储油罐底板腐蚀问题及处理方法

徐凤海

【摘 要】石油作为国家工业的重要资源，随着它的需求量的不断增长，石油的储存问题也逐渐受到人们的重视。而储油罐底板极易受到腐蚀，腐蚀具有隐蔽性、渐进性和突发性的特点。我们要加强监测, 重视对腐蚀情况的分析、预测工作等, 防止油罐发生故障所导致的巨大经济损失，防患于未然，保证油罐长期稳定运行，创造更大的价值。

【关键词】钢制; 储油罐; 腐蚀; 防护; 修复

中图分类号： U469 文献标识码： A 文章编号：

石油作为国家工业的重要资源，随着它的需求量的不断增长，石油的储存问题也逐渐受到人们的重视。而储油罐底板极易受到腐蚀，腐蚀具有隐蔽性、渐进性和突发性的特点.根据国内外普查资料显示,因腐蚀问题而导致的经济损失十分巨大，我们应重视储油罐腐蚀问题的处理，不仅能节约资源，更能为国家节省开支，带来巨大经济效益。

腐蚀的形式及成因

1997 年, 一万方原油罐 G103 清罐, 1999 年一万方原油罐 G102罐底穿孔。通过对罐底油泥取样分析,得知 原油罐罐底点腐蚀机理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一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。2000 年, 发现三千方柴油罐 G203 抗风加强圈罐壁处有油渗出。经分析油罐的外腐蚀也主要为电化学腐蚀。腐蚀介质由雨水、空气中的水分、硫、氮化合物、无机盐组成。由于抗风圈钢板常年被保温棉包裹, 且外包铁皮, 不透风, 使水分难以蒸发, 腐蚀介质容易集聚。久而久之, 容易在防腐较薄弱的地方形成局部甚至全部电化学腐蚀。而罐内的高温则加速了腐蚀。

1.1油罐底板材质

油罐底板化学成分不均一，普通金属油罐钢板采用A3平炉镇静钢或A:平炉沸腾钢，含碳量在14％~22％的范围内，硫的含量不应超过0.055%，磷的含量不应超过0.05%。硫磷含量增加使腐蚀速度加快，硫化物可以诱导小孔腐蚀。在焊缝处，焊接中熔敷金属，热影响区及母材之间的金属电位存在差异。由于杂质的电极电位比钢板的电位高，这样就形成腐蚀电池的阴阳两极，杂质作为腐蚀电池的阴极，钢板作为腐蚀电池的阳极。

储油罐底常有积水，这是由于湿空气的水分凝聚沉积或油品收发时混入的，在积水中常含有溶于水的盐类。另外油罐气体空间部分的钢板腐蚀生成物硫化铁和硫化亚铁掉落到罐底形成电解液。这样就构成腐蚀电池的三个基本条件，即阴极、阳极和电解液。作为阳极的钢板就会发生电化学腐蚀。这种腐蚀是储油罐不可避免的腐蚀。

1.2罐底板结构的焊接因素

在焊接时，底板焊缝附近的防腐涂料经常会被烧掉，使罐底腐蚀保护层遭到破坏，造成局部电化学腐蚀，增加了底板腐蚀的严重性。

2油罐建造时各种因素所造成的腐蚀

2.1除锈不彻底

钢板在防腐处理过程中，除锈不彻底，使钢板和沥青底漆不能紧密粘合，油罐投产不久就会出现沥青绝缘层和钢板脱落现象，沥青防腐绝缘层就起不到防腐的作用。

2.2地下水位较高

罐底外壁表面通常铺有沥青砂垫层，虽然在这种情况下罐底外壁不直接与土壤或岩石接触，但含盐的地下水会借助于毛细管的作用上升与罐底外壁接触而产生电化学腐蚀。

2.3油罐周边的严密性不好

油罐底部在防腐施工中，四周应用沥青作严密的密封。否则雨水或顺壁流下的滴水就很容易侵入罐底的周边部位，使它形成腐蚀条件。

2.4油罐沉降不均

对于大直径油罐由于不均匀沉降会因罐底的土壤充气不均而形成氧气浓度差电池。氧气少的罐底中心部分成为氧浓差电池的阳极，使它成为受腐蚀的部位。

2.5杂散电流

杂散电流是一种漏电现象。如铁路收发区和维修间，电流往往从路轨和电焊机等设施漏到地下进入油罐底部、再从油罐另一处流出。杂散电流从油罐流出的地方，成为腐蚀电池的阳极区，腐蚀破坏就发生在这个区域。金属的损失量与流过的杂散电流的电量成正比。电流引起的腐蚀相当严重。

3硫酸盐还原菌引起的腐蚀是重油储罐罐底内部腐蚀的主要原因

在储存煤油、柴油、重油等油品的罐中，罐底水中含有厌氧细菌有机物、硫酸盐、HZS和C02笑成分。氧在这些油品中溶解度很低。这样罐底水就处于缺氧状态，正好适于作为厌氧性细菌的硫酸盐还原菌生存，特别是当温度为25 ~30℃时。当水中有足够的硫酸盐及有机物质时，就更促进了硫酸盐还原菌参与腐蚀，硫酸盐还原菌以无机物作为氢的受溶体与有机物还原一样也放出能量，类似于发酵。对钢铁的腐蚀作用如下:

二.腐蚀特点

通过对 1 万方原油罐罐顶、罐壁、罐底, 未内防腐的汽油罐以及各类保温罐长期监测, 腐蚀情况的检查、测定发现, 油罐使用越久, 腐蚀程度情况越明显。

(1) 油罐内部底板的腐蚀重于其顶板, 顶板的腐蚀重于壁板上储油面的变化段(即气液相经常交替出现的壁板), 而这部分壁板的腐蚀又重于常年在油面下的壁板。

(2) 油罐的边缘板与中幅板的搭接焊缝处容易腐蚀。

(3) 腐蚀状况是由多个点蚀形成片状腐蚀, 穿透部位是个别的点蚀造成, 多数情况下穿透性孔蚀处的周围不是严重的片状腐蚀区。全面均匀的腐蚀很少发现, 多数为分散、分区域的片状点腐蚀。

(4) 保温油罐的外壁, 靠近罐根 200mm 范围内腐蚀比较严重。表面状态是由众多点腐蚀(麻点)连成的片状腐蚀。

(5) 未做内防罐盛装未碱洗的石脑油, 罐内壁硫腐蚀严重, 因腐蚀生成物硫化亚铁有聚集自然的现象, 造成油罐上人孔管壁处聚集的硫化亚铁容易发生自燃。

三．今后的油罐防腐工作中应注意的几个问题

综合腐蚀产生的原因及采取的防护修复措施, 结合实际工作中的经验, 在今后的油罐防腐工作中应注意以下几个问题:

1.防腐要从源头开始重视，钢材的选材, 防腐涂料的选择, 罐体结构、保温结构的设计等方面, 以及各类罐内外防腐技术的应用, 新技术的推广等都应考虑。

2.抓好防腐施工、检验、验收关。特别是内防的喷沙除锈关, 刷漆前, 必须将金属表面尖锐突起磨平, 油污、锈、氧化皮、旧漆膜清除干净, 达到 sa2.5 级标准, 施工时避开阴天下雨, 底漆面漆刷涂的间隔时间一定要掌握好, 确保各层之间粘结牢靠, 检验时, 漆膜厚度及表面电阻率一定要达标, 一般漆膜厚度0.2mm 以上, 表面电阻率小于 1GΩ(GB13348- 92)。

3.对介质环境的防腐蚀处理(除去或降低介质中的有害成分, 有针对性地加缓蚀剂, 重视油罐基础的耐腐蚀防水结构)。

4.合理的电化学保护(阴极保护、牺牲阳极保护)。

5.防静电涂料其主要由合成树脂、导电填料、溶剂、添加剂组成,一般聚氨酯导静电涂料适用于 60℃以下油罐, 环氧导静电涂料适用于80℃以下油罐, 所以, 油罐在维修时, 用蒸汽蒸罐时, 特别要注意内防腐层的保护, 不能长时间, 大汽量的蒸, 能不蒸罐则不蒸, 否则会造成防腐层的剥落。

6.进行合理的防腐蚀、缓腐蚀设计与施工。根据生产、资金情况, 1997 年以来, 对发现的油罐腐蚀问题进行了解决, 具体措施为: 在原罐底基础上重新铺设一层 8mm 厚的Q235AF 钢板, 罐顶、罐底以及罐壁上下各一米刷涂 G4 防静电环氧涂料厚度 0.2mm 以上。在抗风圈上下各 30 公分整体焊接 6mm 厚 A3 钢板一圈。保温时, 保温铁皮将抗风圈包裹起来, 与上下罐壁保温连成一体, 有效的防止了雨水的进入以及侵蚀。保温油罐根部罐壁处, 剪除原保温 20 公分, 对罐壁进行防腐处理后, 重新保温, 新铁皮延长至水泥基础下 20 公分。含硫较高的汽油罐, 进行了内壁 H94 阻燃导电耐温防腐蚀涂料刷涂, 厚度 0.2mm 以上。通过近几年的检查发现, 防腐修复采取的措施效果良好, 有效延长了油罐的使用寿命, 取得了较好的经济和社会效益。

7.加强监测, 重视对腐蚀情况的分析、预测工作等, 防止油罐发生故障所导致的巨大经济损失，防患于未然，保证油罐长期稳定运行，创造更大的价值。

五．结语

综上所述，油罐底部的腐蚀原因是多方面的，它不仅给油库带来严重的经济损失，同时也带来事故隐患。因此必须对油罐的腐蚀进行全面分析，从建罐开始，择优选择防腐涂料，采用新工艺，加强防腐施工管理，对油库进行综合治理，以保证油库正常安全生产。

【参考文献】

[1] 卢绮敏: 石油工业中的腐蚀与防护.化学工业出版社, 2001.9.

[2] 李春娟: 原油罐的腐蚀与防护.石油化工腐蚀与防护, 1999, 16(3).

[3] 魏宝明: 金属腐蚀理论及应用.化学工业出版社, 1999.

[4]GB13348- 92.液体石油产品静电安全规程

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。