大型儲油罐內(nèi)腐蝕分析及防腐蝕措施

1、收稿日期:2004-01-30。作者簡介:李勇(1961-,1988年畢業(yè)于原中國石油天然氣管道職工學院儲運專業(yè),1996年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學經(jīng)營管理專業(yè),工程師?，F(xiàn)今在中石化管道儲運分公司從事輸油管理工作。大型儲油罐內(nèi)腐蝕分析及防腐蝕措施李勇徐偉(中國石化股份有限公司管道儲運分公司,江蘇徐州221008摘要:根據(jù)一些儲油罐運行后底部出現(xiàn)防腐蝕層脫落、導致罐底發(fā)生嚴重腐蝕和穿孔的現(xiàn)象,分析了油罐發(fā)生腐蝕的原因和機理,提出油罐內(nèi)防腐蝕應根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境和所儲油品的物理性質(zhì)合理選擇防腐蝕方案,并針對油罐設計、施工和管理提出了一些建議。關鍵詞:儲油罐腐蝕機理涂料犧牲陽極中圖分類號:TE985.7文獻標

2、識碼:B 文章編號:1007-015X (200405-0020-03臨滄輸油管道南起首站山東臨邑北至末站河北滄州,主要承擔將勝利原油和黃島進口原油混輸至津、京煉化企業(yè)的任務。然而滄州地處沿海地區(qū),以及輸送原油性質(zhì)的影響,許多大型儲油罐內(nèi)頂部、內(nèi)底板和底圈壁板發(fā)生嚴重腐蝕,造成罐內(nèi)防腐蝕層脫落和點蝕(大面積現(xiàn)象的發(fā)生,甚至導致某些儲油罐發(fā)生罐頂塌陷和罐底板穿孔漏油事故。由于儲油罐頂部和底部的更換、維修具有成本高、施工難度大和周期長的特點,因此對油罐內(nèi)部發(fā)生腐蝕的原因和機理進行探討是非常必要的。1腐蝕調(diào)查滄州站有10000m 3拱頂油罐6座。目前已對其中4座油罐進行了不同程度的大修,更換了1座儲

3、油罐底圈500mm 以下罐壁板、邊緣板和部分罐底板,其余3座儲油罐根據(jù)現(xiàn)場檢測情況,對腐蝕較嚴重的邊緣板和底板進行了部分更換和補板,并對油罐內(nèi)部采取了涂刷無機富鋅漆措施(油罐底板和底圈壁板500mm 以下處涂刷厚度為200m ,其余部分為140m 。然而大修僅2年左右時間,又發(fā)現(xiàn)其中一座油罐腐蝕穿孔漏油,另一座油罐經(jīng)檢查也發(fā)現(xiàn)較嚴重的腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)對2座油罐底部進行腐蝕檢測,發(fā)現(xiàn)腐蝕面積約為20%,并取每座油罐1000個檢測點進行檢測,平均每座油罐腐蝕點為603個(占油罐底部總面積35.2%,其中已穿孔腐蝕點6處,具體腐蝕檢測數(shù)據(jù)見表1。通過檢測發(fā)現(xiàn),腐蝕的部位主要是在油罐中心位置的罐底板,以及

4、原油進、出管路一側(cè)的邊緣板和底板,其它位置盡管有腐蝕但主要是腐蝕深度不大于1.0mm 的均勻腐蝕和銹斑,油罐壁板主要是在300mm 以下的部位發(fā)生腐蝕。從腐蝕情況分析主要是防腐蝕層脫落導致油罐底部發(fā)生腐蝕。油罐頂部也發(fā)生有防腐蝕層脫落現(xiàn)象,腐蝕主要發(fā)生在油罐頂部觀察孔和計量孔的位置。表1儲油罐底部腐蝕調(diào)查表腐蝕深度/mm 腐蝕點數(shù)/個底板壁板(500mm 以下部位5.06.0(未穿孔19>6.0(已穿孔62腐蝕原因分析從油罐投入使用后腐蝕情況分析,一方面原油中含有較堅硬的雜質(zhì),儲油罐在進油過程中由于流量較大、速度較高,原油在沖刷罐底板時易導致防腐蝕涂層脫落,使金屬裸露出來;另一方面由于原

5、油在進罐過程后速度得到減緩,原油中的雜質(zhì)和淤泥極易沉積在進油口一側(cè)。由于雜質(zhì)和淤泥的沉積阻礙了罐底脫水,使油罐底部的存水不易排出,油罐底部浸泡在酸性溶液中,將不可避免地導致防腐蝕涂料層發(fā)生脫落,使油罐底板發(fā)生腐蝕。專論石油化工腐蝕與防護C orrosion &Protection in Petrochemical Industry2004,21(520儲油罐內(nèi)部的腐蝕可分為大氣腐蝕和儲存介質(zhì)腐蝕。大氣腐蝕主要發(fā)生在拱頂油罐的內(nèi)頂部和油罐安全罐位以上的罐壁處。這是由于油罐中的原油溫度與空氣中的大氣溫度形成溫差,因此在油罐頂部和罐壁高處吸附一層水膜,這就形成了電解液膜。由于形成的水膜中含有

6、原油和空氣中的二氧化碳、二氧化硫和鹽分,以及原油中含有的硫化物,都加速了罐內(nèi)金屬的腐蝕,因此導致罐頂發(fā)生塌陷、以及當來油進至高罐位時罐壁上部發(fā)生漏油現(xiàn)象。介質(zhì)腐蝕常發(fā)生在油罐的底板和底圈壁板300500mm以下部位。這主要是由于罐底的水中含有原油的沉淀物、鹽類(如氯化鎂、氯化鈉和氯化鈣以及硫酸鹽還原菌等,這些酸和鹽能夠與油罐底部的金屬產(chǎn)生局部的電解過程,從而導致了油罐底部發(fā)生腐蝕。因此,儲油罐發(fā)生內(nèi)腐蝕是由多方面原因造成的。2.1施工質(zhì)量(1油罐基礎外圍是混凝土圈梁,圈梁內(nèi)是由素土、沙墊層和瀝青砂墊層組成的油罐基礎,由于油罐基礎施工過程中土質(zhì)密度未達標,在油罐投用后因油罐負重頻繁變化,以及大氣

7、環(huán)境等因素的影響,致使油罐發(fā)生不均勻沉降,使油罐底部的積水無法排出,導致罐底發(fā)生腐蝕。(2油罐在防腐蝕施工過程中未按照規(guī)程進行噴砂除銹,使油罐防腐蝕涂層出現(xiàn)“氣泡”、“起皮”和“脫落”現(xiàn)象,引起油罐頂部、底板和底圈壁板(300500mm以下部位發(fā)生了腐蝕。2.2涂料的選型涂料是腐蝕性介質(zhì)與金屬間的一道屏障,因此在罐底部位不應采用導電涂料。因為在導電涂料中含有石墨粉與碳微粒,這樣在油罐內(nèi)的H2S,HCl 和H2O的作用下,會加速油罐底的電化學腐蝕。2.3日常管理儲油罐使用周期縮短的另一方面原因是未按照鋼制儲油罐使用操作規(guī)程管理和維護:(1忽視浮頂油罐中央排水管日常維護,使雨、雪直接排入儲油罐內(nèi),

8、增大了儲油罐底部的水分,這是目前儲油罐使用過程中普遍存在的問題。(2在放水過程中,由于放水不徹底使儲油罐長期浸泡在酸性水溶液中。3防腐蝕方案的選擇3.1涂料防護法目前罐底主要采用的油罐防護涂料是G4-1-921漆(不含石墨粉,它屬于防靜電環(huán)氧樹脂類涂料,體電阻率為1.5×104m,面電阻率為1.1×106m,大大低于國家標準為G B1334892液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程中的規(guī)定值。該涂料具有附著力強、耐化學介質(zhì)腐蝕的特點。在施工時應進行4道涂刷,且每次涂刷間隔應在8小時以上,每次涂刷厚度在50m,腐蝕嚴重的區(qū)域可增加1道涂刷,涂刷厚度可在250m。從實際使用效果來看,能夠達

9、到原油儲罐底板的防腐蝕要求,延長了罐底和底圈壁板的使用壽命,目前己在國內(nèi)石油和石化企業(yè)得到廣泛應用。對油罐頂部防護應選擇防靜電涂料,其性能要求符合國家標準G B1334892液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程中的規(guī)定,以防止原油在進、出油罐過程中相互磨擦和相對運動產(chǎn)生靜電,導致意外事故發(fā)生。涂料的涂刷厚度應在200250m。目前在石化企業(yè)主要采用環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料。3.2犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法是一種長效防腐蝕措施。它是在儲油罐底板上安裝鋁(Al基合金陽極,使罐底板得到保護。犧牲陽極的安裝方法有兩種,即焊接型和螺栓固定型。焊接型電連接牢固、陽極效能可得到充分發(fā)揮,使用壽命在5年以上的應采用焊接方法

10、;對于使用壽命在5年以下、而且經(jīng)常更換的應采用螺栓固定型。3.3涂料-犧牲陽極聯(lián)合保護方法在腐蝕嚴重地區(qū)和對使用周期長的儲油罐應采用涂料與犧牲陽極相結(jié)合的聯(lián)合保護方法,當涂料出現(xiàn)缺陷或因其它原因發(fā)生脫落時,犧牲陽極為其提供了保護電流,使發(fā)生缺陷和脫落處成為陰極,從而達到減緩腐蝕的目的。但在選用涂料時不宜采用導靜電涂料,因為選用導靜電涂料后,由于涂料層的導靜電率較低,起不到絕緣作用,而犧牲陽極的電位又低于涂料層的電位,因而形成犧牲陽極與其周圍的防護層間形成通電回路,在涂料層完好時,犧牲陽極仍處于工作狀態(tài),這樣會加速犧牲陽極的溶解。根據(jù)原油儲罐底板和底圈壁板的實際情況,選擇采用無機富鋅涂料或有機富

11、鋅涂料與犧牲陽極(Al-Zn-In相結(jié)合的防腐蝕措施,可得到較好的防腐蝕效果。4建議和措施造成油罐底板腐蝕的主要原因是油罐底部的沉積水,當罐底中的水分與酸性物質(zhì)形成酸性溶液時,會導致罐底板腐蝕。因此徹底解決罐底板的腐12第4期李勇等.大型儲油罐內(nèi)腐蝕分析及防腐蝕措施蝕關鍵環(huán)節(jié)是解決油罐底部的存水問題。4.1設計建議(1油罐基礎應根據(jù)外輸泵的吸入條件盡可能加高油罐基礎,提高外輸泵的吸入能力,達到降低儲油罐最低油位高度的目的;外輸泵房的平面設計應與油罐區(qū)盡量接近,以減少管路和局部損失;增加油罐放水口,減少油罐不均勻下沉和施工中造成油罐底部不平整產(chǎn)生的存水現(xiàn)象。(2油罐底部采用國產(chǎn)抗靜電(不含石墨粉

12、G 4-1-921型涂料,可延長儲油罐的使用壽命。油罐頂部建議采用環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料。(3對于油罐底部防護形式的選擇,應根據(jù)油品的性質(zhì)、儲油溫度、存放時間和該地區(qū)土壤含有的腐蝕成分來確定,對于腐蝕嚴重地區(qū)的儲油罐,可采用涂料與犧牲陽極相結(jié)合的聯(lián)合保護方法,或采用增加涂料厚度的加強級防腐蝕措施。4.2施工管理施工管理對于儲油罐使用壽命的長短尤為重要,因此在施工過程中應做到:(1建設或檢修過程中的隱蔽工程應嚴格按照鋼制儲油罐隱蔽工程施工規(guī)范施工,如:焊接后藥皮應及時除掉,罐底板外側(cè)的防腐蝕、浮頂油罐浮船支架加強板與罐底板接觸的焊接等,應嚴格按照有關要求施工。(2在運輸和施工過程中應盡可能使板材不

13、發(fā)生硬傷,如果發(fā)生損傷應做好記錄,以備在后期的防腐蝕過程中進行處理。4.3運行管理為了減少油罐底部的存水,在運行時應采取如下措施:(1對于儲備油罐或收發(fā)油作業(yè)較少的儲油罐,在靜置24小時和48小時后應及時放水,并在罐中注入適量的緩蝕劑(正常情況下可注入0.2%亞硝酸鈉或硼酸鈉。(2盡可能減少儲油時間,如罐內(nèi)有攪拌設施的在外輸前應開啟攪拌,以減少油罐底部的存水?？傊畠τ凸薜母g是由多方面原因造成的,忽視任何一個產(chǎn)生腐蝕的原因都有可能縮短儲油罐的使用壽命,因此加強對油罐腐蝕的研究是十分重要的。Analysis of I nternal Corrosion of Large Oil Storage

14、T ank and Corrosion Protection MeasuresLi Yong ,Xu WeiPipeline Transportation and Oil Storage Company /SINOPEC (Xuzhou ,Jiangsu 221008Abstract The causes and mechanisms of corrosion of oil tanks are analyzed based upon the severe corrosion and corrosion failure conditions of the bottom of the tanks

15、resulting from the spalling of corrosion protection coating of the tank bottom after operation for a certain time peri 2od.Appropriate internal corrosion protection schemes should be selected based upon the local conditions and physical properties of the oil stored.Suggestions for tank design ,const

16、ruction and management are presented.K eyw ords oil storage tank ,corrosion mechanisms ,coating ,sacrificing anode(上接第4頁Abstract S ix single -component emulsion breakers with g ood performances are screened out based upon the dehydration results of m ore than 20commercial breakers in treating Lu -Ni

17、ng pipeline crude oil.The six single -component breakers are then equally composited to form binary composite system and the dehydration performance of these composite systems for the crude oil is tested.In the tests ,the binary com 2posite breaker Y L -2010which is composited from breaker PA -1and P B -2with marked synergism exhibits excellent dehydration perfor 2mance for L