大型原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板腐蝕機(jī)理及防護(hù)分析

楊 志

（大慶油田工程建設(shè)有限公司國內(nèi)工程事業(yè)部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

這幾年發(fā)展中，我國經(jīng)濟(jì)水平得到了一個(gè)明顯的提升，進(jìn)一步推動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，石油行業(yè)發(fā)展尤為突出，石油資源也是組成我國主體經(jīng)濟(jì)之一，在石油開采應(yīng)用過程中，儲(chǔ)油罐是不可或缺的一個(gè)裝置，對(duì)于大型原油儲(chǔ)罐來說，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是非常重要的。而腐蝕問題的出現(xiàn)會(huì)極大程度上影響裝置穩(wěn)定性，而且還存在很大的安全隱患，受多方面因素影響，大型原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板中會(huì)出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，底板腐蝕占據(jù)原油儲(chǔ)罐腐蝕的大半部分，影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有些儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的煤油和柴油等重油品，在罐底更容易形成沉積水，這些沉積水人容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，使得儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板出現(xiàn)腐蝕情況[1]。

1 大型原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板腐蝕機(jī)理分析

1.1 電化學(xué)腐蝕

進(jìn)入儲(chǔ)罐中的原油本身組成成分中包含了一定的水分，這些水分與水蒸氣結(jié)合之后會(huì)形成凝結(jié)狀態(tài)水，然后逐漸下沉，最終下沉到儲(chǔ)罐的底部位置，內(nèi)部液體具有一定的流動(dòng)特性，而原油流動(dòng)的時(shí)候底部物質(zhì)具有粘附性，使得水分在底部形成聚集反應(yīng)。在原油儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)中，設(shè)有專門的排水管對(duì)水分進(jìn)行疏導(dǎo)，但是排水管的最低點(diǎn)都比罐底要高出一部分，就使得罐底始終殘留著一定深度的水分。在原油儲(chǔ)罐底板位置處，可以使用涂層的方式進(jìn)行加固處理，提高其密封性，降低底板腐蝕程度，但是原油罐在長期存儲(chǔ)過程中，沉積水會(huì)不斷向著內(nèi)部滲透，在長時(shí)間滲透作用下，使得涂層和底板的粘附性降低，弱化了涂層的阻隔作用，涂層所能起到的作用就非常有限了，沉積水中包含了很多腐蝕因子，與油罐底板接觸之后，化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)的離子在導(dǎo)電作用下會(huì)加快腐蝕。沉積水的水質(zhì)受多方面因素影響，其性質(zhì)一般呈中性或者弱酸性，如果沉積水中的氯離子含量過多，接觸底板之后溶液與金屬表面發(fā)生反應(yīng)，破壞表層的氧化膜，使氧化膜溶解，導(dǎo)致底板腐蝕[2]。

1.2 沖刷和堆積腐蝕

沖刷腐蝕主要是因?yàn)閮?nèi)部液體具有流動(dòng)性，不斷沖刷著金屬表層，在沖刷作用力下使得表面鈍化膜受到破壞，腐蝕介質(zhì)與表層接觸之后產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，沖刷腐蝕具有一定的分化性，多以局部腐蝕的問題顯現(xiàn)出來，原油儲(chǔ)罐主要負(fù)責(zé)原油的存儲(chǔ)和加工，儲(chǔ)罐中的原油處于一個(gè)進(jìn)入和流出的一個(gè)交替狀態(tài)，也正是在動(dòng)態(tài)交替中，底部的沉積水和液態(tài)油波動(dòng)幅度很大，容易形成混流現(xiàn)象，在進(jìn)油的石油尤為明顯，原油進(jìn)入會(huì)持續(xù)性的沖刷罐底，金屬離子和保護(hù)膜受腐蝕流體的沖刷從金屬表層脫漏，缺少了保護(hù)膜的阻隔，油品直接與表層接觸，使得金屬腐蝕速度加快，如果原油中存在漂浮的固體顆粒，在沖刷期間會(huì)加劇對(duì)表層的損壞程度，正常情況下，油品的流速越快，那么原油中包含的顆粒含量就越高，對(duì)罐底的沖刷腐蝕就越明顯[3]。

2 原油儲(chǔ)罐內(nèi)部腐蝕防護(hù)措施

2.1 重防腐涂料

針對(duì)于儲(chǔ)罐內(nèi)壁底板腐蝕的問題，可以采取涂層防腐措施進(jìn)行處理，涂層防腐能夠有效減輕金屬腐蝕，涂層防腐中主要使用各樣的防腐涂料，常規(guī)的防腐涂料效果不太明顯，局限較大，防護(hù)壽命不長，所以最好選擇重防腐涂層對(duì)罐底板進(jìn)行系統(tǒng)化的防護(hù)。環(huán)氧類重防腐涂料具有很好的穩(wěn)定性，以環(huán)氧樹脂為主要材料，環(huán)氧樹脂固化后強(qiáng)度高，而且粘附性很強(qiáng)，具有很好的耐化學(xué)性，與其他物質(zhì)接觸不容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在鋼結(jié)構(gòu)防腐中有著很好的應(yīng)用效果，單一化的純氧樹脂固化物的性能指標(biāo)不太穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)脆性比較大，整體抗沖擊性能比較低，需要對(duì)環(huán)氧樹脂的性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，改善其韌性和粘結(jié)性，在環(huán)氧樹脂中加入固化劑，融入云母氧化鐵灰進(jìn)行復(fù)配，可以有效提高其粘粘性，防腐效果較好。聚氨酯防腐涂料也可以應(yīng)用到底板防腐中，聚氨酯樹脂的柔韌性和粘結(jié)性都比較好，具有良好的耐磨性，以聚氨酯和環(huán)氧樹脂為基本材料，可以將兩種材料綜合，配制為綜合性能指標(biāo)高的復(fù)合防腐材料。

2.2 防腐涂料與陰極保護(hù)

隨著原油儲(chǔ)罐的深化應(yīng)用，很多企業(yè)對(duì)于原油儲(chǔ)罐的腐蝕防護(hù)主要采用防腐涂料和陰極保護(hù)聯(lián)合的方式，通過這種方式，可以極大程度上緩和底板腐蝕，涂層出現(xiàn)破損時(shí)，金屬可以收到犧牲陽極的保護(hù)，出現(xiàn)靜電的情況，也可以通過犧牲陽極將靜電導(dǎo)入地底。陰極保護(hù)的實(shí)現(xiàn)有一定的前提條件，腐蝕介質(zhì)具有導(dǎo)電性，而且被保護(hù)的金屬設(shè)備其表面積必須滿足范圍要求，設(shè)備結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜化，必須是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的金屬設(shè)備，滿足這些條件可以使原油儲(chǔ)罐受到陰極保護(hù)，在原油儲(chǔ)罐底部，有著大量的沉積水，這些沉積水會(huì)導(dǎo)電，在陰極保護(hù)中，陽極表面生成不導(dǎo)電外殼會(huì)限制電流的輸出量，所以在設(shè)計(jì)陰極保護(hù)體系中，需要注意細(xì)節(jié)方面的處理，嚴(yán)格控制陽極成分，在土壤選擇上，需要檢查土壤的電阻率，陽極位置的電阻率一定不能高，一些電阻率高的土壤金屬結(jié)構(gòu)防護(hù)，可以外加電流陰極保護(hù)，使用這種保護(hù)方式的原油儲(chǔ)罐，其防腐涂料必須具備穩(wěn)定的性能指標(biāo)，要有良好的耐陰極剝離性，確保不會(huì)因?yàn)殛帢O保護(hù)引起涂料粘附性 降低。

3 結(jié)語

隨著化工行業(yè)的深化發(fā)展，使得大型原油儲(chǔ)罐規(guī)模擴(kuò)大化，受多方面因素影響，儲(chǔ)罐內(nèi)部底板會(huì)出現(xiàn)腐蝕，為了確保原油儲(chǔ)罐運(yùn)行穩(wěn)定性，需要采取合適的措施進(jìn)行解決，嚴(yán)格把控底板材質(zhì)，注重涂層施工質(zhì)量，定期對(duì)底板進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)腐蝕情況及時(shí)修復(fù)，確保原油儲(chǔ)罐的完整性。