联合站原油罐底板腐蚀的机理分析及预防对策

张金利

摘 要 联合站原油罐是油田内介质输送、存储及安全运营的重要设备，运行过程中，罐底板腐蚀穿孔会引起存储介质泄漏，给生产和安全带来很多隐患，已经引起了人们的普遍关注。在其大修过程中，对储油罐底板的腐蚀机理进行了分析，并根据其腐蚀状况提出了相应的预防对策，对今后储油罐底板防腐有一定的指导意义。

关键词 原油罐 底板 腐蚀 机理分析 防范对策

中图分类号：TE988文献标识码：A

1原油罐底板腐蚀的机理与原因分析

1.1腐蚀机理

由于罐底的中心和边缘环梁高、中间低，造成了从原油中沉积下来的水无法全部通过大罐放水排出，低处必然存有一部分水，加上原油中的无机盐、有机酸、硫化物溶解在水中，就形成了电解质溶液。又由于在同一金属结构内部存在着众多小范围的阳 极区和大片的阴极区，底板防腐层一旦破坏就会处于电解质的环境中，导致化学腐蚀。化学腐蚀包括3类：一是盐类水解成酸性溶液直接腐蚀底板;二是硫化物对底板的腐蚀;三是原油中的酸类（如环烷酸）对金属的直接腐蚀。

1.2土壤腐蚀

储罐基础以砂层和沥青砂层为主要构造，一般钢制拱顶储罐底板都坐落在沥青砂层面上。当沥青砂层与罐底板结合紧密而无裂缝、且底板边缘板做有很好的防渗水处理时，底板下表面会保持干燥，几乎不发生腐蚀现象。但是当罐中满载和空载、半满载交替时，当冬夏温度变换及地下水的影响时，沥青砂层出现裂缝，致使地下水上升，造成罐底板下表面腐蚀。

1.3氧浓差电池腐蚀

国内罐基础多为中间高边缘低，满载和空载、半满载交替时罐底板与沥青砂层基础接触不良，使罐周和罐中心部位出现透气性不同，造成氧含量差异，引起氧浓差电池腐蚀，此时罐地板中心为阳极而被腐蚀。

1.4底板表面腐蚀穿孔

由于防腐层存在针孔或遭到冲击破坏，该处金属为阳极，周围大面积的膜为阴极，其电流高度集中，腐蚀迅速向内发展形成蚀孔。蚀孔一旦形成，具有向深处自动加速进行的作用。孔内的氧很快耗尽，阳极反应在孔内进行，积累了带正电的金属离子。为了保持电中性，带负电的c1-从外部溶液扩散到孔内。由于金属氯化物的水解产生盐酸，孔内pH值下降，变为酸性，盐酸使更多的金属溶解，形成自催化加速腐蚀。从腐蚀趋向看，腐蚀孔洞均从上表面开始腐蚀直至穿孔。

1.5杂散电流腐蚀

在罐区内，当站内管网有阴极保护而罐未受保护时，可能形成杂散电流而腐蚀储罐底板;再者，当罐区周围有电焊机工作、电气化铁路、直流用电设备时，都可能产生杂散电流而腐蚀储罐底板。

1.6其他原因

一是原油中的水分无法完全脱尽，而水中含有一定的有机盐，这样罐内的沉积水和有机盐就会对罐底板形成电化学腐蚀;二是罐内存储含硫或高硫原油时，所产生的沉积水和沉积油污又是厌氧硫酸盐还原菌的温床，该细菌会将硫酸盐等物质还原成硫化物而腐蚀罐底板;三是该罐底板腐蚀主要集中在离罐壁2到5米之间区域，该区域正好在罐加热盘管附近，而油罐加热所产生的高温也是腐蚀加速的重要因素。

2防腐对策研究

2.1涂层防腐

罐底板下表面的防腐涂层必须选择可焊涂料，在罐底板焊接时涂层不被破坏，并要求涂层的有效防腐寿命长。无机富锌涂料具有优良的耐热性、耐老化性、极强的粘结力和优良的防锈性能，但是该涂料的导电性能好，可以将阴极保护电流漏失，不能与阴极保护联合使用。对于罐底板面积较小的储罐来说，在不使用阴极保护的情况下，无机富锌涂料是最好的选择。

2.2使用高防水、防盐功能的防腐涂料

在储罐大修时，如果底板腐蚀严重，需要更换整个底板时，同时更换沥青砂垫层，并要求罐底中心到环梁之间坡度应严格按照规范要求铺设，同时严格控制沥青砂施工质量，尽量减少地基沉降，防止积水。罐底板上表面防腐之前，应做到表面处理无铁锈、氧化皮、水分、油污、灰尘及其他杂质;做好防护工作，防止灰尘等杂质吹入罐內。防腐层涂刷时，使用具有高防水、防盐功能的防腐涂料。如1#，7#罐使用H200无溶剂强抗渗环氧涂料作为底漆，再刷D900高耐蚀鳞片导静电涂料，这种防腐组合施工技术比传统的防腐技术的腐蚀阻抗提高近100倍，可降低底板腐蚀速度。

2.3采取阴极保护措施

一是牺牲阳极。牺牲阳极的原理是在离子导电的介质中，与被保护体相连，可以提供阴极保护电流的金属电极，即让阳极 的金属腐蚀掉，从而保护阴极金属材料不被腐蚀。对大修罐可以在金属油罐的底板上均匀焊接一种电位低的金属或合金，一般采用锌、铝、镁及其合金。在安装时，底板上的阳极块距罐底板20～30cm，沿圆周方向均布;二是强制电流。强制电流阴极保护 法是利用直流电源通过辅助阳极给被保护的金属以恒定电流使之阴极极化，以减轻和防止腐蚀。一般采用的阳极材料有高硅铸铁和石墨辅助阳极。

2.4定做贴板和堆焊防腐处理

经专业技术讨论决定做贴板和堆焊防腐处理为宜。2015年11月实施了罐底贴板作业，共贴板161块，面积104m2。12月31日在防腐验收检查发现，贴板焊缝电火花检测（电压2KV）有问题，部分罐底板防腐漆膜厚度不够，通知防腐单位整改。防腐检测表明，结果只有贴板焊缝电火花检测不符合要求，其他区域合格。原油罐首次机械清洗在公司领导的重视下、各部门的配合下，安全完成，取得了较好的效果，并给后期其它油罐的清洗积累了经验。同时也有不足的地方，如：整个清罐和检修过程比预期的要长些。前期手续办理过长、罐底板腐蚀严重、罐底板防腐反复检测。

3结语

通过对腐蚀机理的分析，有针对性的采取措施进行罐底板的防腐，广泛的采用新材料、新工艺、新技术，为今后的大罐维修和大型储油罐建造积累了丰富的技术和经验。当然，任何一种腐蚀控制方法都不是最完美的，都有它的局限性，如何正确选择，合理利用，才是解决钢制储罐底板下表面腐蚀的最佳方案。

参考文献

[1] 刘蔚倩.原油罐罐底板腐蚀原因分析及防护措施[J].湖南理工学院学报，2008（04）.