原油儲罐的腐蝕機理及防腐蝕措施分析

鄧晨園

摘要：加強原油儲罐的腐蝕防護措施，選擇合適的防腐技術方法，可以有效地提高原油儲罐的使用壽命，減少原油儲罐安全事故的發生率。本文對原油儲罐腐蝕的部位進行了分析，闡述了原油儲罐發生腐蝕的機理，并會對原油儲罐的內部腐蝕和外部腐蝕提出了具體的防護措施。

關鍵詞：原油儲罐；防腐；腐蝕

原油儲罐是煉油化工企業儲存原油和中間產品的重要設備之一，對于原油管道運輸業來講，更是必不可少的設備。腐蝕是煉油化工企業安全生產的重大隱患之一，嚴重影響著煉油化工企業的經濟效益。在內部腐蝕性介質的作用和外部環境的影響下，原油儲罐腐蝕會相當嚴重，如果不能及時掌握原油儲罐的腐蝕程度，采取必要的腐蝕防護措施，將會引起各種惡性安全事故的發生。

一、原油儲罐腐蝕部位分析

原油儲罐很容易受到內部腐蝕介質和外界環境介質的腐蝕。內部腐蝕為石油儲罐內部存儲原油介質、內部積水、以及儲罐內部凝結水汽所導致的腐蝕影響，由于原油儲罐內部接觸的介質中含有腐蝕性物質，因此腐蝕程度比較嚴重。原油儲罐外部腐蝕為雜散電流干擾腐蝕、大氣腐蝕以及保溫層結垢吸水后的腐蝕等因素影響，外部腐蝕由于儲罐與外界所處的環境不同，其腐蝕程度也不盡相同。原油儲罐的腐蝕嚴重的部位主要集中發生在罐頂、罐底內側、罐底外側等三個區域。

二、原油儲罐腐蝕機理分析

（1）原油儲罐的內部腐蝕情況

原油儲罐內部腐蝕主要是由于原油中含有的硫化物、無機鹽、環烷酸以及微生物等對鋼材內表面造成的腐蝕。罐底水相部分是腐蝕最嚴重的部位，腐蝕特征是產生坑蝕、斑點甚至穿孔。

1）氣相部位腐蝕機理分析：主要以化學腐蝕為主，基本上為均勻腐蝕。因為油料中揮發出的酸性氣體H2S、HCI、外加通過呼吸氣閥進入罐內的水分、空氣等混合腐蝕氣體在原油儲罐內上部凝結成酸性溶液，以致發生化學腐蝕。

2）儲油部位腐蝕機理分析：原油儲罐內部儲油部位腐蝕速率低，一般不會造成特殊危險。但是在儲油部位與氣相和液相交界處，環境潮濕富氧，具備了電化學腐蝕的兩個基本要素，交界處腐蝕相對比較嚴重。

3）罐底內表面腐蝕機理分析：罐底內表面腐蝕形貌主要為點蝕。主要是因為罐底積聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量的富氧離子，形成了電解質溶液，產生了化學腐蝕。加上原油中固體雜質和儲罐腐蝕產物大量沉積于罐底，與儲罐底部有不同的電極電位，形成了腐蝕電池，以致產生了電化學腐蝕。

（2）原油儲罐罐頂外腐蝕

原油儲罐罐頂外表面長期與空氣接觸，容易受到空氣的氧化作用，但是在常溫下，干燥空氣對金屬表面的腐蝕是很輕微的，而且大氣腐蝕的產物可以在罐頂表面形成不可見的保護性氧化膜，起到減緩腐蝕的作用。但是在原油儲罐罐頂凹陷處、罐頂焊縫部位、焊縫凹陷處和其它易積水的部位，大氣腐蝕是比較嚴重的。

（3）原油儲罐壁外腐蝕

原油儲罐罐壁板外部都包有一層保溫層和保護層，一般始終處于非常干燥的環境中，在防銹涂料的保護下，不易發生腐蝕。但是因于上部遮雨效果差或者保溫層和保護層出現損壞，漏進雨水或者中部滲進雨水，在潮濕部位就會發生電化學腐蝕，引起壁外腐蝕。特別是在罐壁底部，由于積水不能及時排走，而保溫層又具有很強的吸水性，致使水分積聚在底部保溫層中，導致原油儲罐罐壁底部外側鋼板長期處于潮濕而充滿腐蝕性介質中，致使發生電化學腐蝕，引起壁外發生嚴重腐蝕。

三、原油儲罐防腐蝕措施分析

（1）采用涂層防護

為了避免原油儲罐與腐蝕性介質直接接觸，一般使用耐腐蝕涂料在儲罐表面做涂層保護。考慮到原油進罐后會產生靜電積聚，為了防止發生火災爆炸的安全事故，在原油儲罐內壁使用導靜電防腐蝕涂料。目前，原油儲罐的內部防腐蝕大都采用導靜電防腐蝕涂料和環氧樹脂涂料。

涂層防護方法如下：在罐頂和罐壁上都不經常接觸原油的易腐蝕部位采用導靜電涂料涂敷；罐壁底油層以下以及罐底板采用耐油、耐蝕、防水，附著性能優異的環氧樹脂涂料涂敷；罐壁中間段由于經常接觸原油（低含硫原油），腐蝕相對比較輕微，因此采取一般的防銹涂料防護即可。

（2）采用熱噴鋁技術進行防護

原油儲罐內壁是腐蝕最為嚴重的部位，而采用熱噴鋁技術能夠較好地解決腐蝕問題，熱噴鋁涂層能夠起到隔絕作用，避免罐內的H2S、氧氣等腐蝕性物質與原油儲罐進行反應，能夠較好地避免出現原油儲罐腐蝕的情況。儲罐內壁采用熱噴鋁技術與其它噴涂方法相比較，對人體健康的危害較小，而且相對節省投資，噴涂的鋁與鋼材結合強度大，能夠延長原油儲罐的使用壽命。

熱噴鋁技術方法如下：噴涂金屬鋁，涂層表面務必要做到均勻，不能出現掉塊、裂紋、起皮、大溶滴、鼓泡的現象，金屬涂層厚度應該控制在0.1～0.3mm。為了將噴鋁層表面微孔消除掉，應該在熱噴涂金屬鋁涂層表面噴涂一層封孔底漆。

（3）通過添加緩蝕劑進行防護

緩蝕劑能夠有效地減緩原油儲罐受腐蝕的程度，減慢腐蝕速率，其用途主要有三類：一是用于氣相部分；二是用于防止油層接觸儲罐金屬材質；三是用于防止底部沉積水的腐蝕。

（4）原油儲罐外防腐蝕

一般對于原油儲罐罐頂表面采用涂敷防銹底漆和銀粉面漆的方法，就能起到保護鋼板免受腐蝕的作用。該種防腐層具有耐酸、耐水、抗滲、抗光老化的優良性能。對有保溫結構的罐壁采用“上遮，下斷、中防滲”的防護方法，即：在儲罐上、中部鋼板表面涂刷防銹涂料，并將保溫層外鐵皮密封，防止雨水進入保溫層。對罐壁底部防腐蝕時，需先將罐壁底部打開20 cm高（拆除底部保溫層，使罐壁底部和罐外邊緣板暴露于大氣中），然后噴砂除銹，再在罐壁和邊緣板上刷涂熱石油瀝青進行防護。這樣，使罐壁始終處于一個干燥環境中，即使有雨水進入保溫層，也可以很快排出。如果油罐基礎比四周地面低，則還應在油罐周圍設集水槽，及時將雨水通過排水溝排走，保持干燥環境。

（5）采用陰極保護防腐蝕

陰極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作為陰極極化，降低腐蝕速率從而得到保護。在石油儲罐底部進行安裝高效鋁犧牲陽極塊，陽極塊的密度及數量應該基于儲罐內犧牲陽極塊的型號、污水電導率、所需保護面積等情況來進行合理布置，同時，采用焊接方式進行連接，為了確保焊接牢固，焊縫長度應該不小于10cm，在安裝完畢后，還應該補涂焊接部位的涂料。

結束語

加強原油儲罐的腐蝕防護措施，選擇合適的防腐技術方法，可以有效地提高原油儲罐的使用壽命，減少原油儲罐安全事故的發生率。涂料防護是用涂層將金屬與介質隔開，起到保護金屬的作用。但由于涂層本身有微孔，老化后又出現龜裂、剝離等現象，再加上施工不良，產生針孔，裸露的金屬成為陽極，涂層形成大陰極而產生局部腐蝕電池，進而使涂層遭到更嚴重的破壞。因此，采取單獨的涂料保護，其防護效果并不十分理想，應加強原油儲罐的陰極保護工作，采取原油儲罐防腐主要采用了陰極保護與防腐涂層兩種方法。涂層與陰極保護聯合防護，使裸露的金屬獲得集中的電流保護，消除局部腐蝕電池，彌補涂層防護的不足，從而延長原油儲罐防護層及原油儲罐的使用壽命。

參考文獻：

[1]卜文平，王劍梅.高含硫原油儲運問題研究[J].油氣儲運，2003（7）.

[2]駱耀光.金屬的腐蝕與防護[M].北京：石油工業出版社，2005.

[3]王巍，等編著.石油化工設備防腐技術[M].化學工業出版社，2011年1月.