聯(lián)合站原油罐底板腐蝕的機理分析及預(yù)防對策

張金利

摘 要 聯(lián)合站原油罐是油田內(nèi)介質(zhì)輸送、存儲及安全運營的重要設(shè)備，運行過程中，罐底板腐蝕穿孔會引起存儲介質(zhì)泄漏，給生產(chǎn)和安全帶來很多隱患，已經(jīng)引起了人們的普遍關(guān)注。在其大修過程中，對儲油罐底板的腐蝕機理進行了分析，并根據(jù)其腐蝕狀況提出了相應(yīng)的預(yù)防對策，對今后儲油罐底板防腐有一定的指導意義。

關(guān)鍵詞 原油罐 底板 腐蝕 機理分析 防范對策

中圖分類號：TE988文獻標識碼：A

1原油罐底板腐蝕的機理與原因分析

1.1腐蝕機理

由于罐底的中心和邊緣環(huán)梁高、中間低，造成了從原油中沉積下來的水無法全部通過大罐放水排出，低處必然存有一部分水，加上原油中的無機鹽、有機酸、硫化物溶解在水中，就形成了電解質(zhì)溶液。又由于在同一金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著眾多小范圍的陽 極區(qū)和大片的陰極區(qū)，底板防腐層一旦破壞就會處于電解質(zhì)的環(huán)境中，導致化學腐蝕。化學腐蝕包括3類：一是鹽類水解成酸性溶液直接腐蝕底板;二是硫化物對底板的腐蝕;三是原油中的酸類（如環(huán)烷酸）對金屬的直接腐蝕。

1.2土壤腐蝕

儲罐基礎(chǔ)以砂層和瀝青砂層為主要構(gòu)造，一般鋼制拱頂儲罐底板都坐落在瀝青砂層面上。當瀝青砂層與罐底板結(jié)合緊密而無裂縫、且底板邊緣板做有很好的防滲水處理時，底板下表面會保持干燥，幾乎不發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。但是當罐中滿載和空載、半滿載交替時，當冬夏溫度變換及地下水的影響時，瀝青砂層出現(xiàn)裂縫，致使地下水上升，造成罐底板下表面腐蝕。

1.3氧濃差電池腐蝕

國內(nèi)罐基礎(chǔ)多為中間高邊緣低，滿載和空載、半滿載交替時罐底板與瀝青砂層基礎(chǔ)接觸不良，使罐周和罐中心部位出現(xiàn)透氣性不同，造成氧含量差異，引起氧濃差電池腐蝕，此時罐地板中心為陽極而被腐蝕。

1.4底板表面腐蝕穿孔

由于防腐層存在針孔或遭到?jīng)_擊破壞，該處金屬為陽極，周圍大面積的膜為陰極，其電流高度集中，腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展形成蝕孔。蝕孔一旦形成，具有向深處自動加速進行的作用。孔內(nèi)的氧很快耗盡，陽極反應(yīng)在孔內(nèi)進行，積累了帶正電的金屬離子。為了保持電中性，帶負電的c1-從外部溶液擴散到孔內(nèi)。由于金屬氯化物的水解產(chǎn)生鹽酸，孔內(nèi)pH值下降，變?yōu)樗嵝裕}酸使更多的金屬溶解，形成自催化加速腐蝕。從腐蝕趨向看，腐蝕孔洞均從上表面開始腐蝕直至穿孔。

1.5雜散電流腐蝕

在罐區(qū)內(nèi)，當站內(nèi)管網(wǎng)有陰極保護而罐未受保護時，可能形成雜散電流而腐蝕儲罐底板;再者，當罐區(qū)周圍有電焊機工作、電氣化鐵路、直流用電設(shè)備時，都可能產(chǎn)生雜散電流而腐蝕儲罐底板。

1.6其他原因

一是原油中的水分無法完全脫盡，而水中含有一定的有機鹽，這樣罐內(nèi)的沉積水和有機鹽就會對罐底板形成電化學腐蝕;二是罐內(nèi)存儲含硫或高硫原油時，所產(chǎn)生的沉積水和沉積油污又是厭氧硫酸鹽還原菌的溫床，該細菌會將硫酸鹽等物質(zhì)還原成硫化物而腐蝕罐底板;三是該罐底板腐蝕主要集中在離罐壁2到5米之間區(qū)域，該區(qū)域正好在罐加熱盤管附近，而油罐加熱所產(chǎn)生的高溫也是腐蝕加速的重要因素。

2防腐對策研究

2.1涂層防腐

罐底板下表面的防腐涂層必須選擇可焊涂料，在罐底板焊接時涂層不被破壞，并要求涂層的有效防腐壽命長。無機富鋅涂料具有優(yōu)良的耐熱性、耐老化性、極強的粘結(jié)力和優(yōu)良的防銹性能，但是該涂料的導電性能好，可以將陰極保護電流漏失，不能與陰極保護聯(lián)合使用。對于罐底板面積較小的儲罐來說，在不使用陰極保護的情況下，無機富鋅涂料是最好的選擇。

2.2使用高防水、防鹽功能的防腐涂料

在儲罐大修時，如果底板腐蝕嚴重，需要更換整個底板時，同時更換瀝青砂墊層，并要求罐底中心到環(huán)梁之間坡度應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求鋪設(shè)，同時嚴格控制瀝青砂施工質(zhì)量，盡量減少地基沉降，防止積水。罐底板上表面防腐之前，應(yīng)做到表面處理無鐵銹、氧化皮、水分、油污、灰塵及其他雜質(zhì);做好防護工作，防止灰塵等雜質(zhì)吹入罐內(nèi)。防腐層涂刷時，使用具有高防水、防鹽功能的防腐涂料。如1#，7#罐使用H200無溶劑強抗?jié)B環(huán)氧涂料作為底漆，再刷D900高耐蝕鱗片導靜電涂料，這種防腐組合施工技術(shù)比傳統(tǒng)的防腐技術(shù)的腐蝕阻抗提高近100倍，可降低底板腐蝕速度。

2.3采取陰極保護措施

一是犧牲陽極。犧牲陽極的原理是在離子導電的介質(zhì)中，與被保護體相連，可以提供陰極保護電流的金屬電極，即讓陽極 的金屬腐蝕掉，從而保護陰極金屬材料不被腐蝕。對大修罐可以在金屬油罐的底板上均勻焊接一種電位低的金屬或合金，一般采用鋅、鋁、鎂及其合金。在安裝時，底板上的陽極塊距罐底板20～30cm，沿圓周方向均布;二是強制電流。強制電流陰極保護 法是利用直流電源通過輔助陽極給被保護的金屬以恒定電流使之陰極極化，以減輕和防止腐蝕。一般采用的陽極材料有高硅鑄鐵和石墨輔助陽極。

2.4定做貼板和堆焊防腐處理

經(jīng)專業(yè)技術(shù)討論決定做貼板和堆焊防腐處理為宜。2015年11月實施了罐底貼板作業(yè)，共貼板161塊，面積104m2。12月31日在防腐驗收檢查發(fā)現(xiàn)，貼板焊縫電火花檢測（電壓2KV）有問題，部分罐底板防腐漆膜厚度不夠，通知防腐單位整改。防腐檢測表明，結(jié)果只有貼板焊縫電火花檢測不符合要求，其他區(qū)域合格。原油罐首次機械清洗在公司領(lǐng)導的重視下、各部門的配合下，安全完成，取得了較好的效果，并給后期其它油罐的清洗積累了經(jīng)驗。同時也有不足的地方，如：整個清罐和檢修過程比預(yù)期的要長些。前期手續(xù)辦理過長、罐底板腐蝕嚴重、罐底板防腐反復(fù)檢測。

3結(jié)語

通過對腐蝕機理的分析，有針對性的采取措施進行罐底板的防腐，廣泛的采用新材料、新工藝、新技術(shù)，為今后的大罐維修和大型儲油罐建造積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗。當然，任何一種腐蝕控制方法都不是最完美的，都有它的局限性，如何正確選擇，合理利用，才是解決鋼制儲罐底板下表面腐蝕的最佳方案。

參考文獻

[1] 劉蔚倩.原油罐罐底板腐蝕原因分析及防護措施[J].湖南理工學院學報，2008（04）.