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金属储罐所储存的油品往往含有氢、硫酸、有机和无机盐以及水分等腐蚀性化学物质,加上罐外壁受环境因素影响,油罐的寿命会**缩短。如果不能及时对金属油罐进行防腐处理,轻则影响油品质量,重则易造成油品泄漏,污染环境,而且容易造成火灾、爆炸。因此,对金属油罐进行防腐蚀处理是非常必要的。 1、轻质油罐的使用情况 轻质油罐主要是指储存汽油、柴油、煤油等轻质油品的储罐,挥发性高的轻质油品如汽油等比挥发性低的重质油品腐蚀性强,特别是在气相部位,腐蚀更严重。这类油料储罐的罐体外壁容易发生化学腐蚀,油罐内部则容易发生其余几种形式的腐蚀。由于氧在轻油中的溶解度很高,一部分溶解氧可以进入罐底水中,所以罐底仍存在轻度的电池微腐蚀和氧浓差电池腐蚀。而且这类油料储罐的具体腐蚀情况也随介质的不同。另外,石油产品尤其是轻质油品在其生产、储存、使用时常常发生磨擦、冲击、碰撞、挤压,在油罐喷射、晃动、加注、冲洗等过程中,极易产生大量静电荷并引起静电燃爆,此类破坏是十分危险的。 2、轻质油罐腐蚀环境 油罐的内腐蚀与储存介质的种类、性质、温度和油罐形式等因素有关。油罐内部存在两个腐蚀环境,一个是液相,一个是气相。对于温度小于100℃且存在水相的油罐,液相又分为两层,除油层外在油罐底部通常有水层。对于固定顶油罐,内部各部位腐蚀特点如下: 罐顶及罐壁上部。这个部位不直接接触油品,属于气相腐蚀。根据大气腐蚀机理,其实质属于电化学腐蚀范畴,腐蚀是通过冷凝水膜,在有害气体如SO2,CO2,H2S,O2等的作用下,形成腐蚀原电池。由于水膜薄,氧容易扩散,耗氧型腐蚀起主导作用。在罐壁气液结合面处的腐蚀,是氧浓差电池条件下的腐蚀,是罐壁腐蚀最严重的部位之一。自支撑固定顶在高应力区域有时存在应力腐蚀。 罐壁中部。罐壁中部直接与油品接触,其腐蚀主要是油品的化学腐蚀,这个部位腐蚀程度最轻。但对于液位经常变化的油罐,气液结合面处的腐蚀比较严重。罐壁下部和罐底板上表面。这个部位是油罐内腐蚀最严重的部位,主要是电化学腐蚀。由于储存和运输过程中水分积存在罐底板上,形成矿化度较高的含油污水层,造成电化学腐蚀。通常含油污水中含有Cl-和硫酸盐还原菌,同时溶有S02,CO2,H2S等有害气体,腐蚀性极强。在罐壁下部和罐底板上表面油水结合面处,存在浓差腐蚀。当底板上设置加热盘管时,由于温度和焊接形成的电偶因素会加剧局部腐蚀。由于罐底存在向外的坡度,因此在罐壁和罐底结合处,腐蚀最严重,是防腐重点保护区域。罐底板上表面除了存在均匀腐蚀外,局部腐蚀(特别是点腐蚀、坑腐蚀)非常严重,是造成底板穿孔的主要原因。 裸露的固定顶和罐壁。属于大气腐蚀。根据大气腐蚀机理,其实质属于电化学腐蚀范畴,腐蚀是通过冷凝水膜,在有害气体如SO2、CO2、H2S、O2等的作用下,形成腐蚀原电池。由于水膜薄,氧容易扩散,耗氧型腐蚀起主导作用。工业大气和海洋大气条件下,腐蚀最为严重。 油罐底板下表面。主要为土壤腐蚀和水腐蚀。另外,由于基础中心部位和周边的透气性存在差别,也会引起氧浓差电池,中心部位成为阳极而被腐蚀;地下的杂散电流也会加剧底板腐蚀;接地极可引起电偶腐蚀,采用锌接地极可以有效减小电偶腐蚀。此外,在油罐内部结构不密闭处,如间断焊焊缝处,存在缝隙腐蚀。 3、腐蚀机理分析与讨论 金属的腐蚀都是在两种或两种以上的因素影响下发生的,轻烃储罐的腐蚀也是这样。由轻烃液体中所含的水分引起的电化学腐蚀由于生产的需要,轻烃中掺有少量的水,在涂层破坏的地方,铁与水发生电化学反应。 这应从电偶腐蚀的角度来分析。当防腐涂层被破坏的时候,裸露的金属电位较负(铁的标准电极电位是-0.44V),而涂层的电极电位却比较正,这样裸露的金属与涂层之间就形成了一个腐蚀电池。阳极是被破坏的涂层下裸露的金属,阴极是没有被破坏的涂层。特别要强调的是,这里所形成的腐蚀电池是大阴极、小阳极,在这种情况下腐蚀速率将会成倍增加,以致出现了上面所提到的较高的腐蚀速率。 由此可见,硫化氢腐蚀的最终产物是FeS。尽管FeS膜不溶于轻烃液体,但它却不具保护性,以上的腐蚀过程可以在膜下继续进行,而且腐蚀速度更快。 4、防腐现状及几种防腐措施 针对以上现状问题,建议采取以下防护措施:选用防腐涂料保护。涂层保护对于轻质储罐来说是最实用也是最经济的保护措施。涂层破损的原因多数是因为涂料附着力不好、涂层有针孔、耐溶剂性能差、抗轻烃液体渗透能力不好。因此,在涂料的选择上应遵循以下几项原则:优良的附着力;优良的抗渗透性;稳定的耐溶剂性(轻烃液体);良好的柔韧性和抗冲击性;良好的施工性,即流平性好、不流挂、表干时间适中。 定期检查。做好每年至少一次的油罐外部检查,每年对油罐至少进行一次测厚检查。对腐蚀严重的储罐,如汽油、煤油等腐蚀严重的半成品罐采用一年一次开罐检查,发现问题及时修补。此外,在考虑经济性的前提下,可以考虑必要的材质升级。
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