污水處理罐腐蝕機理及防腐措施研究

摘 要：隨著石油化工工業的迅速發展，很多大型污水儲罐被應用在石油、石化行業，儲罐的安全對企業的正常生產具有非常重要的意義。一旦發生腐蝕損壞，不但造成經濟上的直接損失，而且會使污水泄漏，造成環境污染，更為嚴重的可釀成火災、爆炸等安全事故。因此，有必要深入研究污水處理罐的腐蝕機理，提出經濟合理的防腐治理方法，減少泄漏事故的發生。基于此，本文主要對污水處理罐腐蝕原因進行了分析，并提出了有針對性的處理措施。

關鍵詞：污水;處理罐;腐蝕原因;處理措施

污水處理罐在使用過程中受到各類腐蝕的現象相當普遍。儲罐腐蝕會形成眾多的腐蝕坑，使罐底、罐壁厚度減薄，嚴重時會腐蝕穿孔，導致罐內物質泄漏，嚴重影響煉化企業的正常生產。因此，如何有效延長儲罐使用壽命一直是煉化企業面臨的一大難題。現階段，雖然我國在防腐技術上取得了較大的進步，有效延長了鋼制品的使用年限，但是鋼制儲罐的防腐離設計預期使用壽命的目標依然存在著很大的差距。因此，相關企業必須重視儲罐腐蝕問題，加強腐蝕機理研究，并實施有效的防護措施，確保煉化企業的安全生產。

1污水處理罐腐蝕機理

1.1儲罐外壁腐蝕

儲罐外壁經風吹日曬，雨水沖刷，腐蝕因素主要是大氣中含氧、水蒸氣、二氧化碳和溶于雨水中的二氧化硫等，其腐蝕機理為大氣中的水蒸氣溶解了氮化物、二氧化硫、硫化氫及其他雜質，在壁上形成電解質溶液，腐蝕離子與罐壁發生了電化學反應。腐蝕產物氫氧化亞鐵進一步氧化為三氧化二鐵或四氧化三鐵，形成疏松的鐵銹層附著在罐體表面。在鐵銹層與儲罐罐體界面上的表面氧和水發生陰極反應，在銹層與罐壁結合處則不斷進行陽極反應，形成氧濃差電池，當罐體經雨露作用處于干燥、潮濕交替狀態，則會使帶有銹層的罐體加速腐蝕。

1.2儲罐內壁腐蝕

罐內氣相環境組成均勻，腐蝕一般呈現均勻腐蝕的特性。此部位氣相主要是原油及采出水揮發出的酸性氣體硫化氫，外加通過呼吸閥進人罐內的水分、二氧化碳、二氧化硫等氣體，在罐壁處凝結成酸性溶液，導致化學腐蝕的發生。

1.2.1二氧化碳腐蝕

在 CO2腐蝕環境中，儲罐的腐蝕機理十分復雜。二氧化碳溶入水后對金屬材料有極強的腐蝕性，由于二氧化碳的總酸度在相同 p H 值下比鹽酸還高，因此，它對鋼鐵的腐蝕甚至比鹽酸還嚴重。研究發現，二氧化碳的腐蝕主要受環境因素和材質因素影響。環境因素主要包括溫度、二氧化碳分壓、水質的礦化度、p H 值、Cl-含量、微量的 H2S 和氧氣，細菌含量及介質的流速等。材質因素主要有鋼材類型和鋼材中合金元素的含量高低。目前，普遍認為 CO2導致的腐蝕有均勻腐蝕和局部腐蝕兩種類型。

①CO2的均勻腐蝕機理

均勻腐蝕機理的實質為CO2溶于水后形成的H2CO3電離出 H+的還原過程，溶液中活潑 H+ 吸附在鋼材表面與氧化態的 Fe2+作用，最終在鋼材表面形成 Fe CO3垢層。

②CO2的局部腐蝕機理

局部腐蝕主要有點蝕、臺地浸蝕和流動誘使局部腐蝕3 種。通常，污水中Ca2+和 Mg2+含量較高，容易在儲罐鋼材表面形成碳酸鹽垢，碳酸鹽垢和 Fe CO3等結垢層或生成的腐蝕產物膜覆蓋在鋼材表面不同區域，而不同區域間覆蓋度不同，使不同覆蓋度的區域之間形成了具有很強自催化特性的腐蝕電偶或閉塞電池。增強了某一區域的腐蝕性能，綜合而言，CO2的局部腐蝕實質上就是電偶作用或閉塞電池的結果。

1.2.2硫化氫腐蝕

研究發現，鋼材中所含的 Al，Ti，Cu，V 和 Ca 等元素能提高鋼材對H2S 的耐腐蝕性，而 Mn，S，P，Ni 和 N 等元素能夠促進H2S對鋼材的腐蝕，加劇腐蝕程度。由于 H2S 在水中的溶解度很高，H2S 溶于水便立即電離使水呈酸性，在潮濕環境下對鋼材產生腐蝕破壞作用。在酸性介質下，H2S的存在，加速了鐵離子的溶解，為腐蝕產物提供 S2-，在鋼材表面生產鐵和硫的化合物。影響 H2S 腐蝕的因素有 H2S 含量，pH 值，溫度，溶液中Cl-含量和氧濃度等。

1.3儲罐底板腐蝕

儲罐底板分內表面和外表面，由于儲罐內儲存的污水中一般含有大量的酸性物質，從而對罐底產生一定的化學腐蝕。化學腐蝕的產物將繼續留在污水中，使得腐蝕產物、水、罐底材料三者之間共同形成原電池，產生電化學腐蝕。另外，由于土壤中含有大量的雜散電流和腐蝕性成分， 會使得罐底從外部開始腐蝕，其中，腐蝕性成分和土壤中的水一起對罐底產生化學腐蝕和電化學腐蝕，而雜散電流的存在，將加速原電池的產生，同時，雜散電流將破壞罐底的保護膜，即起到促進腐蝕的作用。

2污水處理罐防腐蝕處理措施

2.1污水處理罐內防腐措施

引起儲罐內腐蝕的主要介質是污水，選用涂層法可以有效防止腐蝕介質與罐體接觸。一般采用耐油、耐腐蝕、防水、耐沖擊、抗老化、附著性能優異的涂料作表面涂層保護。經長期實驗和現場試驗調研，選擇環氧涂層作為污水儲罐內涂材料能起到較好的防腐效果。該涂層具有以下特點：（1）附著力極好。在固化過程中活潑的環氧基能與界面金屬原子反應形成極為牢同的化學鍵，增強了涂層與基材的附著力，提高了涂層的整體耐腐蝕性能。（2）耐磨性和耐腐蝕性強。主鏈結構中的醚鍵具有較高的化學穩定性，涂層抗酸、抗堿性能好，具有較高的耐溫性。

2.2污水處理罐外防腐措施

對罐頂表面涂具有耐酸、耐水、抗滲、抗老化防銹底漆和面漆，而對有保溫結構的罐壁則需在罐的上、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。對罐壁底部防腐時，在罐壁和邊緣板上澆熱石油瀝青進行防護。如果罐基礎比周圍地面低，還應設集水槽，及時將雨水通過排水溝排走，保持干燥環境。

2.3采取陰極保護措施

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，裸漏的金屬成為陽極.涂層形成陰極而產生局部腐蝕電池，進而使涂層受到更嚴重的破壞。因此采取單獨的涂料保護，其防護效果并不十分理想，應加強污水處理罐的陰極保護工作，采取涂層與陰極保護聯合防護，使裸漏的金屬獲得集中的電流保護，彌補涂層防護的不足，從而延長污水處理罐防護層及儲罐的使用壽命。

3 結束語

綜上所述，污水處理罐在長期使用過程中，受到諸多因素的影響，容易出現腐蝕問題，不但縮短了污水罐的使用年限，而且增加了污水罐的損壞率，使其無法對污水進行有效的儲存。因此，相關企業要有計劃的對罐體腐蝕情況進行檢查，發現問題及時采取處理措施。由于罐體不同部位，腐蝕機理不同，所以，采用的防腐措施也有所差別。相關企業需要根據其腐蝕機理，有針對性的選用防腐措施，有效降低罐體腐蝕發生的幾率，從而最大限度的延長其使用壽命。

參考文獻：

[1]劉成根.含硫污水罐的腐蝕與防護及安全運行[J].石油化工設備技術，2004，25（6）：37-39

[2]孫麗麗. 污水罐腐蝕原因分析及防腐建議[J]. 石油化工設備技術， 2014， 05：37-39+6.

[3]王巍，牟義慧.煉油廠污水管道內壁防腐方案分析與選擇[J].管道技術與設備，2007（3）：36-38

[4]李冬如. 大型常壓儲罐內表面腐蝕成因分析[J]. 廣東化工， 2014， 8， 125-126.

[5]汪士蓮. 石油儲罐的腐蝕及防護情況[J]. 石油化工腐蝕與防護， 2011， 28（4）：12-16.

作者簡介：

岳云雪（1978-）女，遼寧錦州人，工程師，從事設備管理工作。