張千琴

【摘 要】 本文通過對(duì)我國原油儲(chǔ)罐的腐蝕以及其中存在的問題進(jìn)行分析，并提出一些措施來對(duì)其進(jìn)行有效的防護(hù)，期望能更好的促進(jìn)原油儲(chǔ)罐安全管理。

【關(guān)鍵詞】 原油；儲(chǔ)罐；防護(hù)

引言：

我國的原油儲(chǔ)罐建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。在大型港口、石油化工企業(yè)和大型油庫中，原油儲(chǔ)罐是原油儲(chǔ)存的重要設(shè)備之一，但是原油儲(chǔ)罐的腐蝕問題一直是制約原油儲(chǔ)罐使用壽命的主要因素，一旦出現(xiàn)因腐蝕造成的原油泄漏，不僅會(huì)嚴(yán)重的危害環(huán)境，還有可能帶來重大火災(zāi)或者爆炸事故，從而影響正常的生產(chǎn)和生活。因此采取有效措施，防止原油儲(chǔ)罐的腐蝕是原油儲(chǔ)罐維修保養(yǎng)過程中非常重要的工作。本文就原油儲(chǔ)罐腐蝕的主要原因進(jìn)行了討論，并且對(duì)原油儲(chǔ)罐的防腐措施提出了自己的建議。

一、原油儲(chǔ)罐罐底板腐蝕原因

（一）油罐儲(chǔ)油部位的腐蝕

一般，與原油有直接接觸的罐壁不會(huì)出現(xiàn)腐蝕，但是在特殊情況下也會(huì)有腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。但是該部分的腐蝕速率比較低，因此，短期不會(huì)造成原油儲(chǔ)罐的穿孔。另外，油品內(nèi)核油面上部有一定的氧濃度差，當(dāng)氧濃度差較大時(shí)會(huì)造成原油儲(chǔ)罐的腐蝕。一般在進(jìn)行油罐倒灌、循環(huán)攪拌時(shí)會(huì)增加氧濃度差，從而加快原油罐壁的腐蝕。

（二）H2S，C02，02影響

由于空氣中的C02、02，很難擴(kuò)散到儲(chǔ)罐內(nèi)底板上的的沉積水層中，因而在罐底部它們的含量較小，但不能說罐底部是完全的厭氧環(huán)境，因?yàn)?，原油在出油和付油過程中會(huì)帶如一定的空氣，所以在研究中這項(xiàng)因素也不可忽略。目前研究發(fā)現(xiàn)HS氣體是儲(chǔ)氣體腐蝕因素中發(fā)揮作用最大的。該種氣體會(huì)在水中稀釋成弱酸，并能分解形成具有腐蝕性。同時(shí)不可忽視的是H2S能作為催化劑，促進(jìn)鋼對(duì)陰極還原過程所形成的氫吸收，致使高強(qiáng)度鋼發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕。同時(shí)硫化合物溶解后能形成硫化物酸，被定性為強(qiáng)度最高的腐蝕性硫化物。

（三）氧濃差的影響

由于沉積水中存在大量的污泥、腐蝕產(chǎn)物等污垢，這些污垢下存在縫隙，而縫隙內(nèi)外存在氧濃度的差異，在縫隙外相對(duì)富含氧區(qū)因氧濃度高電子易被吸收，而縫隙內(nèi)相對(duì)貧氧區(qū)因氧濃度低電子不易被吸收，造成貧氧區(qū)電位較負(fù)成為陽極發(fā)生溶解反應(yīng)，富氧區(qū)電位相對(duì)貧氧區(qū)較正而成為陰極，從而在縫隙內(nèi)外形成氧濃度差電池，造成油污和腐蝕產(chǎn)物下的垢下腐蝕。盡管富氧區(qū)隨著反應(yīng)的進(jìn)行氧濃度會(huì)逐漸降低，但隨著原油罐內(nèi)原油不斷的收發(fā)，新的氧會(huì)不斷加入使氧濃度差腐蝕繼續(xù)維持下去。其腐蝕反應(yīng)如下：

Fe→Fe2++2e陽極反應(yīng)

H2O+1/2O2+2e→2HO2陰極反應(yīng)

Fe2++HO-→Fe（HO）2總反應(yīng)

二、加強(qiáng)原油儲(chǔ)罐罐底板腐蝕防護(hù)的措施

（一）涂層防護(hù)法

由于原油在流動(dòng)過程中與管壁發(fā)生摩擦產(chǎn)生靜電，隨著原油進(jìn)入原油儲(chǔ)罐。在儲(chǔ)罐中油品與油品及油品與罐壁的摩擦也會(huì)產(chǎn)生靜電。若采用普通的絕緣覆蓋層，因覆蓋層的電阻率很高靜電無法釋放，容易導(dǎo)致事故。因此原油罐一般采用導(dǎo)靜電材料進(jìn)行防腐。但對(duì)于原油儲(chǔ)罐的底板及第一圈壁板，則不選用導(dǎo)靜電材料。因?yàn)樵凸薜撞康某练e水中含有大量的電解質(zhì)，具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。而且安裝了陽極塊，陽極塊與底板焊接在一起，即使有靜電，也可以從陽極塊導(dǎo)出。相反，若采用導(dǎo)靜電材料，由于原油罐底部存在沉積水，導(dǎo)電材料中的石墨導(dǎo)電粒子和儲(chǔ)罐底板形成許多微電池，從而使罐底板發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此外，導(dǎo)靜電材料還會(huì)造成陽極塊加快腐蝕，使陽極塊過早反應(yīng)溶解而失去陰極保護(hù)作用。根據(jù)《鋼制石油儲(chǔ)罐防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（GB50393-2008），該原油儲(chǔ)罐底板內(nèi)表面和油水分界線以下（1.5米高）的壁板內(nèi)表面采用絕緣型防腐蝕涂料；底漆采用環(huán)氧類涂料，中間漆采用厚漿型環(huán)氧玻璃鱗片、厚漿型環(huán)氧云母類等防腐蝕涂料，面漆采用耐酸堿、耐鹽水、耐硫化物、耐油和耐溫的防腐蝕涂料。

（二）合理的結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)

處理需要滿足工藝要求之外，原油儲(chǔ)罐在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何盡量的減少腐蝕條件的出現(xiàn)，從而有效的避免由于出現(xiàn)死角或者因?yàn)榱魍ú粫吃斐傻母g現(xiàn)象出現(xiàn)。另外，在進(jìn)口處的設(shè)計(jì)上要充分考慮如何降低沖蝕造成的腐蝕。對(duì)于新設(shè)計(jì)建造的油罐，可以采用外浮頂油罐儲(chǔ)油技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效的將硫化氫等含硫氣體去除，從而降低了硫腐蝕的出現(xiàn)概率。

（三）陰極保護(hù)

一方面對(duì)于大面積基體金屬，單獨(dú)使用涂層能夠起到一定的保護(hù)作用，然而涂層一旦存在缺陷，該部位的金屬不但不能得到保護(hù)，還容易形成大陰極小陽極，促使破損處的腐燭。因此，單獨(dú)使用涂層防腐，效果并不理想的。另一方面如果單獨(dú)使用陰極保護(hù)，則耗電量太大，也不經(jīng)濟(jì)。原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板采用涂層和陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)方法，針對(duì)防腐燭層缺陷等處暴露金屬表面上進(jìn)行集中的陰極保護(hù)，目前是最經(jīng)濟(jì)、最佳的保護(hù)形式。聯(lián)合保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）縮短陰極極化的時(shí)間，降低陰極保護(hù)電流密度；（2）改善電流分布，擴(kuò)大保護(hù)范圍；（3）延長防腐燭涂層正常工作壽命。國外儲(chǔ)罐罐底對(duì)新罐基本上都采用涂層和陰極保護(hù)聯(lián)合防腐。針對(duì)該方法從理論到實(shí)際都有詳細(xì)介紹，而且了附錄中還給出美國《地下儲(chǔ)罐（UST）陰極保護(hù)NACERP0285》標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板的內(nèi)、外側(cè)的陰極保護(hù)做了較詳細(xì)的分析，認(rèn)為涂料加陰極保護(hù)是最為經(jīng)濟(jì)有效的腐燭防護(hù)措施。這一點(diǎn)別的文獻(xiàn)也認(rèn)可。分析了某分公司003#原油儲(chǔ)罐單采用犧牲陽極保護(hù)的優(yōu)越性。其實(shí)涂料加陰極保護(hù)技術(shù)并非無慵可擊。就描述了使用該技術(shù)的儲(chǔ)罐腐燭的情況。

（四）涂料與犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)

對(duì)于涂料與犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)，這個(gè)必須單獨(dú)使用涂料來防止罐底腐蝕，因?yàn)橥繉佣紩?huì)不同程度存有小孔或者縫隙，受沉積水的長久侵泡會(huì)產(chǎn)生老化，進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)生龜裂、剝離現(xiàn)象，這樣裸露的金屬就會(huì)形成小陽極，而在有涂層的地方就會(huì)成為大陰極，最終形成細(xì)微的腐蝕電池，從而導(dǎo)致原油儲(chǔ)罐罐底板產(chǎn)生嚴(yán)重的坑蝕。從這里可以看出，僅僅單獨(dú)使用涂料的話，效果并不好。如果把涂料和犧牲陽極結(jié)合在一起聯(lián)合護(hù)，那么原油儲(chǔ)罐中暴漏出的金屬就能得到集中的電流保護(hù)，這一方法能夠消弭涂層的缺陷，這也是對(duì)原油儲(chǔ)罐罐底板進(jìn)行防護(hù)最直接管用的措施。當(dāng)然，對(duì)支柱連接處的底板，因?yàn)闆]有辦法進(jìn)行涂刷，就需要用到其他的措施了。

（五）油罐外防腐蝕

一般對(duì)罐頂表面采用涂敷防銹底漆和銀粉面漆的方法即能保護(hù)鋼板免受腐蝕。該種防腐層具有耐酸、耐水、抗?jié)B、抗光老化的優(yōu)良性能。對(duì)有保溫結(jié)構(gòu)的罐壁采用“上遮，下斷、中防滲”的防護(hù)方法，即：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(jìn)入保溫層。對(duì)罐壁底部防腐蝕時(shí)，需先將罐壁底部打開20cm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澆涂熱石油瀝青進(jìn)行防護(hù)。這樣，使罐壁始終處于一個(gè)干燥環(huán)境中，即使有雨水進(jìn)入保溫層，也可以很快排出。如果油罐基礎(chǔ)比四周地面低，則還應(yīng)在油罐周圍設(shè)集水槽，及時(shí)將雨水通過排水溝排走，保持干燥環(huán)境。

（六）罐底內(nèi)表面

其腐蝕形貌為點(diǎn)蝕。主要原因是罐底積聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量的富氧離子，成為較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。加上油中固體雜質(zhì)和油罐腐蝕產(chǎn)物大量沉積于罐底它們與油罐罐底有不同的電極電位，這就形成了腐蝕電池，產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕。

三、結(jié)束語

原油對(duì)推動(dòng)我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及社會(huì)的發(fā)展起到了不可替代的作用。因此，原油儲(chǔ)罐的防護(hù)工作也是至關(guān)重要的，本文對(duì)原油儲(chǔ)罐的防護(hù)進(jìn)行了研究與分析，希望能對(duì)我國原油儲(chǔ)罐安全問題提供可行的建議。

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