原油儲(chǔ)油罐的防腐是確保石化行業(yè)油品輸送，儲(chǔ)存及安全運(yùn)行必不可少的措施。在塔庫首站的2號(hào)儲(chǔ)油罐清罐作業(yè)過程中，我們發(fā)現(xiàn)其陽極塊腐蝕情況嚴(yán)重，其相關(guān)的附件也有不同程度的腐蝕，所以對(duì)儲(chǔ)罐實(shí)施長效綜合防腐蝕技術(shù)是非常必要的。
塔庫首站2#儲(chǔ)油罐概況
2#儲(chǔ)油罐為雙盤式外浮頂油罐，在浮頂與罐內(nèi)壁之間的環(huán)形空間有隨著浮頂上下的密封裝置。由于該型罐幾乎消除了氣體空間，從而大大降低了油品的蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)罐底板內(nèi)表面為耐高溫鋁合金犧牲陽極進(jìn)行保護(hù)，外表面采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，同時(shí)儲(chǔ)油罐防腐涂層情況如表1所示：
2#儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存的介質(zhì)為塔河重質(zhì)原油，富含硫化氫，原油常規(guī)分析數(shù)據(jù)如表2：
儲(chǔ)罐內(nèi)部 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，儲(chǔ)罐防腐涂層有少量銹斑，無粉化現(xiàn)象，主要集中在罐底板區(qū)域。儲(chǔ)罐罐壁板存在點(diǎn)蝕情況，分布較為均勻，程度一般，在離罐底板約1m處的罐壁板腐蝕情況較為嚴(yán)重。罐底板、中幅板、邊緣板均有坑蝕情況發(fā)生，具體深度不清楚，目測(cè)坑蝕深度約1mm;罐底板邊緣沿圓周方向未出現(xiàn)帶狀腐蝕。浮艙未發(fā)現(xiàn)因腐蝕出現(xiàn)的滲漏情況。對(duì)罐圈板逐一進(jìn)行測(cè)厚，第四層圈板以下有分散的、不規(guī)則的點(diǎn)蝕情況。另外陽極塊2/3左右均有不同程度腐蝕，個(gè)別陽極塊與儲(chǔ)罐焊接松動(dòng)。
儲(chǔ)罐附件 中央排水管、浮頂積水坑、緊急排水裝置等未發(fā)生腐蝕情況，扶梯、盤梯未生銹，內(nèi)伸縮式加熱器盤管的腐蝕較為嚴(yán)重，與水質(zhì)關(guān)系較大。
原油儲(chǔ)罐腐蝕機(jī)理及原因分析
原油儲(chǔ)罐內(nèi)部罐底腐蝕 引起油罐罐底腐蝕的根源是罐底沉積物、硫酸根離子、硫化物以及高濃度氯離子的含鹽污水等。當(dāng)沉積水中鎂、氯、鈣離子含量高時(shí),一方面增強(qiáng)了沉積水的電導(dǎo)率，有利于電子遷移，有利于腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行;另一方面又易于沉積結(jié)垢，抑制氧擴(kuò)散，易形成氧濃差電池，產(chǎn)生垢下腐蝕。當(dāng)氯離子極化度高時(shí)，將是強(qiáng)烈的腐蝕催化劑，它能促進(jìn)腐蝕過程的產(chǎn)生。沉積水中的活性硫化物能直接與金屬鐵發(fā)生反應(yīng),加重了罐底的腐蝕。
罐外底板 儲(chǔ)罐外底板基礎(chǔ)砂是產(chǎn)生各種腐蝕的主要原因。這是由于底板各部的壓力差使基礎(chǔ)砂產(chǎn)生不同壓實(shí)度，形成氧濃差電池。腐蝕形態(tài)一般以孔蝕為主，也由于焊接應(yīng)力等造成局部應(yīng)力腐蝕和焊縫部位的腐蝕。此外，由于地基下沉，罐底變形，雨水滲透都造成不同程度的加速腐蝕。但腐蝕最嚴(yán)重部位為罐底周邊。
長效綜合防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用
長效綜合防腐蝕技術(shù) 采用陰極保護(hù)與涂料的聯(lián)合保護(hù)是行之有效的防腐蝕措施。對(duì)于大面積的結(jié)構(gòu)，單獨(dú)采用陰極保護(hù)要消耗大電流,如涂料與陰極保護(hù)相結(jié)合，由于絕大部分陰極面積被涂料覆蓋，電流的消耗則大為降低，且克服了單獨(dú)采用涂料容易出現(xiàn)針孔和局部損壞等缺點(diǎn)。采用陰極保護(hù)與抗靜電涂料同時(shí)使用是不正確的，因?yàn)檫@種情況可增大腐蝕電流,造成犧牲陽極無為消耗，縮短陽極壽命，降低防腐蝕效果。長效綜合防腐蝕技術(shù)采用了陰極保護(hù)與專用防腐蝕涂料保護(hù)相結(jié)合的方法，首先在金屬表面涂一層高性能的油罐專用保護(hù)涂料，并將被保護(hù)金屬和一種經(jīng)特殊組合的可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金(即犧牲陽極)相連，使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率。而普通陰極保護(hù)技術(shù)采用的是一般的陰極保護(hù)加油罐抗靜電防腐蝕涂料。陰極保護(hù)可從以下兩方面進(jìn)行描述:首先，在被保護(hù)金屬與犧牲陽極所形成的電偶電池中，電位較正的金屬為陰極而受到保護(hù)，電位較負(fù)的金屬將成為陽極(犧牲陽極)，在一定的保護(hù)電位下，在保護(hù)電池中的陽極被腐蝕消耗，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)被保護(hù)金屬(陰極)的保護(hù)。另外，隨著電池電位的增大, 電偶腐蝕也將隨著增大。按SY/T0019-97陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范，陰極保護(hù)的基本準(zhǔn)則是被保護(hù)金屬相對(duì)于飽和銅/硫酸銅參比電極的陰極極化電位(以下稱工作電位)小于等于-0.85V。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 由于2#罐中，陽極塊的腐蝕最嚴(yán)重的，因此合理選擇陽極塊是長效綜合防腐蝕技術(shù)中比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。新型Am-35系列的陽極塊具有壽命長、效率高、交替進(jìn)入油中和水中時(shí)不影響陽極性能等特點(diǎn)。傳統(tǒng)犧牲陽極產(chǎn)品陽極塊離子交換活躍，但是活動(dòng)分布不均勻，腐蝕速度不同，陽極表面不許粘染油污,否則影響電化學(xué)性能。Am-35系列的陽極塊腐蝕分布很均勻，由于在研制過程中改進(jìn)了配方，特別適宜在原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板上使用。綜合防腐蝕技術(shù)中強(qiáng)調(diào)了要選用匹配的防腐蝕涂料與犧牲陽極配套使用，但現(xiàn)用的抗靜電涂料效果并不理想，因此建議在油罐內(nèi)底板及罐壁1.5m范圍內(nèi)使用F-I型油罐專用防腐蝕涂料，以加強(qiáng)防腐蝕耐油、耐陰極剝離性能。
同時(shí)，正確安裝施工也對(duì)日后的儲(chǔ)罐防腐中也起到至關(guān)重要的作用，應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行表面處理,涂料噴刷及涂層檢測(cè);犧牲陽極在使用之前，應(yīng)對(duì)表面用鋼絲刷或砂紙打磨，清除表面的氧化膜及油污，使其顯金屬光澤;罐內(nèi)犧牲陽極的焊接在涂料防腐蝕前和噴砂除銹后進(jìn)行;對(duì)每臺(tái)罐底圓周勻分布的10處挖陽極坑深 1.8m，距罐底座邊約2.0m，組合陽極間距2.0m～2.5m。埋設(shè)時(shí)陽極四周不低于50mm厚的助導(dǎo)劑層，回填前加入充足的水，使之成飽和狀態(tài)。
應(yīng)用效果 2#儲(chǔ)罐更換陽極塊后，與1#儲(chǔ)油罐相比，2座原油儲(chǔ)罐在投用前3年工作電壓都能滿足陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范的基本保護(hù)準(zhǔn)則。但第4年起測(cè)試結(jié)果表明，2#原油儲(chǔ)罐工作電位為-0.89V(其值小于-0.85V)，仍能滿足陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范的基本保護(hù)準(zhǔn)則;而1#原油儲(chǔ)罐工作電位分別為-0.76V左右(取1年平均值)，其值大于陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范的基本保護(hù)準(zhǔn)則要求的-0.85V，而且被保護(hù)金屬與犧牲陽極之間的電位差增大，與2號(hào)原油儲(chǔ)罐相比腐蝕速度明顯加大，保護(hù)效果降低。由此可以看出，采用長效綜合防腐蝕技術(shù)的效果明顯優(yōu)于普通陰極保護(hù)技術(shù)。
通過以上對(duì)比試驗(yàn)及分析，可以看出采用長效綜合防腐蝕技術(shù)可使油罐壽命將較大幅度的延長。另外，該項(xiàng)技術(shù)還具有容易安裝、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)，也可應(yīng)用于一般的儲(chǔ)罐容器、換熱器和管線等，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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