李延軍，盧少俊

（1.中國石油廣西石化公司；2.廣西中石油儲備油有限公司，廣西 欽州 535008）

近年來，隨著我國對能源戰(zhàn)略的高度重視，不斷開展大型石油儲備基底，單個原油儲罐的容量正在增加，其設(shè)計和施工技術(shù)也需要專家的嚴格評估。為了保證儲罐的長期安全運行要求，還需要提高儲罐的防腐質(zhì)量。在我國相關(guān)文件中規(guī)定了對儲罐涂層壽命的要求，實際儲罐的防腐蝕質(zhì)量會受到多種因素影響，合理控制防腐施工中的各種影響因素，有效保證防腐質(zhì)量，延長其使用壽命，確保儲罐的安全運行。

1 儲罐腐蝕狀況分析

1.1 油罐外表面腐蝕

油箱外表面腐蝕嚴重，尤其是邊緣板。其腐蝕形式主要為均勻腐蝕變薄，數(shù)千層餅狀腐蝕產(chǎn)物。邊緣板表面有腐蝕坑，下表面與水泥罐基礎(chǔ)有裂縫和縫隙腐蝕。腐蝕減薄程度較重，不斷向罐壁發(fā)展，對油罐安全會產(chǎn)生不利影響，由于邊緣板腐蝕容易引發(fā)油罐失效。

1.2 外浮頂支柱對罐底影響

外浮頂支柱對罐底板造成損害會導致儲罐失效，如儲罐底板腐蝕穿孔導致儲罐泄漏，支柱與儲罐底板接觸處易出現(xiàn)穿孔缺陷。柱相應位置底板腐蝕的原因一方面是缺乏涂層保護。在儲罐的施工和維護過程中，浮板柱未壓緊儲罐底板表面，該部位無法進行涂刷腐蝕施工。另一方面則是支柱沖擊底板，儲罐在付油過程中存在原油庫存不足的情況，使得實際油位比起伏液位低，在運行中浮盤支柱會沖擊底板。

1.3 罐底板腐蝕

儲罐罐底板腐蝕現(xiàn)象是比較普遍的，其腐蝕特征基本一致，主要就是坑蝕表現(xiàn)。產(chǎn)生罐底板坑蝕主要有以下幾方面原因。

（1）原油沉積水腐蝕，原油中含有較高含量的H2S和硫醇等活性硫，同時開采和運輸原油的過程中，其中有海水混入，增加了原油儲罐沉積水的腐蝕性。防腐蝕層脫落之后，其金屬表面裸露與沉積水之間構(gòu)成微電池，原油中鈣、鎂和鈉離子等增加，使得沉積水電導率增加，腐蝕進度加快。腐蝕過程中，會生成氫氧化亞鐵，而在水中溶解氧養(yǎng)護作用下，進一步有氫氧化鐵生產(chǎn)，進一步氧化作用下生產(chǎn)紅色鐵銹，這種腐蝕現(xiàn)象從表面不斷向下擴展，會引發(fā)鼓包、分層，腐蝕進程中導致罐底板出現(xiàn)大面積腐蝕穿孔缺陷。

（2）細菌腐蝕。原油儲罐底部沉積水中有不少微生物存在，這些微生物會誘發(fā)腐蝕，其中有硫酸鹽還原菌引發(fā)的腐蝕最為復雜。在缺氧中性介質(zhì)中，由于硫酸鹽還原菌能促進陰極腐蝕過程，會加速鋼的腐蝕。在缺氧條件下，金屬腐蝕的陰極反應為氫離子還原過程，氫活化過電位高，陰極上僅覆蓋一層氫原子，而硫酸鹽還原菌會消耗掉氫原子，從而順利產(chǎn)生去極化反應。同時，原油管底水環(huán)境中，腐蝕性離子會協(xié)同作用加重腐蝕。

（3）底板外側(cè)典型氧濃差引發(fā)潰瘍裝腐蝕，其特征就是邊沿蝕坑數(shù)量少于中心，且很多模式都是大陰極、小陽極，局部的腐蝕速度較快。如存在雜散電流、基礎(chǔ)為海砂，則會導致腐蝕加快。

2 儲罐防腐蝕工程措施

2.1 儲罐邊緣板防護

在邊緣板防護中，可采用彈性聚氨酯與玻璃布結(jié)合使用作為防水材料，設(shè)計了完善的封閉式防水方案，切斷雨水等腐蝕性介質(zhì)侵入邊緣板的通道。施工時，腐蝕邊緣板應先除銹，達到一定程度后涂防銹底漆。如果儲罐底部邊緣板的表面狀況良好，則可省略該步驟。在邊緣板和儲罐基礎(chǔ)表面涂抹彈性聚氨酯，管壁而下形成斜坡，不需要加大厚度和坡度，要能夠?qū)⑦吘壈迳w住，保證散水以及表面彈性較好。鋪兩層玻璃布，如果寬度允許，只能鋪設(shè)一層。下層的下邊為距罐底面5 ～10cm，上層的上緣靠近罐壁，與彈性聚氨酯坡的距離約為10cm。繼續(xù)使用彈性聚氨酯，避免玻璃布存在縫隙，能夠良好附著罐壁、罐基礎(chǔ)各基面，表面平整、豐滿、有彈性。如果之后發(fā)現(xiàn)玻璃布與罐壁結(jié)合處存在縫隙，需及時涂刷補救處理。

2.2 強化支柱對應處底板防護

為解決塔體相應部位底板腐蝕嚴重的問題，可在儲罐的碳鋼加固底板上焊接不銹鋼板，在塔體底部水平焊接鋼板，從而增加立柱與底板的接觸面積，減小立柱在底板上形成的沖擊應力。同時，要加強儲罐的運行管理，嚴格遵守儲罐的運行技術(shù)規(guī)程，減少浮式液位以下儲罐的運行次數(shù)，避免浮板支柱對儲罐底部的沖擊。

2.3 罐底板內(nèi)側(cè)采用涂料與犧牲陽極聯(lián)合防護措施

在大型原油儲罐底板防腐蝕中，不少項目會采用涂料與犧牲陽極結(jié)合的聯(lián)合防護措施。根據(jù)相關(guān)規(guī)程，要求罐底板防腐層同時滿足原油浸泡下不變質(zhì)、耐化學性好、抗?jié)B透性強、與金屬表面附著力好、耐陰極剝離、耐儲存溫度等要求，應使用靜電涂層。但原油儲罐底板可采用絕緣涂料代替導靜電涂料。原油儲罐底部沉積水導電性強，安裝犧牲陽極塊。焊接陽極塊與底板一起，底板可在存在靜電的情況下從犧牲陽極塊衍生而來。相反，在使用導電靜電涂料時，由于儲罐內(nèi)有積水，導電靜電涂料中的碳導電顆粒與儲罐底板之間會有許多腐蝕性微電池，導致底板嚴重電偶腐蝕。此外，靜電導電涂層會加速犧牲陽極塊的溶解，陽極塊過早失去陰極保護。因此，可以采用犧牲陽極保護設(shè)計。犧牲陽極材料主要有三類，即鎂及鎂合金、鋅及鋅合金和鋁合金。鋁合金陽極無過保護及以上安全問題，使用壽命長。適用于含Cl-的電解液。二是犧牲陽極的安裝。儲罐底板噴砂除銹后，焊接犧牲陽極。犧牲陽極的扁鐵支架應與罐底板直接焊接，以保證良好的電氣連接，與底板的連接電阻應小于0.01Ω。為防止陽極表面在施工過程中被涂層粘附，施工過程中應使用塑料布覆蓋陽極表面。用砂紙和鋼絲刷清除陽極塊表面的污垢和焊接部位的焊渣，然后密封陽極支架，并用與罐底板相同的涂層焊接，厚度與罐底涂層相同。注意陽極周圍的工作表面，不要涂漆。

2.4 罐底板外側(cè)外加電流陰極保護

原油儲罐投運后，可采用底板陰極保護法，陽極可均勻布置在儲罐周圍，深井陽極可安裝在儲罐一側(cè)。通過對儲罐地電位的測量，判斷是否形成有效的陰極保護。原油灌區(qū)外加電流陰極保護系統(tǒng)，其中陰極保護系統(tǒng)主要組成就是直流電源、輔助陽極、電纜引線等，采用恒電位儀做直流電源，安裝電源控制柜。采用高硅鑄鐵輔助陽極，在土壤電阻率低的部位設(shè)置好，陽極使用立式深井埋設(shè)，控制好井深額輔助陽極填包料厚度。每具罐設(shè)計檢查井，并埋設(shè)檢查片與長效參比電極，埋設(shè)好電纜，直埋電纜上下鋪設(shè)沙層并設(shè)置蓋板保護，波浪形鋪設(shè)。

3 儲罐防腐蝕工程施工質(zhì)量管理措施

3.1 涂料控制

首先是涂料的選擇。在設(shè)計防腐蝕方案的過程中，設(shè)計者應考慮不同腐蝕部位的相應涂層，并考慮儲罐在汽蒸和清洗操作過程中的短期耐溫性。外防腐層應考慮大氣環(huán)境和紫外線輻射強度的影響。在采購涂料時，雙方應根據(jù)防腐技術(shù)條件制定技術(shù)協(xié)議，明確不同防腐部位所需的涂料類型、遍數(shù)和干膜厚度，并保證層間涂料的匹配。其次，油漆進場后，應向監(jiān)理人申請對各批次油漆進行檢驗，并提供產(chǎn)品合格證和出廠檢驗報告。在監(jiān)理人和業(yè)主見證下分別取樣，委托第三方檢測機構(gòu)對相關(guān)指標進行檢測，確保涂料的使用質(zhì)量。最后是涂層性能和使用要求。為確保操作人員掌握涂料性能和使用，防腐施工技術(shù)交底中應分別披露涂料性能和使用要求，由防腐蝕工程師結(jié)合施工方案，將不同防腐蝕部位涂料情況進行交底，明確涂裝環(huán)境、檢查要求、成品保護和安全操作等方面要求。并由供應商技術(shù)人員進行涂料性能技術(shù)交底，包括涂料性能、使用時間、配制、稀釋劑最佳用量和涂層養(yǎng)護等內(nèi)容，確保操作人員掌握其特點與使用要求。

3.2 防腐蝕施工過程控制

（1）鋼板表面處理，并非表面處理粗糙度越大越好，過于粗糙無法被涂料均勻浸潤，凹處有空氣殘留，水分會對漆膜附著力產(chǎn)生影響。波峰處漆膜比較薄，易產(chǎn)生針孔、返銹。因此最好將其粗糙度控制在45 ～70μm，使用潔凈壓縮空氣將噴砂后鋼板表面吹掃干凈。

（2）建立工序交接與報驗制度。表面除銹、涂層制備和涂層是不同的過程。涂層工藝監(jiān)督除銹質(zhì)量和涂層制備。在涂層制備過程中，監(jiān)督涂層過程中的涂層使用時間和重涂間隔。檢查合格并簽字確認后方可進行下道工序施工。工藝檢查適用于各種工序，如除銹質(zhì)量、漆膜厚度、隱蔽前檢查等。

（3）涂裝時間間隔控制。第一個是底漆涂層的時間間隔。鋼板的臨界腐蝕濕度一般為60%。如果大氣周期超過該臨界值，金屬表面將形成連續(xù)的水膜，以提高腐蝕速率。因此，表面處理和底漆涂層之間的時間應控制在4h 以內(nèi)，潮濕區(qū)域應控制在2h 以內(nèi)。第二個是各涂層的最大時間間隔。根據(jù)儲罐防腐施工情況，罐壁板和拱頂板應在噴丸和底漆涂裝后安裝，直至水壓試驗完成，并在保溫前涂覆下一層涂層。從第一道底漆到下一道底漆涂層將間隔幾個月，這不僅會污染涂層表面，而且在陽光下表面會不同程度地粉化，從而大大降低附著力。因此，各土層的間隔時間是影響儲罐防腐質(zhì)量的重要因素。一般，重涂土層間時間間隔為2h ～7d，并規(guī)定涂裝富鋅涂料后使用配套漆封閉避免長期暴露，控制好各道漆涂裝間隔時間。鋼板涂裝底漆后，應在規(guī)定時間內(nèi)完成中間漆、面漆的涂裝，拋丸鋼板可先涂裝底漆之后滾板、涂裝中間漆，以減少大氣對底漆的粉化、降解。

（4）重涂涂層表面處理。超過重涂涂層間隔時間，無論使用何種加涂涂料，均需表面拉毛、高壓淡水沖洗，以去除灰塵和污物，將長期暴露產(chǎn)生的表面降解層去除，保證層間附著力最佳。

（5）涂料配制熟化時間與使用期限。在配置多組分涂料后，只有達到固化時間后才能使用。超過規(guī)定的攪拌時間后，涂層表面不得使用，無論是否有任何變化。涂層的類型和溫度與固化時間和制備后的使用時間有關(guān)，應嚴格按照說明書操作。由專人負責配制涂料控制其使用時間，超限禁止使用。

（6）成品保護。預制儲罐應按照先預制后防腐的原則進行操作。底板、墻板、拱頂?shù)某P防腐工作應盡量在預制成型后進行。吊裝、運輸、焊接時應注意保護各部件的防腐層。

3.3 涂裝環(huán)境控制

環(huán)境中主要影響因素就是溫濕度，適合的涂裝環(huán)境溫度為10 ～30℃，濕度最好在80%以內(nèi)，一些涂料有特殊要求。比如無機富鋅涂料要加速固化，濕度適宜控制在50%，涂裝1 ～2h 后表面噴水加快固化，并且表面要保持濕潤到完成固化。

3.4 涂裝作業(yè)檢測

檢測指標。首先是表面粗糙度和可溶性氯化物。表面粗糙度可以用表面粗糙度儀測量，以40 ～75μM 為宜。罐內(nèi)表面可溶性氯化物和介質(zhì)滲透面積也應控制在合理范圍內(nèi)。第二個是漆膜的厚度。涂層后，應立即使用濕膜測厚儀測量濕膜厚度。由于它會很快干燥，此測量結(jié)果僅供參考。通過測量濕膜厚度，目的是控制干膜厚度和漆膜厚度的均勻性。干膜厚度可以用磁性測厚儀測量。按設(shè)計文件和規(guī)范要求控制干膜和總干膜厚度。三是電阻率和孔隙度。用電阻計測量電阻率，罐底板上表面和底圈壁板內(nèi)表面等絕緣型涂層面電阻率、浮盤外側(cè)和底面等導電型涂層面電阻率應合理控制。測定孔隙率為快速大面積完成檢測，可使用電火花檢漏儀，根據(jù)漆膜厚度設(shè)置測量電壓。

漆膜厚度檢測原則。按照相關(guān)規(guī)定，漆膜厚度測量時，原油儲罐、廢油儲罐、中間產(chǎn)品儲罐按“90 原則”執(zhí)行，產(chǎn)品儲罐按“85 原則”執(zhí)行，即允許試驗厚度的10 ～15%低于規(guī)定值，但不得低于規(guī)定值的90%和85%。儲罐不同使用部位采用的涂料種類和道數(shù)不同，一般涂裝道數(shù)為2 ～5 道。因此，在測量漆膜厚度過程中，首先測量和控制每層漆膜的干膜厚度，然后測量和控制總漆膜厚度。當前漆膜厚度超過或低于固定厚度時，不允許減少或增加后漆膜厚度。無機類涂料由于含有鋅、硅等元素，因此漆膜韌性較低，其漆膜厚度不宜太厚，以保證其韌性、附著力良好。

4 結(jié)語

儲罐防腐蝕工程施工質(zhì)量控制不容小覷，要嚴格按照規(guī)范和實際情況制定施工方案，嚴把各工序質(zhì)量關(guān)、加大儲罐檢測和監(jiān)測力度，不斷提升技術(shù)水平與管理水平，減少腐蝕問題，保障儲罐穩(wěn)定運行。