鋼質(zhì)材料儲油罐腐蝕機理分析與防護策略研究

高良澤

摘要：輸油氣企業(yè)中存有大量的鋼制油儲灌，當(dāng)鋼制的儲油罐經(jīng)過長時間的儲油后，如果沒有及時進行清理和保養(yǎng)，久而久之，罐底、罐頂和罐壁將會陸續(xù)發(fā)生腐蝕，從而就會造成儲油罐出現(xiàn)漏洞從而導(dǎo)致出現(xiàn)漏油、跑油的現(xiàn)象，則將會嚴(yán)重地影響了輸油氣企業(yè)的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：鋼質(zhì);原油罐;腐蝕機理;處理技術(shù)

鋼質(zhì)原油儲油罐一旦出現(xiàn)腐蝕問題，直接影響到油品的質(zhì)量與運輸，所以，結(jié)合實際情況，闡述鋼質(zhì)原油罐腐蝕機理，并且針對性的給出處理腐蝕問題的措施，對提高原油質(zhì)量與運輸非常關(guān)鍵。

1.原油儲罐腐蝕現(xiàn)狀

儲油罐是輸油氣企業(yè)中最重要的儲備工具，是中間產(chǎn)品的重要設(shè)備之一，更是原油管道的運輸行業(yè)中必不可少的重要設(shè)備之一。根據(jù)目前市場上存在的原油儲油罐的規(guī)格來看，比較常見的僅有：10000m，20000m，50000m，100000m等幾種，根據(jù)儲油罐的結(jié)構(gòu)進行分類可分為拱頂油罐和浮頂油管。根據(jù)近幾年來，我國儲油罐出現(xiàn)腐蝕性的現(xiàn)象比較多，特別是罐底出現(xiàn)的腐蝕、穿孔現(xiàn)象最為嚴(yán)重，罐底腐蝕穿孔的深度可達(dá)到5毫米左右，分布率達(dá)到了25個每平方米，甚至還有出現(xiàn)局部穿孔的現(xiàn)象。在浮船單盤的腐蝕性比較嚴(yán)重，通常情況下單盤板面積的厚度逐漸減薄，出現(xiàn)穿孔的面積可達(dá)到百分之六十左右，最大的空洞的面積可達(dá)到300×200mm。根據(jù)對儲油罐腐蝕市場進行調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在儲油罐的腐蝕中具有60%的單盤腐蝕，40%是底板腐蝕，造成儲油罐腐蝕而出現(xiàn)油罐穿孔的到導(dǎo)致停止運輸?shù)挠?6.4%.為底板穿孔，而浮船單盤穿孔占據(jù)了23.6%。為此，為了延長儲油罐的使用壽命，輸油氣企業(yè)應(yīng)該重視對原油儲油罐的防腐工作，減少油罐出現(xiàn)腐蝕穿孔的發(fā)生率。

2.原油儲罐腐蝕分析

2.1原油儲罐的內(nèi)腐蝕

2.1.1內(nèi)腐蝕情況

原油儲油罐由于原油中含有環(huán)烷酸、無機鹽、硫化物以及微生物，這些物質(zhì)容易與鋼鐵中的鐵元素發(fā)生氧化反應(yīng)而出現(xiàn)了輔食現(xiàn)象，造成了油罐的底部出現(xiàn)局部穿孔，影響了石油的儲存，其次，在儲運過程中由于油罐經(jīng)過長時間的占用，久而久之就會發(fā)生坑蝕，最后造成了穿孔腐蝕，這種現(xiàn)場發(fā)生的腐蝕幾率可達(dá)到0.4mm/a。

2.1.2腐蝕機理

（1）氣相部位。根據(jù)儲油罐的腐蝕性質(zhì)來看，一般情況下，主要是以化學(xué)腐蝕為主，由于原油中含有環(huán)烷酸、無機鹽、硫化物以及微生物，產(chǎn)生硫化氫、氯化氫等強酸氣體，這些氣體經(jīng)過風(fēng)流進入罐內(nèi)，與罐內(nèi)中的水分、氧氣、二氧化碳、二氧化硫等其他發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)而產(chǎn)生新的酸性溶液，從而導(dǎo)致了油罐發(fā)生了強烈的化學(xué)性腐蝕。

（2）儲油部位。一般而言，儲油部門發(fā)生的腐蝕速率低，并且危險系數(shù)低，但是在氣體與液體相接出，由于有了水分和氧氣兩種重要腐蝕性元素存在，容易發(fā)生電化學(xué)性腐蝕。

（3）罐底內(nèi)表面。罐底內(nèi)表面出現(xiàn)腐蝕的原因主要是因為罐底內(nèi)部聚積了大量的酸性沉淀物質(zhì)，該物質(zhì)中存有豐富的富氧離子，是發(fā)生強電解質(zhì)的重要元素，從而發(fā)生了化學(xué)性腐蝕。

2.2罐壁外腐蝕

通常情況下，油罐壁的外層有保溫層給予保護，因此，該部分均處在干燥的環(huán)境中，所以發(fā)生腐蝕的幾率很低。但是由于其上層的避雨措施不全面，導(dǎo)致部門雨水依然可以滲漏進入，從而使得其內(nèi)部小部分面積還是發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。在油罐的底層，由于雨水滲入之后比較難干燥，而保溫層的棉質(zhì)材料具有很強的吸水性，從而導(dǎo)致大部分的水分均集中在油罐壁中，油罐壁長時間處于潮濕的環(huán)境中，容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

2.3罐頂外腐蝕

灌頂層由于長時間與大氣發(fā)生接觸時，由于空氣中存在大量的氧氣，因此油罐金屬經(jīng)過長時間與氧氣接觸容易發(fā)生輕微的腐蝕。但是在灌頂?shù)屯莸奈恢糜捎谌菀追e水，所以其發(fā)生腐蝕的幾率較大。

3.防護措施

3.1油罐內(nèi)防腐蝕

為了有效地降低油罐發(fā)生腐蝕的幾率，輸油氣企業(yè)應(yīng)該重視防腐措施，通常情況下，會采用耐腐蝕的涂料在其表面進行涂刷即可。但是由于原油進入罐中容易發(fā)生靜電，因此，為了避免發(fā)生爆炸，應(yīng)該在油罐內(nèi)部中放置導(dǎo)靜電防腐蝕料，如：導(dǎo)靜電防腐蝕涂料和環(huán)氧樹脂涂料。具體做法：在不經(jīng)常觸碰到油材料的罐頂和罐壁采用可以導(dǎo)靜電的材料進行涂刷，而其他位置可以使用耐油、耐腐蝕和防水的材料進行涂刷，這樣可以避免罐壁因滲水而導(dǎo)致內(nèi)部聚積太過而發(fā)生腐蝕。其次，由于罐壁的中間容易接觸到原油，所以可以采用防銹涂料進行防護即可。

3.2油罐外防腐蝕

通常情況下，在油罐的頂部應(yīng)該使用防銹油漆或者銀粉面漆進行涂刷防護即可。這兩種防腐材料具有耐腐蝕、防水、耐酸、防滲抗衰老的優(yōu)勢特點。但是在保溫層中應(yīng)該采用“上擋、中防、下斷”的預(yù)防手段（油罐上層使用優(yōu)質(zhì)的防水材料進行密封，防止雨水流入罐內(nèi)，中部的鋼板使用防銹涂料進行涂刷，防止水分滲入，罐底打開20厘米高，然后再噴刷砂除銹，并用石油瀝青進行防護即可）。

3.3電化學(xué)保護

電化學(xué)保護包括陰極保護和陽極保護，陰極液對儲罐金屬表面形成腐蝕，采用輔助涂層及其他防腐蝕措施對儲罐腐蝕保護。通常包括犧牲陽極法和外加強制電流法。因儲罐的特殊性，通常采用犧牲陽極法的陰極防護措施。儲罐常通過焊接固定安裝的方式，采用耐油耐高溫鋁陽極陰極保護措施，且通過改進傳統(tǒng)配方和添加合金元素以提供其防腐性能，從而有針對性的對高溫、高硫、高礦化度環(huán)境下的原油儲罐實現(xiàn)防腐。而對于較大直徑的原油儲罐常采用經(jīng)濟實用的外加可調(diào)式強制電流法對儲罐進行防腐。

3.4金屬涂層保護

金屬涂層保護是通過電鍍、擴散（滲）鍍、熱浸鍍及熱噴涂等方法對儲罐金屬表面進行金屬或合金涂層的總稱，俗稱金屬鍍層。能使金屬表面形成一層超薄且具有耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨損性能的致密保護膜層，從而消除或減輕儲罐金屬表面的腐蝕速率，同時具有較高的外觀性。

3.5金屬轉(zhuǎn)化膜保護

金屬轉(zhuǎn)化膜是通過化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)使金屬表面生成具有良好附著性且難溶于水的腐蝕產(chǎn)物膜層，俗稱化學(xué)轉(zhuǎn)化膜（腐蝕鈍化）。目前，常用的轉(zhuǎn)化膜工藝是對鋼板進行磷化處理和鉻酸鹽（鈍化）處理，其中包括鋼板鍍鋅、鋼板鍍鋅-鋁合金及鋼板鍍鋅-鎳合金等，這些措施可提高儲罐金屬表面的抗腐蝕性，延長儲罐的腐蝕壽命。

4.油罐防護施工的注意事項

（1）為了保證儲油罐的質(zhì)量，在安裝原油儲物罐過程中，施工人員務(wù)必嚴(yán)格按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真施工，在所有工程完成并通過驗收之后必須及時采取防腐措施。

（2）在進行防腐工程施工過程中，必須選擇在干燥晴朗的天氣中進行，不能在陰雨天氣進行，防止因有水分而影響防腐材料的涂刷質(zhì)量。

（3）在涂刷油罐內(nèi)壁的砂除銹工作時，必須選擇在風(fēng)和日麗的天氣中進行，并且在施工過程中必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)。在涂刷砂除銹材料時，需要在在底層刷層底料，待底料干燥之后再進行噴刷砂除銹材料。

5.結(jié)論與認(rèn)識

綜上所述，隨著我國社會的進步，工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活對石油的需求量產(chǎn)生了大幅度的增長，同時也促進了我國石油工業(yè)的蓬勃發(fā)展。但是在發(fā)展生產(chǎn)過程中，原油儲罐容易發(fā)生腐蝕而使得石油出現(xiàn)了滲油、漏油的現(xiàn)象發(fā)生，這將會引發(fā)重大的安全事故，為此，為了保證石油的安全生產(chǎn)，輸油氣企業(yè)必須做好防腐措施，提高油罐的使用壽命。

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