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石油儲罐內(nèi)外防腐技術(shù)

文檔作者：潘一張明明梁丹丹胡志勇王金巖楊雙春文檔來源：遼寧石油化工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年01月05日
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第41卷第12期
2012年12月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．41，No．I 2
December，201 2
石油儲罐內(nèi)外防腐技術(shù)
潘 一，張明明，梁丹丹，
(遼寧石油化工大學(xué)，
胡志勇，王金巖，楊雙春★
遼寧撫順I(yè)13001)
摘 要：隨著我國石油戰(zhàn)略儲備的實(shí)施，以及石油能源地位的進(jìn)一步提高，石油儲罐的防腐越來越受到人們的重
視，有效地利用腐蝕與防護(hù)技術(shù)對儲罐進(jìn)行保護(hù)也越來越重要。主要就石油儲罐的內(nèi)外壁的腐蝕環(huán)境、腐蝕機(jī)理、
腐蝕狀況以及相應(yīng)的防腐措施做了詳盡的分析，得出在儲罐選用防腐措施時(shí)，應(yīng)根據(jù)腐蝕機(jī)理選用防腐措施。
關(guān)鍵詞：石油儲罐；腐蝕機(jī)理；防腐措施
中圖分類號：TE 832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671—0460(2012)12—1366—03
Anticorrosion Technology for Oil Storage Tanks
PAN Yi，ZHANGMing-ming，LIANGDan—dan，HUZhi-yong，WANGJin-yan， Shuang—chun
(Liaoning Shihua University,Liaoning Fusfitm If3OOl，China)
Abstract：With the implement of strategic oil reserve in china，and furd1ei-'rising of oil energy position，anti-corrosion
of oil storage tanks has been attracted more and more attention．So,application of the an ticorrosion technology in
protecting oil storage tanks is more and more important．In this paper； dorrosion condition，corosion mechanism and
corresponding anti-corrosion measures of outer and inner walls of oil storage tanks were analyzed and discussed．It’s
pointed out that anti—corrosion measure ofthe storage tank should be chosen according：to the corosion mechanism．
Key words：Oil storage tank ；Corosion mechanism；Anticorrosion measure
石油儲罐是當(dāng)今最重要能源的重要儲存設(shè)備，
在國家石油戰(zhàn)略儲備、原油生產(chǎn)、石油煉制以及成
品油銷售中都有重要的作用。儲罐所儲存的油品往
往含有酸(硫酸、鹽酸等)、氫、有機(jī)鹽、無機(jī)鹽
和水等腐蝕性雜質(zhì)，會對金屬罐造成腐蝕，這樣不
僅會縮短儲罐使用壽命，還會對油品摻入鐵銹等雜
質(zhì)從而加劇了內(nèi)燃機(jī)和其他機(jī)械的磨損Ⅲ；嚴(yán)重的
會造成油品泄露，不僅污染環(huán)境還加大了火災(zāi)和爆
炸事故的發(fā)生概率，嚴(yán)重威脅人身安全，同時(shí)還會
造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，利用腐蝕與防護(hù)技術(shù)
保護(hù)儲罐具有十分重要的意義。
1 儲罐內(nèi)防腐
儲罐按儲備油品性質(zhì)的不同可分為：原油儲
罐，中間產(chǎn)品儲罐，成品油(汽油、煤油、柴油、
潤滑油等)儲罐等；按儲罐自身結(jié)構(gòu)不同又可分為：
拱頂罐、浮頂(內(nèi)浮頂、外浮頂)罐等。不同種類
的儲罐其腐蝕機(jī)理也不盡相同，故其防腐措施也不
盡相同，但又大同小異。下面著重就成品油儲罐來
進(jìn)一步探討儲罐的內(nèi)腐蝕機(jī)理及內(nèi)防腐措施。
1．1 儲罐內(nèi)腐蝕機(jī)理
儲罐內(nèi)腐蝕一般為液體腐蝕(油品及油品沉積
水對罐壁及底板的腐蝕(既有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)
腐蝕)和氣體腐蝕(油罐氣相部位由于油料中揮發(fā)出
的酸性氣體HzS、HC1，外加通過呼吸閥進(jìn)入罐內(nèi)的
水分、氧氣、二氧化碳等腐蝕氣在油罐上凝結(jié)成酸
性溶液從而引起腐蝕，同樣既有化學(xué)腐蝕又有電化
學(xué)腐蝕)川。
1．1．i 油罐氣相部位
油罐氣相部位包括罐頂、罐壁上部及氣液交界
處。這個(gè)部位不直接接觸油品，屬于氣體腐蝕。氣
相中的介質(zhì)包括油品中揮發(fā)出來的硫化氫、二氧化
硫、氯化氫等酸l生氣體，還有當(dāng)油罐進(jìn)油、轉(zhuǎn)油以
及呼吸閥吸氣時(shí)帶進(jìn)的氧氣、水蒸汽、二氧化碳等。
這樣，硫化物、氧氣、水三者在罐頂就構(gòu)成了電化
學(xué)腐蝕，這個(gè)反應(yīng)主要依靠了氧的去極化作用口 。
即由于水蒸汽與油氣的存在，加上日照的影響，晝
夜溫差較大，從而水蒸氣會在鋼板上結(jié)露，在罐頂
和罐壁上部形成一層很薄的液膜，而氧在液膜的作
用下更容易擴(kuò)散到鋼材表面，氧的去極化反應(yīng)更為
迅速，因此罐壁在這種情況下遭到腐蝕的速度更
快，是浸在油品中的數(shù)十倍 。此外，液位的波動(dòng)，
會使氣液交界處液膜呈周期性反復(fù)形成，最終使得
該部位的腐蝕情況比罐頂及罐壁上部更為嚴(yán)重。
收稿日期： 201 2-07-08
作者簡介： 潘一(1976一)，男，遼寧撫順人，講師，研究方向：油氣田開發(fā)。E-mail：panyi— bj@l26．com。
通訊作者： 楊雙春(1977一)，女，遼寧營口人，講師，研究方向：環(huán)境化工。E-mail：yangchun— bj@l26．com。
第41卷第12期 潘 一，等：石油儲罐內(nèi)外防腐技術(shù) 1367
1．1．2 油罐儲油部位
油罐儲油部位就是罐底以上氣液交界面以下
的部位。該部位與油品直接接觸，主要受油品及油
品的硫化氫、有機(jī)、無機(jī)鹽等腐蝕性化學(xué)物質(zhì)腐蝕，
腐蝕速率較低，腐蝕程度最輕，一般不會造成特殊
危險(xiǎn) 。但如果液位經(jīng)常變化 則氣液交界面也經(jīng)
常變化，這樣會給罐壁帶來比較嚴(yán)重的腐蝕。
1．1_3 油罐底部 ．
油罐底部包括罐底內(nèi)表面及罐壁底部1米以下
的部位。這個(gè)部位的腐蝕較為嚴(yán)重，腐蝕形貌為點(diǎn)
蝕，易形成罐底穿孔 。其腐蝕的主要原因是：油
品中的水分沉積于此，同時(shí)還有油品中的各種雜質(zhì)
(泥沙、二氧化硫、二氧化碳、硫化氫、氧、氯離
子等)沉降或溶解于其中，此外還有硫酸鹽還原菌
等，這些物質(zhì)混合在一起就形成了油罐底部腐蝕性
極強(qiáng)的液體環(huán)境；這種情況下的腐蝕同時(shí)包含化學(xué)
腐蝕與電化學(xué)腐蝕，在罐壁下部和罐底板上表面油
水結(jié)合處存在濃差腐蝕，但主要表現(xiàn)為電化學(xué)腐
蝕。其腐蝕機(jī)理為：
Fe +S 。 FeS ①
FeS+202 Fe +s0 。 ②
Fe +2H2O Fe(OH)2+2H ③
又由于存在氯離子，則又能使腐蝕產(chǎn)物分解并
向深處進(jìn)行，從而就形成了點(diǎn)蝕或坑蝕。當(dāng)?shù)匕迳?
設(shè)置加熱盤管時(shí)，由于溫度和焊接形成的電偶會加
劇局部腐蝕。又由于罐底存在向外的坡度，因此罐
壁和罐底結(jié)合處的腐蝕最為嚴(yán)重。
1．2 儲罐內(nèi)防腐措施
1．2．1 選用優(yōu)質(zhì)的防腐涂料
涂層保護(hù)是儲罐防腐最基礎(chǔ)、最常用、最實(shí)用、
最經(jīng)濟(jì)有效的保護(hù)措施。由儲罐的腐蝕機(jī)理分析
知，防腐涂層必須具備以下幾方面的基本性能要
求：①耐化學(xué)性穩(wěn)定，涂層應(yīng)耐油、酸、堿、鹽等；
②耐水性良好；③玻璃化溫度高；④抗沖擊、抗彎
曲、耐磨等機(jī)械I生能好；⑤附著力好，抗陰極剝離
性能強(qiáng)；⑥電性能穩(wěn)定。
涂料的種類有很多，最常用的是環(huán)氧類涂料，
環(huán)氧類涂料抗化學(xué)性能良好、附著力優(yōu)異、機(jī)械性
能良好、電絕緣性能良好，由于這么些優(yōu)點(diǎn)這類涂
料成為國內(nèi)外儲油儲罐內(nèi)防腐的首選。環(huán)氧類涂料
包括：環(huán)氧瀝青涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料、環(huán)氧防
靜電涂料、酚醛環(huán)氧涂料、高固體份環(huán)氧涂料、無
溶劑環(huán)氧涂料等 。此外，鈦納米聚合物涂料因其
良好的耐溫性在輕烴罐的防腐上也得到了廣泛的
應(yīng)用 ；近年來，由環(huán)氧樹脂改性而來的乙烯基酯
樹脂因其更加良好的耐熱性、耐腐蝕性、耐溶劑性、
施工性也得到了很快的發(fā)展 】。
1．2．2 在涂層保護(hù)上加涂緩蝕劑
緩蝕劑就是在基體材料中添加少量即能減緩
或抑制金屬腐蝕的添加劑 。它的用量很小，但效
果顯著。添加緩蝕劑是防止鋼鐵腐蝕的一種簡單而
有效的方法。在油罐防腐中，在防腐涂料上加涂緩
蝕劑是很常用的方法。
1．2．3 陰極保護(hù)
陰極保護(hù)是電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕方
法。這種方法主要針對電化學(xué)腐蝕，因此經(jīng)常用于
油罐底部的防腐。目前涂層和陰極保護(hù)聯(lián)合使用的
方法是防止腐蝕最為合理的手段。
1．2．4 適當(dāng)增加腐蝕嚴(yán)重部位的鋼材厚度
由內(nèi)腐蝕機(jī)理知，儲罐腐蝕嚴(yán)重的部位是罐頂
和罐底，合理增加罐頂和罐底的厚度，可以提高儲
罐的防腐能力，增加儲罐的使用年限 。
1．2．5 周期性檢查
油罐的外部檢查和油罐測厚檢查每年至少做
一次。對盛裝腐蝕性強(qiáng)的油品的油罐，每年要進(jìn)行
一次開罐檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決 。如果經(jīng)濟(jì)許
可，可選用更加優(yōu)質(zhì)的儲罐材質(zhì)、防腐涂料等。
2 儲罐外防腐
儲罐的外防腐包括儲罐外壁防腐、罐底板下表
面防腐和罐底外邊緣板防腐3個(gè)部分。
2．1 儲罐外防腐機(jī)理
2．1．1 儲罐外壁腐蝕
儲罐外壁包括罐壁和罐壁外附件(抗風(fēng)圈、加
強(qiáng)圈、罐壁金屬結(jié)構(gòu)附件、盤梯平臺等)。儲罐的
外壁腐蝕主要是典型的大氣腐蝕，它與儲罐所在地
的氣候狀況和大氣污染程度有密切關(guān)系，因此不同
地域的儲罐其外壁腐蝕狀況不同，一般沿海城市和
工業(yè)化程度高的城市，腐蝕情況最為嚴(yán)重，廣東、
海南的等地的儲罐腐蝕相對明顯就是證明。大氣腐
蝕的機(jī)理是通過冷凝水膜，在有害氣體(鹽類、二
氧化硫、二氧化碳、硫化氫、氧氣等)的作用下形
成的腐蝕原電池，其實(shí)質(zhì)屬于電化學(xué)腐蝕。影響大
氣腐蝕的因素有以下幾點(diǎn)rs ：①水膜的形成?？諝?
中夾雜的鹽類顆粒和氯化物(尤其是沿海地區(qū))，
很容易粘附在金屬表面，而鹽類和氯化物又具有很
強(qiáng)的吸濕性，在空氣濕度較大的情況下，很容易在
金屬表面形成水膜，氧在有水膜的情況下更容易到
達(dá)金屬表面(水膜厚度越薄，氧越容易擴(kuò)散)，因
化 工 201 2年l2月
此氧的去極化反應(yīng)也就更容易發(fā)生。②氧擴(kuò)散的影
響。氧氣作為主要的去極化劑是任何金屬在溶液
中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的根本原因，所以溶液中的氧與
金屬的腐蝕有直接的關(guān)系。一般來說，在有水的情
況下，氧越容易到達(dá)金屬表面，金屬的腐蝕速度越
快。③鹽類的影響。這類因素在沿海地區(qū)尤其突出，
鹽類會加速金屬表面水膜的形成，此外其中的氯化
物又是引起金屬發(fā)生點(diǎn)蝕的主要因素之一。④腐蝕
產(chǎn)物自身的影響。腐蝕產(chǎn)物在一定條件下也會影響
大氣腐蝕的電極反應(yīng)。
2．1．2 儲罐底板下表面的腐蝕
罐底板外側(cè)是儲罐外部腐蝕最為嚴(yán)重的部分。
其主要為土壤腐蝕和水腐蝕，也存在氧濃差腐蝕和
電偶腐蝕等；腐蝕性質(zhì)主要為電化學(xué)腐蝕，同時(shí)也
存在化學(xué)腐蝕。土壤腐蝕和水腐蝕的原因：油罐底
在實(shí)際中不與土壤直接接觸，通常用瀝青砂作為防
水墊層，但是盡管如此，含鹽的地下水還是會從毛
細(xì)管土壤上升到瀝青砂底面，又從瀝青砂中滲透到
罐底直接腐蝕；此外，罐底四周的雨水或從罐壁流
下的水也很容易侵入罐底造成腐蝕。氧濃差腐蝕主
要是由于罐底板與瀝青砂接觸不良以及管周和罐
中部位透氣性德差別引起的，氧濃度小得部位成為
陽極而被腐蝕。
2．I．3 罐底外邊緣板的腐蝕
罐底外邊緣板腐蝕是油罐失效的一個(gè)主要原
因。其腐蝕原因是：儲罐底板與基座的接觸部位，
隨溫度的變化底板會發(fā)生徑向伸縮，長期使用又由
于液位的不斷波動(dòng)也會造成罐底板變形，甚至造成
罐底板與基座脫開罐底邊緣向上翹起。在這種情況
下，雨水、雪水以及腐蝕性氣體會侵入罐底板與基
座的縫隙，從而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。另外，水在縫隙
中也會導(dǎo)致縫隙腐蝕 。
2．2 儲罐外防腐措施
罐頂與罐壁表面的防腐措施有很多種。目前廣
泛使用的是：環(huán)氧富鋅底漆加環(huán)氧云鐵中間漆再加
丙烯酸聚氨脂面漆，這一配套涂層。另外常用的還
有，環(huán)氧富鋅底漆加氯化橡膠中間漆再加氯化橡膠
面漆配套涂層和環(huán)氧富鋅底漆加環(huán)氧云鐵中間漆
再加氯磺化聚乙烯面漆配套涂層。比較新的工藝措
施是：環(huán)氧富鋅底漆加GR隔熱反射涂料的配套中
間漆再加GR隔熱反射涂料面漆配套涂層 州。GR隔
熱反射涂料耐候性強(qiáng)、耐沾污、使用壽命長，能夠
對太陽光、熱進(jìn)行反射、阻隔，這種方法不僅能防
止儲罐表面腐蝕，同時(shí)還起到隔熱降溫的作用，可
使物體表面溫度降低5～10℃，從而降低了油品的小
呼吸蒸發(fā)損失，是目前比較好的罐壁表面防腐措施。
罐底外表面防腐較常用的方法有：瀝青或環(huán)氧
瀝青涂層法；犧牲陽極(≤30 000 m )和外加電源
(>30 000 m。)的陰極保護(hù)措施；環(huán)氧類涂層或聚
氨酯涂層配合外加電流陰極保護(hù)法u”；水性硅酸鋁
富鋅涂料加環(huán)氧煤瀝青面漆涂層法等u 。
罐底外邊緣板的防腐的主流方法是：將防水涂
料CTPU中加入一定量的填充物配置成膠泥或粘泥，
涂覆在底層邊緣板上，再利角貼覆玻璃布加強(qiáng)涂層
強(qiáng)度。此外還有用三元乙丙彈性橡膠帶包覆等方法。
3 結(jié)束語
石油儲油罐的不同部位，腐蝕機(jī)理不同，故其
防腐措施也有所差別。在儲罐選用防腐措施時(shí)，應(yīng)
根據(jù)其腐蝕機(jī)理，針對性的選用防腐措施，這樣才
能做到經(jīng)濟(jì)節(jié)約的同時(shí)，高效的利用油罐，增大石
油儲油罐的使用壽命，增強(qiáng)石油儲油罐的安全性，
有效的降低因儲罐腐蝕而帶來的火災(zāi)及爆炸事故
的發(fā)生概率，不僅人身安全得到了進(jìn)一步保障，同
時(shí)還減少了經(jīng)濟(jì)損失。因此，石油儲罐的內(nèi)外防腐
具有極其重要的意義。
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