常壓石油儲罐腐蝕及防護

吐爾遜·艾山，胡曉輝，買買提艾力

(1.塔西南石化廠油品車間，新疆澤普縣奎依巴格鎮 844804;2.塔西南石化廠生產運行科，新疆澤普縣奎依巴格鎮 844804)

常壓石油儲罐腐蝕及防護

吐爾遜·艾山［1］，胡曉輝，買買提艾力［2］

(1.塔西南石化廠油品車間，新疆澤普縣奎依巴格鎮 844804;2.塔西南石化廠生產運行科，新疆澤普縣奎依巴格鎮 844804)

介紹處于干旱西北地區的石油儲罐在沒有設置電化學保護措施下，長期在酸、堿、鹽及土壤、雨水、積雪自然環境中遭受腐蝕，致使儲罐處于不安全在役狀態，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。油罐內壁的腐蝕根據內壁所處的不同環境，出現4個腐蝕區。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的硫化氫造成的電化學腐蝕。腐蝕包括溶解氧、電化學腐蝕、二氧化碳、硫化氫等，從罐體選材、施工、維護、保養，有針對性的防護及合適的防護措施，可以有效地避免事故發生。

常壓儲罐 腐蝕 原因 措施

塔西南石化廠常壓儲罐是煉油裝置中重要設備之一，它儲存的介質主要是原油、汽油、柴油以及含油污水。儲罐沒有設置電化學保護措施，金屬材料長期在酸、堿、鹽等油品及土壤、雨水、積雪自然環境中遭受腐蝕，致使儲罐處于不安全在役狀態，2009年4月28日油品車間2000 m3的38#汽油儲罐罐底穿孔泄漏，2010年3月16日發現的500 m319#柴油儲罐罐壁第一塊圈板穿孔泄漏，以及在2010年1～5月的清罐過程中，通過測厚發現輕質油儲油罐普遍存在腐蝕破壞現象，尤其是柴油儲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部位出現嚴重的腐蝕減薄現象。

1 常壓儲罐腐蝕的一般規律

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

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有水汽，所有金屬表面上完全沒有水分膜層存在，所有普通金屬在常溫下都可以產生不可見的氧化物膜，在這種情況下，腐蝕速度小，破壞性小，只發生均勻的化學腐蝕，石化廠儲罐雖然使用時間長，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。

油罐底板外側的土壤腐蝕。油罐底板放在基礎上，比較容易發生電化學腐蝕，腐蝕程度比罐壁更加嚴重，有時甚至會發生腐蝕穿孔而出現漏油現象。2009年4月28日油品車間2000 m3的38#汽油儲罐罐底穿孔泄漏就屬于此類腐蝕。

1.1.3 第三腐蝕區

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，由于油罐罐底第一層圈板外壁下部被瀝青砂覆蓋，在油罐收付油時產生重力和溫度變化使得瀝青砂和罐壁產生縫隙，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、堿或鹽類物質，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，氧化鐵或其它雜質成為陰極，而鐵成為陽極，在微電池作用下，油罐外壁受到電化學腐蝕，因此此處罐壁的腐蝕要比地面罐壁腐蝕嚴重的多，油品車間輕質油儲罐離底板200 mm部位出現嚴重的腐蝕減薄現象就是這類腐蝕。

1.2 油罐內壁的腐蝕

油罐內壁的腐蝕根據內壁所處的不同環境，出現4個腐蝕區。

1.2.1 第一腐蝕區

油罐罐底及油罐罐壁水淹沒的第一體圈部分。這一部分是油罐腐蝕最嚴重的部分，化學腐蝕及電化學腐蝕均存在，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時混入的，水分中往往含有油料氧化生成的酸性物質和一些礦物質，如氯化鹽類物質，同時罐頂、罐壁的氧化層、防腐層落入罐底，使油底水成為電解液，產生電化學腐蝕。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，也將發生電化學腐蝕，加劇油罐區域的腐蝕，因此經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外殼試樣的顯微組織．從圖2可見，當澆注溫度處于660 ℃時，合金顯微組織呈現較多的樹枝晶，晶粒大小不均勻；當溫度處于680 ℃時，樹枝晶明顯減少，晶粒變得細小、圓整，并且無組織缺陷；當溫度達到700 ℃時，晶粒變得粗大，并且出現嚴重的縮孔．分析其原因，澆注溫度過低不利于充型，易產生冷隔、充型不滿等缺陷；而當澆注溫度過高時，易產生飛濺、毛刺，以及在壓鑄件內形成嚴重的縮孔、疏松等缺陷．

1.2.2 第二腐蝕區

油罐儲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、采光孔進入，在內壁凝結形成一層薄的水膜，鋼板在氧的作用下發生腐蝕，在這層薄的水膜中如果含有其它礦物質或硫化氫物質使薄的水膜成為電解質，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生電化學腐蝕，這一類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

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，氧對薄水膜的滲透能力較強，因此這一部分的腐蝕較快。

1.2.4 第四腐蝕區

油罐儲油的罐壁部分。這一腐蝕區的腐蝕過程是持續不斷的，但腐蝕較輕、較緩慢。其主要腐蝕是油料中的腐蝕物質所引起的化學腐蝕，如含硫、含酸油料等，腐蝕也較均勻。油品薄膜浸潤罐壁以后，對腐蝕的速度有著重要影響，金屬與油品薄膜接觸時間越長，金屬的腐蝕速度就越慢，當金屬一直浸沒在油品中時，腐蝕速度最底，因此裝油的油罐比空罐更不易被腐蝕。

2 常壓儲罐腐蝕的因素

2.1 腐蝕介質

無論是原油罐、汽油罐、柴油罐、污水罐，導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機鹽以及罐底的硫酸鹽還原菌等。

2.2 本體材質

常壓儲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加快金屬的腐蝕

2.3 維護保養不當

對金屬儲罐維護保養時不當，在施工過程中不按設計規范施工，存在焊接缺陷，或存在機械損傷，防腐工藝粗糙，罐體防腐層損壞，罐底變形汲水，塵土雜物都會導致儲罐腐蝕加劇。

3 常壓儲罐腐蝕原因分析

3.1 常壓儲罐腐蝕種類

(1)化學腐蝕。主要發生在干燥土壤環境下的罐體外壁，一般腐蝕較輕。

(2)濃差腐蝕。主要發生在油罐內壁液面以下，由于氧的濃差引起。

(3)電化學腐蝕。是發生在油罐內部最主要、最嚴重、危險最大的一種腐蝕，主要發生在罐底、罐壁和罐頂。

(4)硫酸鹽還原菌以及其它菌引起的腐蝕，主要發生在罐底。

3.2 腐蝕機理

罐內和罐底板外表面為電化學腐蝕，罐外壁既有化學腐蝕又有電化學腐蝕。

4 防護措施

4.1 內壁防腐方法

常壓儲罐內壁腐蝕的控制措施主要有:選擇耐腐蝕材料、內襯覆蓋層、復合材料、電化學保護。

4.1.1 電化學保護

為了長效防腐蝕的目的，塔西南石化廠油品車間采用電化學保護與專用防腐蝕涂料保護相結合，主要應用于油罐內底板與犧牲陽極配套使用。

4.1.2 內襯覆蓋層

根據石化廠現狀，輕質油儲罐全部采用內襯覆蓋層，用導靜電環氧富鋅油漆對罐底、鋼浮船進行防護，罐底及水線以下壁板(2 m以下)油罐則使用專用防腐蝕涂料防腐，對應用后的油罐經多次現場檢測，涂層性能完好。

4.1.3 在工藝操作方面

針對產生腐蝕的原因，要求車間嚴格按防腐規程操作控制，特別對油罐清罐過程中用蒸汽蒸罐時嚴格控制蒸汽流速，防止靜電產生，同時避免防腐層脫落，以及大量凝結水沉降于罐底，產生化學腐蝕。在正常收發油品時，加強設備維護工作，定期做好油罐切水器濾網清污，減少罐底含水現象，及時排除油罐底部污水。增大技改項目，采用廉價合理有效的控制設備，在2009年增加柴油聚結器和精密過濾器來保證凝結水在入罐前進行脫水，避免大量水進入儲罐。

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，目的是施工簡單，效果良好。腐蝕最嚴重部位為罐底周邊范圍，通過現場外觀檢查發現都是點腐蝕和坑腐蝕，用超聲波測厚儀測得最薄處厚度是5.1 mm，多數點都在 5.2～5.8 mm之間，圈板原厚度是7～8mm。根據腐蝕的實際情況，考慮到石化廠所處的地理環境屬于空氣濕度小、氣候干燥、降雨量稀少的地區，車間采取與傳統防腐背道而馳的思路，把基礎瀝青砂去掉，保證儲罐外壁暴露在空氣中，消除了汲水現象，徹底根除溶解氧場所，確保腐蝕減弱。

5 結束語

儲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、保養，有針對性的防護及合適的防護措施，可以有效地避免事故發生。

［1］萬德立.石油管道、儲罐的腐蝕及其防護技術［M］.北京:中國工業出版社， 2005;15-25.

［2］王豐.油庫設備管理與維修［M］.北京:中國工業出版社， 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。

吐爾遜·艾山，工程師，1992年畢業于新疆工學院化學工程專業，1992年9月參加工作，現任塔西南石化廠油品車間責任工程師。E-mail:abudu2006@126.com

(編輯 王菁輝)