原油儲油罐的防腐是確保石化行業(yè)油品輸送,儲存及安全運(yùn)行必不可少的措施。在塔庫首站的2號儲油罐清罐作業(yè)過程中,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,所以對儲罐實(shí)施長效綜合防腐蝕技術(shù)是非常必要的。
塔庫首站儲油罐概況
儲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)。
經(jīng)現(xiàn)場勘察,儲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。對罐圈板逐一進(jìn)行測厚,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,個別陽極塊與儲罐焊接松動。
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。
原油儲罐腐蝕機(jī)理及原因分析
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,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,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
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.
由于罐中,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。
通過試驗(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)用于一般的儲罐容器、換熱器和管線等,具有廣泛的應(yīng)用前景。
責(zé)任編輯:劉傳
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