儲(chǔ)罐的腐蝕原因、易受腐部位及檢測方法
2023-02-09 17:10:50
作者：中國化學(xué)品安全協(xié)會(huì) 來源：中國化學(xué)品安全協(xié)會(huì)
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在高危的化工行業(yè)，如果我們不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的腐蝕，后果便是一場場的事故，特別是各種高危介質(zhì)的載體--儲(chǔ)罐。那么，儲(chǔ)罐的腐蝕一般發(fā)生在哪些部位？應(yīng)該如何防范呢？儲(chǔ)罐外壁接觸大氣，儲(chǔ)罐周邊的環(huán)境一般為石油化工企業(yè)，工業(yè)大氣中含有二氧化硫、硫化氫、二氧化氮等有害氣體，由于吸附作用、冷凝作用或下雨等原因，空氣中的水汽或雨水在儲(chǔ)罐外壁形成水膜，這種水中可能溶有酸、堿、鹽類和其他雜質(zhì)，會(huì)起到電解液的作用，使金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕。因電解液層比較薄，所以外壁電化學(xué)腐蝕比較輕微，而且腐蝕也比較均勻。但在罐頂凹陷處、焊縫凹陷處、保溫層易進(jìn)水的地方、抗風(fēng)圈與罐壁連接處以及其他易積水的地方，會(huì)形成較為嚴(yán)重的局部腐蝕。儲(chǔ)罐內(nèi)壁有兩個(gè)重點(diǎn)腐蝕部位，分別是底部焊縫向上0-300mm的范圍內(nèi)的罐壁以及介質(zhì)液位波動(dòng)處（即油氣交界面附近）。在介質(zhì)中雜質(zhì)的水分長時(shí)間沉積，在灌內(nèi)形成積水，由于排水管的中心線一般比罐壁高約300mm，所以罐底始終有200mm-300mm的水存在，沉積水中含大量的氯化物、硫化物、氧、酸類物質(zhì)等，形成較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，造成儲(chǔ)罐內(nèi)壁根部較嚴(yán)重的局部腐蝕。罐壁液位波動(dòng)處，由于介質(zhì)內(nèi)和介質(zhì)上部氣象空間中的含氧量不同，可形成氧濃差電池而造成腐蝕。還可因液位處干濕狀況頻繁交替導(dǎo)致沉淀物的積聚而形成垢下腐蝕。在儲(chǔ)罐進(jìn)出料過程中，液位的變化及攪動(dòng)作用，更加速了這兩種腐蝕。罐底一側(cè)與介質(zhì)接觸，一側(cè)與土壤接觸。儲(chǔ)罐底板的介質(zhì)側(cè)一般腐蝕的會(huì)比壁板更加嚴(yán)重，有時(shí)甚至?xí)g穿孔而出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。這些腐蝕主要源于灌內(nèi)的沉積水，沉積水中的硫化物、氯化物、氧等物質(zhì)會(huì)與金屬發(fā)生反應(yīng)，造成的電化學(xué)腐蝕。另外，在物料的注入部位，由于流體的沖刷，可能形成局部的沖蝕。立柱在灌裝、提取、液流運(yùn)動(dòng)等正常狀態(tài)下，都可能與底板發(fā)生摩擦和振動(dòng)，這種機(jī)械磨損配合縫隙腐蝕，可導(dǎo)致立柱下底板的腐蝕穿孔。儲(chǔ)罐底板的土壤側(cè)的儲(chǔ)罐底板的腐蝕比介質(zhì)側(cè)更加嚴(yán)重。邊緣板是容易受腐蝕的部位，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)如果沒有有效的防滲水措施或防滲水材料老化失效，則雨水和水汽容易沿罐底板與罐基礎(chǔ)的縫隙侵入到罐底的周邊部位，進(jìn)行腐蝕。由于儲(chǔ)罐沉陷的不均勻，底板會(huì)高低起伏或有踏空現(xiàn)象。罐底板與基礎(chǔ)的接觸不良會(huì)導(dǎo)致罐底土壤的充氣不均而形成氧濃差電池，造成罐底板的腐蝕。由毛細(xì)現(xiàn)象引起的水分侵入和由于水的存在而造成的微生物腐蝕。儲(chǔ)罐內(nèi)、外部腐蝕機(jī)理總結(jié)面對(duì)這些腐蝕，如果不加以防范，后果不堪設(shè)想。那么，我們應(yīng)該如何去防范呢？定期檢查與實(shí)時(shí)監(jiān)測是比較常用的方法。儲(chǔ)罐的整體腐蝕、重大缺陷一般可通過宏觀檢查和超聲波測厚發(fā)現(xiàn)。其中宏觀檢測包括：
- 浮盤、密封、升降導(dǎo)向系統(tǒng)的完好性。
根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測材料的厚度。超聲波厚度檢測是罐體整體腐蝕的常用檢測方法，應(yīng)對(duì)壁板和頂板壁厚進(jìn)行測定，可按下列三種情況布點(diǎn)：
儲(chǔ)罐壁板超聲面測厚技術(shù)如下圖所示
儲(chǔ)罐壁板超聲焊縫檢測技術(shù)如下圖所示
聲發(fā)射又稱應(yīng)力波發(fā)射。在外部條件的作用下，固體的缺陷或潛在缺陷改變狀態(tài)而自動(dòng)發(fā)出的彈性波的現(xiàn)象便是聲發(fā)射。聲發(fā)射檢測采用高靈敏度傳感器，在材料或者構(gòu)件受到外力的作用，且又遠(yuǎn)在其達(dá)到破損以前，接收這些缺陷與損傷開始出現(xiàn)或擴(kuò)展時(shí)所發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)，通過對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析，處理來進(jìn)行檢測、評(píng)估材料或者構(gòu)件缺陷、損傷等內(nèi)部特征。
可提供材料何時(shí)、何處、嚴(yán)重程度信息，進(jìn)行失效破壞的提前預(yù)報(bào)。缺陷的動(dòng)態(tài)信息，可由此來評(píng)價(jià)缺陷的實(shí)際危害程度，以及結(jié)構(gòu)的整體性和預(yù)期使用壽命。可提供隨載荷、時(shí)間、溫度等工況的瞬態(tài)或連續(xù)信息，因此適用于過程監(jiān)控，以及早期或臨近破壞的預(yù)報(bào)。儲(chǔ)罐底板的聲發(fā)射檢測示意圖如下所示
值得注意的是，這種方法檢測可以保最少拆除儲(chǔ)罐的保溫層。為安裝探頭只需在保溫層上開一個(gè)小孔，而不需要拆掉保溫層來發(fā)現(xiàn)保溫層下的容器腐蝕等問題。高溫現(xiàn)場使用波導(dǎo)桿可永久焊在容器表面，只需要在保溫層開一個(gè)2cm直徑的孔，探頭安裝在保溫層外部。在非常大的低溫鑄罐上的探頭為日常檢測永久地安裝在保溫層下，并將電纜聯(lián)接到一個(gè)操制盤上。鐵磁性材料在磁化后內(nèi)部產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)（主要包括缺陷造成的不連續(xù)性和結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)等原因造成的不連續(xù)性），磁力線會(huì)發(fā)生畸變，部分磁力線就有可能溢出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場，漏磁場的局部磁極能夠吸引鐵磁物質(zhì)。
可采用在線熱像儀進(jìn)行泄露分析檢測，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行觀測和分析管線法蘭、機(jī)泵密封、儲(chǔ)罐等部位的泄露。
2、視頻監(jiān)測技術(shù)-保溫層定性監(jiān)測分析采用定點(diǎn)熱成像儀進(jìn)行監(jiān)測，可清晰識(shí)別保溫失效程度，提供重點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行掃描檢測，為辨別保溫層脫落或罐壁腐蝕失效提供預(yù)處理定位依據(jù)。
3、視頻監(jiān)測技術(shù)-多罐液位監(jiān)測
采用定點(diǎn)熱成像儀進(jìn)行監(jiān)測，可清晰觀察多罐液位。
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