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  原油罐金属底板的腐蚀与防护
作者:admin    网络来源:本站原创    点击数:98    更新时间:2011-4-29    
原油罐金属底板的腐蚀与防护 
地上钢质储油罐使用过程中经常遭受内外环境介质的腐蚀,其中罐底板腐蚀穿孔事故占储罐腐蚀事故比率最高%,因此应对储油罐罐底板实施有效的防腐措施,减少泄漏事故的发生,以延长储油罐大修周期涂料防腐是用覆盖层将金属与介质隔开,从而对金属起到保护作用。但由于覆盖层有微孔,老化后易出现龟裂.剥离等现象。若因施工质量差而产生针孔,使裸露的金属形成小阳极,覆盖层部分成为大阴极而产生局部腐蚀电池,则会更快地破坏漆膜。因此,采用单独的涂料保护效果不佳。若采用涂料阴极保护>阴极保护联合防护,使裸露的金属获得集中的电流保护,弥补了覆盖层缺陷,是储罐罐底板防腐最为经济有效的方法。 
储罐边缘板在罐结构中的作用十分重要,但却容易渗进水而遭受腐蚀。目前在役的储罐均未采取有效的防腐措施,要全面控制罐底板的腐蚀,除了对罐底板主体进行防护外,还要对边缘板外露部分(以下边缘板均特指边缘板外露部分)采取有效的防腐措施。 
2、腐蚀机理: 
水是原油罐底板的腐蚀根源,原油和水中的硫化物与罐底板金属反应机理为:

在碳钢表面的硫化物氧化皮或锈层有孔隙的情况下,原油罐底水中Cl-离子能穿过硫化物氧化皮或锈层到达金属表面,在金属表面的局部地点形成小蚀坑。 
生成的H+离子对金属产生活化作用,使小蚀坑继续溶解,成为孔蚀源。孔蚀源成长的最初阶段,溶解下来的金属离子发生水解,生成氢离子。

这样会使小蚀坑接触的溶液层的PH值下降,形成一个强酸性的溶液区,这反而加速了金属的溶解,使蚀坑继续扩大、加深。腐蚀从开始到暴露经历一个诱导期,但长短不一,有些需几个月,有些则需一年至几年。坑蚀的形成,使原油罐金属底板受到很大的侵蚀。由于坑蚀的面积很小,加之随机性和高度局部化的特征以及诱导期很长,因此很难用物理方法检测出坑蚀的深度。即使泄露发生后,再用测厚仪测厚,仍不会发现罐金属底板有明显的减薄倾向。 
3、 防止罐底板腐蚀的几点措施 
(1)在油罐金属底板的结构设计中,尽可能将罐底板铺平,并略向脱水口倾斜,以利原油罐底的水脱除干净。 
(2)新建原油罐应采用埋地牺牲阳极阴极保护>阴极保护措施,该方法比在原油罐内设牺牲阳极更有效。 
(3)原油罐内主要是水相腐蚀,原油罐内底部水层的厚度最高时为800mm左右, 因此,应在罐底板上1m的圈板范围内涂刷保护性涂料
(4)在原油罐内使用WF-50防腐蚀涂料阴极保护>阴极保护的方案可有效地防止原油罐金属底板腐蚀。 
4、罐底板上表面的腐蚀防止 
1)阴极保护>阴极保护 
对罐底板上表面的阴极保护>阴极保护推荐采用牺牲阳极阴极保护>阴极保护。对于阳极品种的选择,由于温度影响,不宜选用锌阳极>锌阳极,由于安全因素,不宜选用镁阳极>镁阳极,所以多选用铝合金阳极。牺牲阳极易于安装,而且当阳极消耗为初始重量的85%时,可在清罐时进行更换。 
1999年某泵站新建的一座2×104储罐,其底板上应用了牺牲阳极保护,保护范围为整个罐底板及罐壁下部1m高的表面。共使用了54块、重22kg的铝合金阳极,阳极直接焊接在罐底板上表面及罐壁下部,在罐底呈环状分布。 
2)涂料防腐 
对罐底内防腐覆盖层的基本要求是:遇到存储产品不变质,耐潮,抗渗透,对金属表面有很好的附着性能,抗冲击,抗阴极剥离,易修补,耐老化性能好,耐存储温度。由于输送过程中油品和管壁的摩擦,流经泵和过滤器等都会产生静电,在管路末端,未被消散的静电进入油罐,在油罐内,油品和油罐接管内壁的摩擦油品之间的相对运动也会产生静电,若采用普通的绝缘覆盖层,其电阻率多在109~1013欧姆之间,阻断原油储运中产生的静电高压,可能会放电击穿油气层,发生事故。因此,要求使用电阻率在108欧姆以下的防静电涂料

由于罐底板安装了牺牲阳极,静电可通过阳极导出(因为阳极直接焊在底板上),因此,推荐采用重型玻璃鳞片涂料,该涂料具有优良的抗渗透性、抗冲击性能、良好的粘结力和耐磨性、耐化学介质浸泡、溶剂少、固体含量高、可作厚涂等优点。 
若考虑清罐困难,不采用牺牲阳极保护,则推荐以下防腐方案: 
采用T521聚氨酯防静电涂料作面漆,以炭黑为导电填料的E544环氧防静电涂料作中间漆,以无机富锌T588防静电涂料为底漆。 
若只采用无机富锌涂料,则由于锌是两性金属,既能溶于酸,又能溶于碱,因此,以上涂料选择方案可避免富锌涂料过早失效。 
3)边缘板的防腐 
由于罐内的牺牲阳极无法对边缘板的外露部分提供保护,而外露部分所处的环境又很恶劣,所以推荐采用热喷涂铝防腐。喷涂层可经受典型的高温考验,可有效地隔绝腐蚀介质的渗透,防止钢板在介质中的电化学腐蚀,铝覆盖层还可起到牺牲阳极的作用。若喷涂其它电位比EF 正的金属,则存在形成大阴极小阳极的危险。普通的涂料防腐应定期进行除锈更新,以上作法虽然一次性投资较高,但可一劳永逸。澳大利亚的防腐公司的论文通过比较两种典型防腐层的整体寿命和目前的净费用,认为对长寿命设施使用高性能的防腐体系更为经济。 
5、罐底板下表面的保护 
土壤腐蚀储罐基础以砂层和沥青砂为主要构造,罐底板座落在沥青砂面上。由于罐中满载和空载交替,冬季和夏季温度及地下水的影响,使得沥青砂层上出现裂缝,致使地下水上升,接近罐的底板,造成腐蚀。当油罐的温度较高时,罐底板周围地下水蒸发,使盐分浓度增加,增大了腐蚀程度。氧浓差电池腐蚀罐底板与砂基础接触不良,易产生氧浓差,如满载和空载比较,空载时接触不良R 再由于罐周与罐中心部位的透气性有差别,也会引起氧浓差电池,这时中心部位成为阳极而被腐蚀。杂散电流的腐蚀罐区是地中电流较为复杂的区域$当站内管网有阴极保护>阴极保护储罐未受保护时,则可能形成杂散电流干扰影响R 当周围有电焊机施工、电气化铁路、直流用电设备时则可能产生杂散电流。 
底板下表面防腐覆盖层必须是可焊的,焊接时不能破坏覆盖层的结构,并要求涂料的有效防腐时间长。通常采用无机富锌漆,但由于该涂料导电性能较好$将漏失阴极保护>阴极保护电流,所以推荐采用非导电型的环氧涂料 
若不采用阴极保护>阴极保护,则无机富锌涂料是优先选择,它具有优良的耐热、耐老化性能,极强的粘结力,优良的硬度和耐磨性、耐溶剂、防锈性能,漆膜有阴极保护>阴极保护作用,属水性涂料,无毒无臭,施工简单,使用方便等特点。 
4、边缘板的保护 
由于圈梁的阻隔,边缘板部位是阴极保护>阴极保护的盲区。储罐装油后,边缘板微上翘,雨水很容易流入边缘板与基础的缝隙中。 
为了阻止雨水进入缝隙,一般采用石棉绳填塞在缝隙中,再用防水胶与玻璃纤维布混合结构密封。该处理方法的弊端很大,起不到良好的防水作用。 
开可以采用一种“切削环梁外露角,于边缘板外下焊一圈圆钢”的结构,具体做法是切削环梁外露角,对已建储罐,在边缘板的外下沿,焊一圈D6的圆钢,焊完后再用防水密封胶密封并填平焊接处。这种结构能有效地控制水分进入边缘板与基础的缝隙中,减少了因边缘板上翘而造成的积水,且施工方便,效果好。(若担心连续焊对罐体与底板焊缝的影响,可采用点焊),此结构已在储罐中进行了试验,取得了很好的应用效果。


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