儲罐浮盤腐蝕原因及防腐修復措施

通訊作者：葉良平，1984年10月，男，漢族，浙江舟山人，就職于中海油舟山石化有限公司，中級工程師，本科。研究方向：機械設備技術管理。

摘 要：儲罐外浮盤是一種通過浮力使之隨儲罐液面升降而升降的覆蓋在液面上的節能環保設備。由于浮盤與油品液面之間幾乎沒有油氣空間，基本消除了油罐大呼吸損耗，同時降低了大氣與儲存油品的熱傳導，有效減少了油品的蒸發損失。

關鍵詞：儲罐浮盤;腐蝕原因;防腐修復;措施

一、儲罐浮盤腐蝕原因

（一）外部影響因素

1. 受大氣因素影響

通過對儲罐浮盤腐蝕原因進行分析，發現其外浮盤發生腐蝕的最主要原因是受到大氣腐蝕。大氣腐蝕的機理就是大氣中所含的水、氧、二氧化碳、酸性污染物以及氯離子等發生綜合作用進而引發的腐蝕。一般浮盤處在濕度相對較大的環境下，或者有完全液態水存在的條件下，其所發生的腐蝕現象較嚴重。在這種情況下的出濕度越大，儲罐浮盤發生的腐蝕現象越嚴重[1]。浮盤表面發生大氣腐蝕的過程主要為受到水、氧氣以及二氧化碳等污染物質在化學作用的影響下產生腐蝕。同時由于原油儲罐多與煉化裝置進行親密接觸，還有可能會受到工業環境所含的二氧化硫、氫化硫以及二氧化氮等有害氣體的影響引發腐蝕。

2. 受酸雨因素影響

在含有眾多酸性污染物的環境中，一旦發生降雨就可能出現酸雨，即pH小于5.6的雨、雪或其他形式的降雨。酸雨一般是以氣體污染物或者顆粒污染物的形式存在。由于儲罐頂是外浮盤結構，其表面收縮率較大，會導致頂板表面出現凹凸不平的狀況，在凹處很容易形成雨、雪等降水形式的積淀，進而與浮盤發生接觸，浮盤的鋼板會發生變形，使得原有的防腐層出現開裂、銹蝕、脫落等現象。因此，就需要切斷浮盤表面鋼板與雨、雪及其他降水之間的接觸通道，才能有效起到防腐的效果。

3. 受紫外線輻射因素影響

原油儲罐在正常運行的過程中，由于其所處環境的差異性，一些處于太陽紫外線輻射強烈的西北內陸地區，受到太陽的暴曬，浮盤表面的防腐涂層會逐步發生老化，涂層變軟、脫皮、變脆甚至脫落，進而喪失其對浮盤的保護作用。一些學者通過研究發現，浮盤防腐涂層在太陽紫外線的照射下，會導致其內部結構被破壞，其腐蝕過程逐步由外向內進行延伸或者出現穿孔;同時，很難從外表對其穿孔的深度和內部孔洞的大小進行分辨[2]。

最開始這些孔洞只發生在浮盤表面，但是隨著光照時間的增加，逐步向平面或者內部涂層發展，使得涂層的厚度不斷減小，直到穿透整個涂層。同時，涂層在太陽紫外線的照射下，其吸水率以及對SO2的吸附率會明顯增加，進而引起涂層的逐步老化。防腐涂層吸水率的增大主要是因為增加了親水基團和增加了孔隙的大小，而對SO2的吸附率增加主要是增大了雙鍵α-H過氧化物以及孔隙的數量后由兩者共同結合引起的。

（二）內部影響因素

1. 儲罐帶狀況運行

結合相關原油企業儲罐使用和維護管理規定，原油儲罐在投入使用后，應結合具體情況對其運行過程中的安全和故障問題進行定期的檢修。主要包含檢查、檢驗檢測以及做好防腐措施等，并且也對儲罐的檢修周期作出了相應的規定，最長時間不應超過6a[3]。

由于車間原油儲罐會持續為煉油廠提供原油進行持續生產，存在每日的裝卸、輸轉，需要有較大的原油儲存能力，因此儲罐的體積往往較大，整個檢修作業的工作量大、工作時間長，耗費的成本也較高。因此，就需要合理把控檢修的時間，即在不影響正常生產和運營的狀況下，結合現場實際，進行小修小補;針對需要大修的情況，還需要先期進行合理規劃后方能進行。

2. 所用單盤式浮頂存在缺陷

目前，我國投入使用的原油儲罐多為單盤式的浮頂結構，其具有造價低、易于維修等特點。但同時其也存在較多缺陷，例如浮頂的頂點不好確定，很難對其排水位置進行定位，進而出現排水不暢的問題。過多的積水也加大了其浮盤出現腐蝕現象的概率。同時，在對其安裝和施工中，施工人員很難掌握浮盤平板焊接的水平度，導致焊接后浮盤容易出現變形等質量問題，積水和變形又在一定程度上加大了浮盤發生腐蝕的情況，進而影響儲罐的使用壽命。

二、儲罐頂部防腐修復方案

（一）儲罐外防腐

罐底邊緣板的外伸部分、浮盤和浮艙頂板上表面及其附件下端200 mm應進行外防腐。罐浮盤腐蝕嚴重的，建議維修后浮盤及浮艙頂板采用重防腐涂料防腐。材料和厚度要求如下。

兩道環氧富鋅底漆（干膜厚度 ≥ 80 μm）;一道厚漿型環氧云鐵中間漆（干膜厚度 ≥ 100 μm）;兩道交聯氟碳面漆（干膜厚度 ≥ 70 μm），防腐層干膜總厚度 ≥ 250 μm。中央集水坑內表面防腐完成后，至單向閥法蘭面以下填充瀝青以防集水坑集水不能及時外排[1]。

（二）底層涂裝施工

1. 涂裝過程所采用場地應為開闊，空氣流通，光線明亮。

2. 涂裝工藝采用刮涂或噴涂，涂層要求無漏凃、無流掛。

3. 確保邊緣、焊口、角落處達到規定的膜厚，在每道涂層施工后，需對這些部位進行檢查和補涂。在涂裝完成后，在所有的焊接、銳角、圓弧、零件、螺栓及其他不易施涂、遮蓋部位重點檢查和補涂。

（三）改造更換單盤式浮頂為雙盤式浮頂

針對外浮頂原油儲罐單盤式浮頂的缺陷，可考慮將單盤式浮頂更換為雙盤式浮頂。雙盤式浮頂由上下兩層蓋板組成，兩層蓋板之間有邊緣環板，由徑向隔板和環向隔板隔成若干獨立的環形艙，它的頂板與底板之間的空氣層起到較好的隔熱作用。雙盤式浮頂的優點是浮力大，結構穩定性好，頂板變形小，有利于排水，使得腐蝕問題得以解決[2]。

（四）儲罐內防腐

罐底板的上表面，罐底以上1 m范圍的罐壁板內表面及此液面以下的油罐附件及設施，浮盤下表面均需進行內防腐。罐底板的上表面，罐底以上1 m范圍的罐壁板內表面及此液面以下的油罐附件及設施，內防腐材料選擇無溶劑環氧涂料（非導靜電）進行防腐，二次成膜，干膜厚度 ≥ 300μm，涂料及防腐層必須滿足附件中要求的性能指標。浮盤下表面（浮艙底板下表面、浮盤與浮艙連接處為起點向集水坑方向延伸2 m寬的環向下表面）內防腐材料選擇無溶劑環氧涂料（導靜電）進行防腐，二次成膜厚度（干膜）大于300 μm，涂料及防腐層必須滿足附件中要求的性能指標[3]。

要求防腐前必須除去金屬表面的異物、焊渣和毛刺，清除過高的焊瘤、油污及水分，除銹等級最低應達到GB/T 8923.2-2008中內壁要求的Sa 2.5等級，合格后應保持潔凈、干燥，不得再度銹蝕。防腐層完全固化后，采用外觀檢測——厚度檢測——硬度檢測——電火花檢漏——附著力檢測的方法進行質量把關。

（五）檢驗和驗收標準

1. 干膜厚度檢查

干膜厚度測試前涂層應干燥、清潔、無干噴。應對每個鋼結構測量并記錄干膜厚度（DFT）。測試點的數量按照相關的標準來執行。

2. 干膜厚度的判定準則

所有檢測值的算術平均值應大于或等于NDFT;所有檢測值應大于或等于NDFT的90%[4]。

3. 附著力檢測

對涂層附著力進行抽檢，抽檢比例為10%，每個抽檢對象測3個點，其檢測值的算術平均值應滿足產品性能要求，檢測方法按照GB/T 5210相關規定執行。所有附著力檢測而損壞的涂層部位均應按照規定程序和工藝進行修補。附著力是破壞性檢測，為了不損壞涂層，建議刮板涂裝，在專門板片上進行附著力檢測[5]。

三、結束語

通過此次研究發現，儲罐浮盤發生腐蝕現象難以避免，分析其原因主要是受到外部和內部環境的影響。因此，在具體防腐措施工作開展中，應結合其腐蝕原因，盡量減少大氣中的濕度，做好浮盤排水工作，減少太陽紫外線的輻射。但是在防腐措施處理過程中僅依靠單一的處理方式難以保證實際效果，就需要從多個方面思考結合現階段的防腐技術以及防腐材料的使用，有效做好儲罐浮盤的防腐工作，減少其發生的腐蝕對企業造成的經濟損失以及對環境造成的破壞，確保儲罐設備設施能夠安全、高效運行，為企業的經濟效益提升和可持續發展保駕護航。

參考文獻：

[1]趙芳，王紅玉，張琪.儲罐浮盤腐蝕原因及防腐修復[J].山東化工， 2018，47（21）：106-107.

[2]何玫，范中原.大型外浮頂原油儲罐浮頂腐蝕的原因分析及防腐蝕對策[J].化工管理， 2017（23）：8.

[3]郭曉軍，高俊峰，張靜，劉楊宇，張麗萍，劉浩亮，韓忠智.大型浮頂原油儲罐腐蝕因素分析與防腐蝕涂層技術[J].腐蝕與防護， 2012，33（2）：114-118.

[4]張峰杰.大型原油儲罐腐蝕原因分析及防護對策[J].石油和化工設備， 2007（8）：58-62.

[5]韓文禮，儲油罐腐蝕及其防護措施[J]，石油工程建設， 2010.