储油罐罐底版全面腐蚀控制

储油罐罐底板全面腐蚀控制摘要分析了造成储油罐罐底板腐蚀的各种原因,分别从阴极保护、涂料防腐和边缘板防腐等方面对储罐罐底板上、下表面的保护作了介绍。提出了合理的罐底板防腐涂料和阴极保护方案，指出在油罐设计、施工中应考虑采取利于油罐防腐的措施，从而更加有效地控制罐底板的腐蚀。主题词油罐边缘板腐蚀阴极保护控制一前言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。若采用涂料与阴极保护联合防护，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。二.罐底板上表面的保护罐底板上表面的腐蚀主要表现为电化学腐蚀。油品存储、输转期间所携带的水分及由气相水蒸气的凝结水下沉的水分都沉积在罐底部，少则200～300mm,多则可达800mm。这部分含油污水的矿化度很高，含CL－高或含有大量的硫酸盐还原菌。当溶有H2S、CO2等有害物质时，罐底部的腐蚀性很强。当采用加热盘管时，温度的因素及盘管支架焊接时形成的电偶因素都将加剧罐底板的腐蚀。1阴极保护对罐底板上表面的阴极保护推荐采用牺牲阳极的阴极保护.对于阳极品种的选择%由于温度影响%不宜选用锌阳极%由于安全因素%不宜选用镁阳极%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2:;时%可在清罐时进行更换-(年某泵站新建的一座&=(’*1,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#高的表面$共使用了%&块’重(()*的铝合金阳极!阳极直接焊接在罐底板上表面及罐壁下部!在罐底呈环状分布+见图’图(,$-’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$由于输送过程中油品和管壁的摩擦!流经泵和过滤器等都会产生静电!在管路末端!未被消散的静电进入油罐!在油罐内!油品和油罐接管内壁的摩擦’油品之间的相对运动也会产生静电!若采用普通的绝缘覆盖层!其电阻率多在/01/23之间!阻断原油储运中产生的静电高压!可能会放电击穿油气层!发生事故$因此!要求使用电阻率在/43以下的防静电涂料526$由于罐底板安装了牺牲阳极!静电可通过阳极导出+因为阳极直接焊在底板上,!因此!推荐采用重型玻璃鳞片涂料!该涂料具有优良的抗渗透性’抗冲击性能’良好的粘结力和耐磨性’耐化学介质浸泡’溶剂少’固体含量高’可作厚涂等优点$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$采用7%(聚氨酯防静电涂料作面漆!以炭黑为导电填料的8%&&环氧防静电涂料作中间漆!以无机富锌7%%4防静电涂料为底漆5&6$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!即易发生如下发应$9:;(=?;(?(@=(A9:+?,&B;?(C因此!以上涂料选择方案可避免富锌涂料过早失效$D’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$澳大利亚的G:HFI:=HJK:=LMIKHFNHJOFPK=HJ:*公司的论文通过比较两种典型防腐层的整体寿命和目前的净费用!认为对长寿命设施使用高性能的防腐体系更为经济5%6$三’罐底板下表面的保护Q’罐底板下表面腐蚀+,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$+2,杂散电流的腐蚀罐区是地中电流较为复杂的区域$当站内管网有阴极保护而储罐未受保护时!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$-’阴极保护5+52油气储运2HHD年对新建储罐底板下表面的阴极保护推荐使用混合金属氧化物网状阳极系统!见图#$该系统由混合金属氧化物阳极带和钛导电片组成$阳极网处于罐底板下面的回填砂中$钛连接片与阳极带垂直交叉并焊接在一起$数根阳极电缆分别与钛连接片焊接%若需监测保护电位$还可在罐底板中心至圈梁段沿半径埋设长效&’(&’)*+参比电极%该阴极保护系统可对罐底板实行有效的保护%,-涂料防腐罐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$但由于该涂料导电性能较好$将漏失阴极保护电流$所以推荐采用非导电型的环氧涂料%由于圈梁的阻隔$边缘板部位是阴极保护的盲区%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!见图+#%图+雨水进入边缘板与罐基础之间的缝隙示意图由于水的进入$若采用的是无机富锌涂料$将导致涂料成分中锌的牺牲阳极作用过早失效%+/012*2132*1&*24/0&*5/0!*3#2另外$水在缝隙中的滞留将导致缝隙腐蚀%初期有如下反应6图网状阳极安装示意图若不采用阴极保护$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$优良的硬度和耐磨性-耐溶剂-防锈性能$漆膜有阴极保护作用$属水性涂料$无毒无臭$施工简单$使用方便等特点%.-边缘板的保护78721129*21232*1+98+*3:若有&;:存在$则有如下反应67&;21232*47!*3#2123&;由于以上反应$致使缝隙内=3值下降$金属溶解增加又使其迁移增加$出现明显的腐蚀加速和自动催化过程?@$由于罐体保温材料为岩棉或超细玻璃棉$是由矿物煅烧粘接加工而成$经过处理后制成的保温材料$含有氯化物-氟化物-硫化物等有害成分$该材料由柱状纤维组成$极易吸湿$很容易引进&;:$文献ABC分析了紧贴罐壁的玻璃棉中的&;:含量达DE?F$而玻璃棉本身含&;:的浓度为DGHHIJ(K%为了阻止雨水进入缝隙$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G@%文献AGC选择了一种L切削环梁外露角$于边缘板外下焊一圈圆钢M的结构!见图N#$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O?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图$防水结构示意图四%设计和施工&%新的设计思路目前!国内立式圆柱形油罐基础顶面的形状均为正圆锥形!目的是当罐基础沉降稳定后仍能保持这个形状!以便于排除油罐底面上的积水文献’()通过对罐基础沉降发生后罐底板实际形状的分析研究认为!在罐基础沉降后!中心高%四周低的形状将不能保持罐基础发生沉降时!罐底板的面积大于油罐基础的表面积!沉降后!罐底板发生凹凸变形!且这种凹凸变形将无法保证原设计排水坑处于罐基础最低点!从而造成排水困难底板的沉积水分散于各个凹坑中!加速了凹坑处底板的腐蚀所以!为了防止罐基础沉降前后的形状改变对底板的腐蚀!建议参考国外中心低%四周高的罐基础形状!以一种全新的观念去重新设计罐基础不少储罐经过一段时间的使用后!罐基础边缘高于罐基础底板!这样边缘板易存水且易腐蚀由于常规的保温材料易发生虹吸现象!造成壁板下部腐蚀所以!设计时可将此因素考虑进去!避免边缘板上表面积水*%施工注意事项+,#罐底基础施工罐底基础的施工质量是保证罐底板免受快速腐蚀的前提焊接质量问题是导致储罐腐蚀的主要原因!必须从建罐开始就严格控制施工质量!以免在储罐使用中留下隐患+-#涂料涂装无论是罐底板的上表面还是下表面!在涂料涂装之前!均应先清除钢板表面的油污%泥沙%水分等杂质!并保持金属表面干燥清洁建议采用喷砂除锈!表面处理质量应达到./0(-1规查%漏点检查和覆盖层厚度检查五%结论+,#从油罐的安全考虑!要求选用导静电的涂料!而从阴极保护考虑!导电即意味着保护电流的流失!若电流流失过多!则牺牲阳极消耗快且每个牺牲阳极保护的覆盖面就小!所以应综合考虑这两方面的要求+-#若是新建储罐附近已有其它储罐和管网!可考虑采用深井阳极!将整个罐区和管网纳入阴极保护系统中也可对新建储罐单独作阴极保护+1#对罐底板上表面!必须在焊完牺牲阳极后再进行涂料涂装+5#在输送过程中!因成品油比原油更易产生静电!若储罐盛装成品油!则在选用罐底板上表面的涂料时!为了尽快把静电导出!宜选用电阻率较低的防静电涂料+$#边缘板的上下表面的腐蚀都与保温材料有密切关系!引起腐蚀的主要原因是保温材料含有较多的有害物质!材料本身的吸水性又强建议采用难燃型低密度聚乙烯高发泡板材678当然!做好金属防护层与保温层外底角缝的密封处理也是非常必要的参考文献,!李春娟9原油罐的腐蚀与防护!石油化工腐蚀与防护!,(((!,:+1#-!胡士信9阴极保护工程手册!化学工业出版社+北京#!,(((1!./,1150;(-!液体石油产品静电安全规程5!宋广成9石油产品储罐内壁防静电防腐蚀涂料漆层结构与应用原理!腐蚀与防护!-!-,+,#$!卢绮敏9石油腐蚀与防护领域的新进展!石油规划设计!,(((!,+1#:!李金桂赵闺彦9腐蚀和腐蚀控制手册!国防工业出版社+北京#!,((,7!王巍等9储油罐罐底角腐蚀与对策!腐蚀与防护!-!-,+,#0!钱建华等9大型环梁式基础油罐边缘板腐蚀的防护!油气储运!,(($!,5+:#(!倪建乐9立式圆柱形油罐基础形状和罐底板寿命!油气储运!,((5!,1+$#修改稿收到日期9-,=5=,#+定的23-4$级涂装过程的质量检查应包括外观检编辑9吕彦4):$%0A$/SF‘#RJM‘IdafaROaPdaPKfa‘_af]MP$%aKah&‘MKIR,lmno,pqqr,pq;s+wqvwt?8($57#/)-!)#)-/)%!7-$-)A.)&)’=7&$-)A&7%~(75$.$%7%7=6’$*/%&($7$#?8($7&()##$-$%&-#$7-)%7.=$-!($’$)A&($-$=$!&/)%)A7%&/!)#)-/)%!)7&/%0’7&$#/7=-7%*&($!7&()*/!#)&$!&/)%’$&()*-A)#&7%~.)&)’=7&$-&)$A$!&/5$=6!)%&#)=!)#)-/)%?8($A75)#7.=$#7!&/!$)A*$-/0%7%*!)%-&#!&/)%A)#7%&/!)#)-/)%7#$*/-!-$*?8($!)#)-/)%!)%&#)=)A#/’=7&$/-$-$!/7=6*$-!#/.$*?EFGHIJKLIMNOPQRS)/=&7%~,.)&)’=7&$,#/’=