油罐內(nèi)部防腐.doc

1、油罐所儲存的油品往往含有氫、硫酸、有機和無機鹽以及水分等腐蝕性化學物質(zhì)，加上罐外壁受環(huán)境因素影響，油罐的壽命會大大縮短。如果不能對金屬油罐進行及時的防腐處理，輕則表面腐蝕并對油品造成污染，使油品膠質(zhì)、酸堿度、鹽分增加，影響油品質(zhì)量；重則因腐蝕使油罐穿孔造成油品泄漏，不但形成能源浪費、污染環(huán)境，而且容易造成火災、爆炸，其危險性可想而知。因此，對油罐的腐蝕種類、腐蝕的主要部位、腐蝕機理等進行分析研究，采用合理的、先進的、經(jīng)濟的防護方法，對金屬油罐進行防腐蝕處理是非常必要的。油罐的腐蝕種類1、化學腐蝕。主要發(fā)生在干燥環(huán)境下的罐體外壁，一般腐蝕程度較輕；2、濃度腐蝕。主要發(fā)生在油罐內(nèi)壁液面以下，是由氧

2、的濃度差引起的；3、原電池腐蝕(電化學腐蝕)。主要發(fā)生在罐底、罐壁和罐頂，是油罐內(nèi)部最主要、最嚴重、危害最大的一種腐蝕；4、硫酸鹽還原菌及其他細菌引起的腐蝕。主要發(fā)生在罐底；5、摩擦腐蝕。主要發(fā)生在浮頂罐的浮動伸縮部位。油罐的腐蝕機理重質(zhì)油罐主要包括原油罐、污油罐和各類專用潤滑油、專用燃料油罐等。油罐的腐蝕主要是由于重質(zhì)油中的無機鹽、酸、硫化物等對鋼鐵造成的腐蝕。此類油罐腐蝕最為嚴重的部位是罐底部分。由于罐底水含有厭氧細菌(硫酸鹽還原菌)、有機物、硫酸鹽、氧在這些油品中的溶解度很低，罐底水處于缺氧狀態(tài)，正好是硫酸鹽還原菌生存的適宜環(huán)境，因而上述較重油品儲罐罐底內(nèi)部腐蝕是以酸腐蝕和硫酸鹽還原菌引

3、起的坑蝕為主。其次是水、油界面部位的腐蝕，油、氣界面的腐蝕也較嚴重，頂部氣相腐蝕則較輕。輕質(zhì)油品主要包括汽油、煤油、柴油等。這類油料儲罐的罐體外壁容易發(fā)生化學腐蝕，油罐內(nèi)部則容易發(fā)生其余幾種形式的腐蝕。由于氧在輕油中的溶解度很高，一部分溶解氧可以進入罐底水中，所以罐底仍存在輕度的電池微腐蝕和氧濃差電池腐蝕。而且這類油料儲罐的具體腐蝕情況也隨介質(zhì)的不同而有所差異。汽油中加的四乙基鉛，煤油中加的硫化物和抗靜電劑等對碳鋼都有腐蝕作用。汽油罐頂部和汽油氣液界面腐蝕較嚴重，而這些部位煤油引起的腐蝕較次之，柴油腐蝕輕微，底部水相腐蝕也較輕。無論是重質(zhì)油罐，還是輕質(zhì)油罐，其頂部腐蝕的主要原因都是由水蒸氣、空

4、氣中的氧及油品中的揮發(fā)性硫化氫造成的電化學腐蝕，對某些油品而言，這種腐蝕顯得更加嚴重一些；而罐壁氣液交替部位的腐蝕主要是由于氧的濃度差電池引起的，氧濃度高的部位為陰極，氧濃度低的部位為陽極；罐底腐蝕主要由于罐底鋼板直接與罐底水層相接觸，而罐底水中含有各種水溶性鹽、酸，這些鹽和酸的水溶液都是電解質(zhì)，能夠產(chǎn)生局部電解過程，所以罐底部分是遭受腐蝕最嚴重的部位。油罐內(nèi)部的防護措施1、油罐材質(zhì)的選擇一般宜選用含碳量小于0.2%和硫、磷含量低于0.3%的鋼材。不同存儲介質(zhì)的油罐應選用不同的不銹鋼材質(zhì)。2、適當增加腐蝕嚴重部位的鋼材厚度適當增加腐蝕嚴重部位如罐底和罐頂?shù)暮穸瓤梢蕴岣叻栏芰?，但不應超過鋼板總

5、厚度的20。3、采用陰極保護法油品沉積污水介質(zhì)中含鹽量高，腐蝕性成分多，致使儲罐底部受到嚴重的腐蝕，多年實踐證明，犧牲陽極陰極保護可以減緩與沉積污水介質(zhì)相接觸部分表面的腐蝕。一般采用壓制帶狀陽極在罐底環(huán)狀布置和罐壁下部均勻分布作犧牲陽極。在實際應用中通常犧牲陽極陰極保護與涂料聯(lián)合使用，將更經(jīng)濟、取得更好的保護效果。4、熱噴涂復合防護層把噴涂的金屬原料在高溫下熔化，用壓縮氣體或其他惰性氣體將熔化的金屬吹成霧狀，迅速地噴射到預先準備好的金屬物體表面上，這些細小的金屬顆粒在飛射過程中是處于熔化狀態(tài)，當撞到被噴射的物體表面后，立即變形、伸平并迅速冷卻，緊緊地嵌附在被噴涂物體的表面，連續(xù)噴射便形成噴涂層

6、。在經(jīng)過熱噴后鋁的鋼基組織表面形成了0103mm 的噴涂層，該保護層可以經(jīng)受住典型的工業(yè)大氣及高溫考驗，能有效地隔絕腐蝕介質(zhì)的滲透，防止鋼基在介質(zhì)中的電化學腐蝕，鋁覆蓋層還能不斷地給鋼基提供犧牲陽極保護，從而保護金屬不受腐蝕。5、涂料防護從目前情況來看，對油罐內(nèi)部防腐，國內(nèi)外大都采用涂料進行防護。要求涂料具有良好的耐油性，在-3050范圍內(nèi)能耐原油、汽油、柴油、煤油、渣油、含油污水等介質(zhì)的腐蝕。同時涂料還應具有良好的抗靜電性能，為此防腐涂料中往往需加入導靜電填料，使涂料的體積電阻率降低。除此之外，防腐涂料還應具有良好的物理機械性能，如附著力強、常溫固化、不龜裂、施工方便等。國外非常重視油罐防腐

7、工作，日本通過對3042臺油罐防腐調(diào)查，大部分采用環(huán)氧涂料、環(huán)氧煤焦油涂料、玻璃鱗片涂料、鋅粉涂料用于油罐防腐，使用壽命710年，涂層厚度一般為0.40.7mm。國內(nèi)目前常用的儲罐涂料主要有環(huán)氧樹脂、聚氨酯、無機富鋅、有機富鋅、玻璃鱗片涂料等。一般國內(nèi)常用的油罐涂料品牌有：8701環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料、th一4硅酸鋅耐油防銹涂料、h一99環(huán)氧抗靜電涂料、環(huán)氧漆酚耐蝕抗靜電涂料、聚氨酯抗靜電涂料、ep一67環(huán)氧樹脂玻璃鱗片防腐蝕涂料。2.1 涂料防護從目前情況來看，對油罐內(nèi)部防腐，國內(nèi)外大都采用涂料進行防護。要求涂料具有良好的耐油性，在-3o5o范圍內(nèi)能耐原油、汽油、柴油、煤油、渣油、含油污水等介

8、質(zhì)的腐蝕。但是，油品在貯運過程中，因摩擦而產(chǎn)生靜電荷，石油制品易于積聚靜電荷。靜電壓隨靜電積累而升高，有可能高達1okv以上，由于靜電放電而引起火災，爆炸事故。因此，國家標準(gb13348)規(guī)定：石油儲罐內(nèi)壁防腐蝕涂料必須具有良好的導靜電能力。涂料的體積電阻率應10 8歐姆米，并確定涂料對油品性質(zhì)無害。國內(nèi)從1990年代后期相繼推出抗靜電耐油防腐蝕涂料，基本上屬摻合型導靜電涂料。國內(nèi)目前常用的儲罐涂料主要有環(huán)氧樹脂、聚氨酯、無機富鋅、有機富鋅、玻璃鱗片涂料等。一般國內(nèi)常用的油罐涂料品牌有：8701環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料、th-4硅酸鋅耐油防銹涂料、h-99環(huán)氧抗靜電涂料、環(huán)氧漆酚耐蝕抗靜電涂料、

9、pu-91聚氨酯抗靜電涂料、ep-67環(huán)氧樹脂玻璃鱗片防腐蝕涂料。除此之外，防腐涂料還應具有良好的物理機械性能，如附著力強、常溫固化、不龜裂、施工方便等。國外非常重視油罐防腐工作，日本通過3052臺油罐防腐調(diào)查，大部分采用環(huán)氧涂料、環(huán)氧煤焦油涂料、玻璃鱗片涂料、鋅粉涂料用于油罐防腐，使用壽命7-loa，涂層厚度一般為0.4-0.7mm。其中玻璃鱗片涂料40.2%，環(huán)氧涂料占27.7%；環(huán)氧煤焦油涂料占10.1%；鋅粉涂料占10.3%，其他涂料占11.7%。 美國石油學會（api）1991年發(fā)布的api rp652-地面石油儲罐防腐蝕涂層技術標準，經(jīng)過對30家涂料廠家近50個產(chǎn)品進行試驗室加速試

10、驗評價，選出25個適用產(chǎn)品，作為推薦使用產(chǎn)品，薄層（厚度在500微米以內(nèi)）：主要環(huán)氧煤焦油涂料、環(huán)氧酚醛涂料、環(huán)氧-胺、環(huán)氧-聚酰胺等涂料系統(tǒng)。厚層涂料（厚度大于500微米）的有：玻璃鱗片加強的乙烯基樹脂涂料、環(huán)氧樹脂以及間苯二甲酸酯涂料等。對于新建油罐進行內(nèi)防腐處理時推薦厚度為900-1400微米，而出現(xiàn)腐蝕的舊油罐建議厚度2000-3000微米。中國石油儲罐防腐剖析索雙富等引言十幾年來我國的許多港口及煉油廠建立了大量的儲油設施，這些設施的可靠運行對高效生產(chǎn)及環(huán)境安全有直接關系。而油罐的腐蝕使油品中摻入鐵銹等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)加速了內(nèi)燃機和其它機械摩擦副的磨損。因此油罐防腐越來越受到重視。由于中

11、國地域廣闊，氣候環(huán)境存在巨大差異，一年四季中氣溫、空氣的濕度、太陽的輻射強度、工業(yè)化程度等也有巨大差別，各地煉油廠的中小型儲油設備采用了多種多樣的防腐措施，各種常用的防腐措施幾乎均能在我國的儲油設施中見到。下面首先分析儲油罐的腐蝕機理，然后綜述中國儲油罐常用的防腐技術，最后介紹電弧噴涂長效防腐技術，這種復合涂層可為油罐提供20年以上的有效保護。一、油罐腐蝕現(xiàn)象及腐蝕機理1.油罐的腐蝕現(xiàn)象中國某石油基地，自1976年投產(chǎn)以來，先后建成各類油罐95座，總容積60萬m3，大部分油罐投入使用前內(nèi)壁用紅丹粉、外壁用調(diào)和漆進行防腐處理，經(jīng)測試，各種油罐不同部位的腐蝕速率見表1。由表1可以看出，輕質(zhì)油罐的腐

12、蝕速率一般大于中、重質(zhì)油罐的腐蝕速率；輕質(zhì)油罐頂部氣液相交界處腐蝕速率大于表1 油罐不同部位的腐蝕速率mm/a油罐部位油罐類別罐底(內(nèi)表面)油相罐壁油氣或油水兩相交界處油罐頂部輕油油罐0.10.20.10.30.50.30.4重油油罐0.20.10.30.50.30.4石腦油罐0.10.10.30.50.30.4汽油罐0.10.10.30.50.30.5柴油罐0.10.10.10.20.12渣油罐0.10.20.10.10.20.2重油罐0.10.20.10.10.20.2原油罐0.20.30.10.20.30.10.2罐壁。另外，油罐氣相部位的腐蝕一般為均勻腐蝕，而罐底則為不均勻的點蝕；油罐

13、內(nèi)壁比外壁的腐蝕速度高；當油罐所處環(huán)境空氣濕度大，四季溫差大，空氣中氯離子、二氧化碳、硫化物含量高時，則油罐腐蝕速率大。2.油罐的腐蝕機理(1)油罐氣相部位 以化學腐蝕為主，氣相部位基本上均勻腐蝕，這是因為油料中揮發(fā)出的酸性氣體h2s、hci，外加通過呼吸氣閥進入罐內(nèi)的水分、氧氣、二氧化碳、二氧化硫等腐蝕氣氛在油罐上凝結成酸性溶液，導致化學腐蝕的發(fā)生。(2)油罐儲油部位 該部位腐蝕速率低，一般不會造成特殊危險。但是應指出氣相、液相交界處，即干濕交界處環(huán)境潮濕富氧，具備電化學腐蝕的兩大基本要素。(3)罐底內(nèi)表面 其腐蝕形貌為點蝕，主要原因是罐底積聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量富氧離子，成為較強的

14、電解溶液，產(chǎn)生化學腐蝕；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)生了電化學腐蝕。罐底外表與土壤電解質(zhì)接觸，其腐蝕速率約為0.8mm/a。二、油罐常用的防腐方法油罐的防腐可以分為兩類，一類是新建油罐的防腐；另一類是舊油罐的修復防腐。這里僅討論新建油罐的防腐問題。由于油罐內(nèi)部與外部的腐蝕機理有一定的差異，因而采取的防腐措施也不一樣，理想的設計是各個部位同壽命；但由于具體情況差異很大，一般對油罐的內(nèi)壁分為三部分，即底部、中部和頂部；罐體外部可分為兩部分，既罐地板與底部及罐體側部與頂部。油罐外壁常用防腐方法主要有：(1)石油瀝青防腐涂層。(2

15、)硬質(zhì)聚胺脂泡沫塑料制作的防腐保溫層，介質(zhì)溫度100。(3)塑料膠粘帶防腐層，溫度70，涂層為一層底膠+兩層塑料膠粘帶+一層外保護層的復合結構。(4)環(huán)氧瀝青防腐涂層。用于油罐內(nèi)壁防腐方法很多，如表面鍍、滲相應的耐腐蝕材料、水泥沙漿襯里、噴刷防腐涂料等。近年油罐內(nèi)壁制備噴鋁復合涂層技術也已成熟，受到了用戶歡迎。但當前中國油罐內(nèi)壁多采用防腐涂料。因為成品油是有機高絕緣性物質(zhì)，油料在流動、過濾、攪拌、噴射、灌注等過程中，可能產(chǎn)生靜電荷，攜帶靜電荷的流體進入儲罐后，則發(fā)生電荷的積聚，引起電位的升高，該電位是否會上升到超過安全極限值，取決于油料中靜電荷是否能夠迅速釋放，否則由于靜電荷的積聚，可能發(fā)生火

16、災或爆炸事故。因此，所選涂料除應具有良好的耐油、耐水性，附著力強，柔韌性好，抗沖擊，抗老化等性能外，還必須滿足gb13348-92液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程及中國石化總公司(91)生字224號文件對油罐內(nèi)壁防腐涂料應低于108m的要求。為獲取理想的油罐內(nèi)壁涂料，近十幾年來，中國許多科研生產(chǎn)單位進行了大量研究工作，取得了豐碩的成果，現(xiàn)已研制出近20種抗靜電涂料，如1900聚氨脂導電漆、pu-91-2彈性導靜電防腐涂料、036-3導靜電耐油防腐涂料、sfz-909導靜電防腐涂料、he52-5耐油防靜電防腐涂料。三、電弧噴涂復合涂層油罐的設計壽命一般為20年，采用漆類防腐不能達到防腐層同油罐的設計壽命

17、相一致，在我國的重腐蝕區(qū)，這類涂層的壽命僅為35年，甚至更短。因此近年能長效防腐的電弧噴涂復合涂層得到了廣泛的應用，采用這種涂層可以做到防腐層同油罐的設計壽命相一致，大大節(jié)約油罐的維護費用，提高設備的利用率，減小由于設備維護造成的減產(chǎn)或停產(chǎn)。電弧噴涂復合保護層能夠有效地保護儲油罐的內(nèi)壁，特別是陰極保護不能實現(xiàn)的部位，在油罐的內(nèi)壁氣相腐蝕部位，采用電弧噴涂鋅做基礎，外部涂覆抗靜電封閉劑，在海洋大氣及工業(yè)大氣復合污染的環(huán)境下，采用鋁基復合涂層，能夠使外壁獲得長效抗腐蝕保護。1.電弧噴涂復合涂層的保護機理在電弧噴涂的鋅、鋁涂層上再涂覆封閉涂層(有時為了外觀效應，可增涂任何色彩的油漆)，形成的復合保護

18、涂層對機體有雙重保護作用，一方面可以像涂料那樣把機體同腐蝕環(huán)境隔離開，另一方面鋅、鋁的電解電位比鋼鐵低，因此涂層對機體有陰極保護作用。鋅、鋁涂層有如下三個特點：(1)鋅、鋁涂層與鋼鐵在同一腐蝕環(huán)境中，其腐蝕速率比鋼鐵低，這樣在鋼鐵機體上噴涂較薄的一層zn、al，其耐腐蝕性比鋼鐵年限長許多。(2)鋅、鋁涂層在一定腐蝕環(huán)境下穩(wěn)定性良好，如九個月海水中浸泡實驗表明，鋅的電極電位波動僅30mv，純鋁的電極電位變化要大一些，但純鋁表面能形成一層牢固的氧化物薄膜，阻止腐蝕的進一步進行。(3)鋅、鋁涂層較鋼鐵有更低的腐蝕電位，對油罐內(nèi)壁鋼鐵機體起到陰極保護作用。2.電弧噴涂復合保護涂層的設計電弧噴鋅涂層、噴鋁涂層、噴鋅鋁合金涂層均可應用于油罐的防腐保護，但在海洋大氣中以鋁涂層為好。在綜合實驗數(shù)據(jù)的基礎上，得出噴鋁涂層壽命經(jīng)驗公式為t=(0.64w)/(d)式中 t設計壽命，aw涂層的厚度，md