):1-4.

(編輯 王菁輝)

Corrosion Protection Measures for Ring Plate of Lube Oil Storage Tanks

YangJiye
(ShanghaiBranchofSINOPECLubeOilCo.,Ltd.,Shanghai201208，China)

The corrosion of the bottom ring plates of the lube oil storage tanks is introduced. The corrosion of tanks with heat insulation is more severe than that without heat insulation. The main cause of the corrosion of the ring plates is the electro-chemical corrosion caused by the corrosive media entering the space between the ring plate and the bottom plates because of deformation of tank bottom plates and separation from tank bottom foundation. Therefore, it is easy for the corrosive media to enter into the spacing between the ring plate and foundation, resulting in the electro-static corrosion. The CTPU-2 technology is applied for the ring plate. The elastic sealant with good corrosion resistance, water resistance performance and anti-aging performance has a good cohesion and elasticity with steel and concrete. It can absorb the stress from deformation of bottom ring plates caused by fluctuation of liquid level of thanks and overcome the shortcomings of rigidity of high polymers and easy cracking under the external forces. Good economic benefits can be achieved.

storage tank, tank bottom plate, corrosion protection

2016-09-01；修改稿收到日期：2016-09-28。

楊繼業(yè)，工程師，本科，現(xiàn)在該公司生產(chǎn)中心從事設(shè)備管理工作。E-mail：yyjjyy526@163.com