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淺談?shì)p質(zhì)油罐腐蝕的防護(hù)措施

文檔作者：錢新文檔來(lái)源：中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇南通石油分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月14日
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安全技術(shù) ．
淺談?shì)p質(zhì)油罐腐蝕的防護(hù)措施
錢新
(中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇南通石油分公司，江蘇南通226153)
摘要分析了輕質(zhì)油罐的腐蝕特點(diǎn)及機(jī)
理，針對(duì)油罐腐蝕的現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的對(duì)策。
關(guān)鍵詞輕質(zhì)油罐腐蝕保護(hù)措施
調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家腐蝕造成
的經(jīng)濟(jì)損失約占當(dāng)年國(guó)民生產(chǎn)總值的1．8％～4．2％
左右。我國(guó)每年因腐蝕引起的損失估計(jì)達(dá)5 000
億元，約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值的5％。儲(chǔ)油罐的腐蝕問(wèn)
題也是個(gè)老大難問(wèn)題。儲(chǔ)油罐腐蝕的加劇會(huì)造成
儲(chǔ)罐泄漏，并引發(fā)嚴(yán)重的爆炸事故發(fā)生。
金屬儲(chǔ)罐所儲(chǔ)存的油品往往含有氫、硫酸、有
機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽以及水分等腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，加上罐
外壁受環(huán)境因素影響，油罐的壽命會(huì)大大縮短。如
果不能及時(shí)對(duì)金屬油罐進(jìn)行防腐處理，輕則影響
油品質(zhì)量，重則易造成油品泄漏，污染環(huán)境，而且
容易造成火災(zāi)、爆炸。因此，對(duì)金屬油罐進(jìn)行防腐
蝕處理是非常必要的。
1 輕質(zhì)油罐的腐蝕特點(diǎn)
輕質(zhì)油罐主要是指儲(chǔ)存汽油、柴油、煤油等輕
質(zhì)油品的儲(chǔ)罐，揮發(fā)性高的輕質(zhì)油品如汽油等比
揮發(fā)性低的重質(zhì)油品腐蝕性強(qiáng)，特別是在氣相部
位，腐蝕更嚴(yán)重。這類油品儲(chǔ)罐的罐體外壁容易發(fā)
生化學(xué)腐蝕，油罐內(nèi)部則容易發(fā)生其他形式的腐
蝕。由于氧在輕油中的溶解度很高，一部分溶解氧
可以進(jìn)入罐底水中，所以罐底仍存在輕度的電池
微腐蝕和氧濃差電池腐蝕。下面對(duì)輕質(zhì)油罐不同
部位的腐蝕環(huán)境進(jìn)行分析(見(jiàn)圖1)。
大
氣
氣相
液相
油水混合物
土 壤
圖1輕質(zhì)油罐示意
油罐的內(nèi)腐蝕與儲(chǔ)存介質(zhì)的種類、性質(zhì)、溫度
和油罐型式等因素有關(guān)。油罐內(nèi)部存在兩個(gè)腐蝕
環(huán)境：液相和氣相。對(duì)于溫度小于100％且存在水
相的油罐，液相又分為兩層，除油層外在油罐底部
通常有水層。對(duì)于固定頂油罐，內(nèi)部各部位腐蝕特
點(diǎn)如下。
a)罐頂及罐壁上部。該部位不直接接觸油
品，屬于氣相腐蝕。根據(jù)大氣腐蝕機(jī)理，其實(shí)質(zhì)屬
于電化學(xué)腐蝕范疇，腐蝕是通過(guò)冷凝水膜，在有害
氣體如SO 、CO 、H S、O 等的作用下，形成腐蝕原
來(lái)稿日期：2008—08—27
作者簡(jiǎn)介：錢新，工程師，1996年畢業(yè)于華東石
油學(xué)院采油工程專業(yè)，獲得國(guó)家實(shí)用專利1
項(xiàng)，長(zhǎng)期從事職工技術(shù)培訓(xùn)管理工作。
SAFETY HEALTH ＆ ENvIRONMENT @
安全
境 安全技術(shù)
電池。由于水膜薄，氧容易擴(kuò)散，耗氧型腐蝕起主
導(dǎo)作用。在罐壁氣液結(jié)合面處的腐蝕，是氧濃差電
池條件下的腐蝕，是罐壁腐蝕最嚴(yán)重的部位之一。
自支撐固定頂在高應(yīng)力區(qū)域有時(shí)存在應(yīng)力腐蝕。
b)罐壁中部。罐壁中部直接與油品接觸，其
腐蝕主要是油品的化學(xué)腐蝕，這個(gè)部位腐蝕程度
最輕。但對(duì)于液位經(jīng)常變化的油罐，氣液結(jié)合面處
的腐蝕比較嚴(yán)重。
c)罐壁下部和罐底板上表面。這個(gè)部位是油
罐內(nèi)腐蝕最嚴(yán)重的部位，主要是電化學(xué)腐蝕。由于
儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中水分積存在罐底板上，形成礦
化度較高的含油污水層，造成電化學(xué)腐蝕。通常含
油污水中含有Cr和硫酸鹽還原菌， 同時(shí)溶有
SO 、CO 、H S等有害氣體，腐蝕性極強(qiáng)。在罐壁下
部和罐底板上表面油水結(jié)合面處，存在濃差腐蝕。
當(dāng)?shù)装迳显O(shè)置加熱盤管時(shí)，由于溫度和焊接形成
的電偶因素會(huì)加劇局部腐蝕。由于罐底存在向外
的坡度，因此在罐壁和罐底結(jié)合處，腐蝕最嚴(yán)重，
是防腐重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域。罐底板上表面除了存在均
勻腐蝕外，局部腐蝕(特別是點(diǎn)腐蝕、坑腐蝕)非常
嚴(yán)重，是造成底板穿孑L的主要原因。
d)裸露的固定頂和罐壁。該部位屬于大氣腐
蝕。根據(jù)大氣腐蝕機(jī)理，其實(shí)質(zhì)屬于電化學(xué)腐蝕范
疇，耗氧型腐蝕起主導(dǎo)作用。工業(yè)大氣和海洋大氣
條件下，腐蝕最為嚴(yán)重。
e)油罐底板下表面。主要為土壤腐蝕和水腐
蝕。另外，由于基礎(chǔ)中心部位和周邊的透氣性存在
差別，也會(huì)引起氧濃差電池，中心部位成為陽(yáng)極而
被腐蝕；地下的雜散電流也會(huì)加劇底板腐蝕；接地
極可引起電偶腐蝕，采用鋅接地極可以有效減小
電偶腐蝕。
此外，在油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密閉處，如問(wèn)斷焊焊
縫處，存在縫隙腐蝕。
2 腐蝕機(jī)理分析
金屬的腐蝕都是在兩種或兩種以上的因素影
響下發(fā)生的，輕烴儲(chǔ)罐的腐蝕也是這樣。
a)輕烴液體中所含水分引起的電化學(xué)腐蝕。
由于生產(chǎn)的需要，輕烴中摻有少量的水，在涂層破
壞的地方，鐵與水發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng)：
陽(yáng)極反應(yīng)：Fe_Fe +2e一
陰極反應(yīng)：1／202+H2O+2e~20H一
@ 2008年第8卷第11期
總反應(yīng)：Fe +20H--+Fe(OH)，
進(jìn)一步氧化后，氫氧化鐵部分脫水成為鐵銹。
在通常情況下，以上電化學(xué)反應(yīng)的速率不是
很快，達(dá)不到0．4～1．4 mm／a這樣高的速率。那又
是什么原因使得罐壁的腐蝕速率如此之高呢?這
應(yīng)從電偶腐蝕的角度來(lái)分析。當(dāng)防腐涂層被破壞
的時(shí)候，裸露的金屬電位較負(fù)(鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位
是一0．44V)，而涂層的電極電位卻比較正，這樣裸
露的金屬與涂層之間就形成了一個(gè)腐蝕電池。陽(yáng)
極是被破壞的涂層下裸露的金屬，陰極是沒(méi)有被
破壞的涂層。特別要強(qiáng)調(diào)的是，這里所形成的腐蝕
電池是大陰極、小陽(yáng)極，在這種情況下腐蝕速率將
會(huì)成倍增加，導(dǎo)致罐底部分具有較高的腐蝕速率。
b)硫化氫腐蝕。硫化氫在含水的輕烴液體中
發(fā)生離解：
H2S—}H +HS— HS一—}H +S 一
這種含有H S的輕烴液體對(duì)罐壁的腐蝕是一
種電化學(xué)反應(yīng)：
陽(yáng)極反應(yīng)：Fe Fe +2e一
陰極反應(yīng)：2H +2e-7+2H—
L2H(滲透)
Fe ++S 一—}FeS
由此可見(jiàn)，硫化氫腐蝕的最終產(chǎn)物是FeS。盡
管FeS膜不溶于輕烴液體，但它卻不具保護(hù)性，以
上的腐蝕過(guò)程可以在膜下繼續(xù)進(jìn)行，而且腐蝕速
度更快。
3 防腐現(xiàn)狀及措施
南通石油分公司一部分輕油儲(chǔ)罐由于使用年
限長(zhǎng)、腐蝕嚴(yán)重，防腐手段比較單一，大部分輕質(zhì)
油罐外壁采用涂刷銀粉，罐底板涂刷環(huán)氧煤瀝青
漆，部分輕質(zhì)油罐內(nèi)壁涂刷導(dǎo)靜電防腐涂料，存在
著注重防腐材料，忽視基層處理的問(wèn)題。由于金屬
基層除銹不徹底，刷漆后罐壁表面大面積返銹。針
對(duì)以上現(xiàn)狀問(wèn)題，建議采取以下防護(hù)措施：
a)選用好的防腐涂料品種。涂層保護(hù)對(duì)于
輕烴儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)是最實(shí)用也是最經(jīng)濟(jì)的保護(hù)措施。
涂層破損的原因多數(shù)是因?yàn)橥苛细街Σ缓?、?
層有針孔、耐溶劑性能差、抗輕烴液體滲透能力
不好。因此，在涂料的選擇上應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原
則：優(yōu)良的附著力；優(yōu)良的抗?jié)B透性；穩(wěn)定的耐溶
劑性(輕烴液體)；良好的柔韌性和抗沖擊性；良
錢新．淺談?shì)p質(zhì)油罐腐蝕的防護(hù)措施 安全技術(shù)
好的施工性，即流平性好、不流掛、表干時(shí)間適
中。
為此，底層可采用環(huán)氧玻璃鱗片涂料，涂料中
極薄的玻璃鱗片可以像魚鱗一樣平行于金屬基體
表面很致密地一層層排列，液體和氣體介質(zhì)要想
到達(dá)金屬表面，必須像走迷宮似的繞過(guò)層層鱗片，
這樣可以起到很好的隔離阻擋作用。這種涂料目
前在歐美等國(guó)很受青睞，也是國(guó)內(nèi)防腐專家大力
推薦的優(yōu)質(zhì)涂料。
面層涂料建議采用導(dǎo)靜電涂料，以便將罐內(nèi)
產(chǎn)生的電荷及時(shí)排除，保證儲(chǔ)罐的安全。
b)熱噴鋁+防腐涂料+導(dǎo)靜電涂料。這種方
法實(shí)際上就是在第一種方法實(shí)施之前，先在罐壁
上用熱噴涂的方法噴一層鋁。這種方法有兩大優(yōu)
點(diǎn)：①熱噴鋁與基體金屬的結(jié)合力比有機(jī)涂料好；
②是鋁對(duì)于鋼質(zhì)罐壁有陰極保護(hù)作用。
C)在涂層保護(hù)的基礎(chǔ)上添加緩蝕劑。實(shí)踐證
明，合理地添加緩蝕劑是防止鋼鐵腐蝕的一種簡(jiǎn)
單而有效的方法。添加緩蝕劑的關(guān)鍵在于合理地
選擇緩蝕劑。在含有水和H s的輕烴液體中通常
使用吸附型膜緩蝕劑，因?yàn)檫@種緩蝕劑分子中有
極性基團(tuán)，能在金屬表面吸附成膜，并由分子中的
疏水基團(tuán)來(lái)阻礙水和去極化劑到達(dá)金屬表面，從
而保護(hù)金屬。
d)正確的涂料施工。在油罐防腐表面處理
時(shí)，有條件的應(yīng)盡可能用壓力為0．4～0．6 MPa的
(上接第18頁(yè))
e)系統(tǒng)清洗實(shí)踐表明，化學(xué)清洗技術(shù)可以用
于在線化學(xué)清洗，當(dāng)系統(tǒng)換熱效率降低時(shí)，可以將
系統(tǒng)中的部分設(shè)備切出，進(jìn)行在線化學(xué)清洗，不需
要拆開設(shè)備進(jìn)行清洗，這樣既縮短了檢修時(shí)間，又
避免了檢修帶來(lái)的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
Application Chemical Cleaning Technique in
Refinery Heat Exchange System
Zhang W uxing，Liu Yongbin and Zhao Zhenhui
壓縮空氣進(jìn)行噴砂除銹。完全除去氧化皮、鐵銹、
焊渣、油污及舊漆，達(dá)到金屬表面無(wú)氧化皮、無(wú)鐵
銹、無(wú)油、無(wú)渣、無(wú)灰、無(wú)水，露出金屬本色，達(dá)到
sa 2．5級(jí)后，在24 h內(nèi)噴涂防腐涂料。并要確保噴
涂厚度，涂層外觀沒(méi)有氣泡、針孔、桔皮、起皺、刷
痕、邊界不清等缺陷。
e)適當(dāng)增加腐蝕嚴(yán)重部位的鋼材厚度。適當(dāng)
增加腐蝕嚴(yán)重部位如罐底和罐頂?shù)暮穸瓤梢蕴岣?
防腐能力，但不應(yīng)超過(guò)鋼板總厚度的20％。
f)定期檢查。做好每年至少一次的油罐外部
檢查，每年對(duì)油罐至少進(jìn)行一次測(cè)厚檢查。對(duì)腐蝕
嚴(yán)重的儲(chǔ)罐，如汽油、煤油等儲(chǔ)罐采用一年一次開
罐檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修補(bǔ)。此外，在考慮經(jīng)濟(jì)性
的前提下，可以考慮必要的材質(zhì)升級(jí)。
DisCUSSion about Corrosion Prevention M easures
oj nght Oil Tanks
Qian Xin
(SINOPEC Nantong Sub-company，Jiangsu，Nantong，
226153)
Abstract： This paper analyzes corrosion characters
and its theory of light oil tanks， and offers the
prevention measures according to its curent situation．
Key words： light oil tank； corrosion； prevention
measures 0
(SINOPEC Luoyang Sub—company，Henan，Luoyang，
471012)
Abstract：This paper introduces the chemical cleaning
theory and its process implemented in crude oil and
heavy oil heat exchange system of atmospheric &amp;amp;
vacuum unit．The practical results show that it has
good cleaning effect to avoid safety and environmental
risk．It ofers one good online chemical cleaning
method for refinery plants．
Key words：chemical cleaning；heat exchan ge system；
oil refinery 0

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