原油储罐的腐蚀机理及防腐蚀措施分析

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摘要：加强原油储罐的腐蚀防护措施，选择合适的防腐技术方法，可以有效地提高原油储罐的使用寿命，减少原油储罐安全事故的发生率。本文对原油储罐腐蚀的部位进行了分析，阐述了原油储罐发生腐蚀的机理，并会对原油储罐的内部腐蚀和外部腐蚀提出了具体的防护措施。
关键词：原油储罐；防腐；腐蚀
原油储罐是炼油化工企业储存原油和中间产品的重要设备之一，对于原油管道运输业来讲，更是必不可少的设备。腐蚀是炼油化工企业安全生产的重大隐患之一，严重影响着炼油化工企业的经济效益。在内部腐蚀性介质的作用和外部环境的影响下，原油储罐腐蚀会相当严重，如果不能及时掌握原油储罐的腐蚀程度，采取必要的腐蚀防护措施，将会引起各种恶性安全事故的发生。
一、原油储罐腐蚀部位分析
原油储罐很容易受到内部腐蚀介质和外界环境介质的腐蚀。内部腐蚀为石油储罐内部存储原油介质、内部积水、以及储罐内部凝结水汽所导致的腐蚀影响，由于原油储罐内部接触的介质中含有腐蚀性物质，因此腐蚀程度比较严重。原油储罐外部腐蚀为杂散电流干扰腐蚀、大气腐蚀以及保温层结垢吸水后的腐蚀等因素影响，外部腐蚀由于储罐与外界所处的环境不同，其腐蚀程度也不尽相同。原油储罐的腐蚀严重的部位主要集中发生在罐顶、罐底内侧、罐底外侧等三个区域。
二、原油储罐腐蚀机理分析
（1）原油储罐的内部腐蚀情况
原油储罐内部腐蚀主要是由于原油中含有的硫化物、无机盐、环烷酸以及微生物等对钢材内表面造成的腐蚀。罐底水相部分是腐蚀最严重的部位，腐蚀特征是产生坑蚀、斑点甚至穿孔。
1）气相部位腐蚀机理分析：主要以化学腐蚀为主，基本上为均匀腐蚀。因为油料中挥发出的酸性气体H2S、HCI、外加通过呼吸气阀进入罐内的水分、空气等混合腐蚀气体在原油储罐内上部凝结成酸性溶液，以致发生化学腐蚀。
2）储油部位腐蚀机理分析：原油储罐内部储油部位腐蚀速率低，一般不会造成特殊危险。但是在储油部位与气相和液相交界处，环境潮湿富氧，具备了电化学腐蚀的两个基本要素，交界处腐蚀相对比较严重。
3）罐底内表面腐蚀机理分析：罐底内表面腐蚀形貌主要为点蚀。主要是因为罐底积聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量的富氧离子，形成了电解质溶液，产生了化学腐蚀。加上原油中固体雜质和储罐腐蚀产物大量沉积于罐底，与储罐底部有不同的电极电位，形成了腐蚀电池，以致产生了电化学腐蚀。
（2）原油储罐罐顶外腐蚀
原油储罐罐顶外表面长期与空气接触，容易受到空气的氧化作用，但是在常温下，干燥空气对金属表面的腐蚀是很轻微的，而且大气腐蚀的产物可以在罐顶表面形成不可见的保护性氧化膜，起到减缓腐蚀的作用。但是在原油储罐罐顶凹陷处、罐顶焊缝部位、焊缝凹陷处和其它易积水的部位，大气腐蚀是比较严重的。
（3）原油储罐壁外腐蚀
原油储罐罐壁板外部都包有一层保温层和保护层，一般始终处于非常干燥的环境中，在防锈涂料的保护下，不易发生腐蚀。但是因于上部遮雨效果差或者保温层和保护层出现损坏，漏进雨水或者中部渗进雨水，在潮湿部位就会发生电化学腐蚀，引起壁外腐蚀。特别是在罐壁底部，由于积水不能及时排走，而保温层又具有很强的吸水性，致使水分积聚在底部保温层中，导致原油储罐罐壁底部外侧钢板长期处于潮湿而充满腐蚀性介质中，致使发生电化学腐蚀，引起壁外发生严重腐蚀。
三、原油储罐防腐蚀措施分析
（1）采用涂层防护
为了避免原油储罐与腐蚀性介质直接接触，一般使用耐腐蚀涂料在储罐表面做涂层保护。考虑到原油进罐后会产生静电积聚，为了防止发生火灾爆炸的安全事故，在原油储罐内壁使用导静电防腐蚀涂料。目前，原油储罐的内部防腐蚀大都采用导静电防腐蚀涂料和环氧树脂涂料。
涂层防护方法如下：在罐顶和罐壁上都不经常接触原油的易腐蚀部位采用导静电涂料涂敷；罐壁底油层以下以及罐底板采用耐油、耐蚀、防水，附着性能优异的环氧树脂涂料涂敷；罐壁中间段由于经常接触原油（低含硫原油），腐蚀相对比较轻微，因此采取一般的防锈涂料防护即可。
（2）采用热喷铝技术进行防护
原油储罐内壁是腐蚀最为严重的部位，而采用热喷铝技术能够较好地解决腐蚀问题，热喷铝涂层能够起到隔绝作用，避免罐内的H2S、氧气等腐蚀性物质与原油储罐进行反应，能够较好地避免出现原油储罐腐蚀的情况。储罐内壁采用热喷铝技术与其它喷涂方法相比较，对人体健康的危害较小，而且相对节省投资，喷涂的铝与钢材结合强度大，能够延长原油储罐的使用寿命。
热喷铝技术方法如下：喷涂金属铝，涂层表面务必要做到均匀，不能出现掉块、裂纹、起皮、大溶滴、鼓泡的现象，金属涂层厚度应该控制在0.1～0.3mm。为了将喷铝层表面微孔消除掉，应该在热喷涂金属铝涂层表面喷涂一层封孔底漆。
（3）通过添加缓蚀剂进行防护
缓蚀剂能够有效地减缓原油储罐受腐蚀的程度，减慢腐蚀速率，其用途主要有三类：一是用于气相部分；二是用于防止油层接触储罐金属材质；三是用于防止底部沉积水的腐蚀。
（4）原油储罐外防腐蚀
一般对于原油储罐罐顶表面采用涂敷防锈底漆和银粉面漆的方法，就能起到保护钢板免受腐蚀的作用。该种防腐层具有耐酸、耐水、抗渗、抗光老化的优良性能。对有保温结构的罐壁采用“上遮，下断、中防渗”的防护方法，即：在储罐上、中部钢板表面涂刷防锈涂料，并将保温层外铁皮密封，防止雨水进入保温层。对罐壁底部防腐蚀时，需先将罐壁底部打开20 cm高（拆除底部保温层，使罐壁底部和罐外边缘板暴露于大气中），然后喷砂除锈，再在罐壁和边缘板上刷涂热石油沥青进行防护。这样，使罐壁始终处于一个干燥环境中，即使有雨水进入保温层，也可以很快排出。如果油罐基础比四周地面低，则还应在油罐周围设集水槽，及时将雨水通过排水沟排走，保持干燥环境。
（5）采用阴极保护防腐蚀
阴极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极极化，降低腐蚀速率从而得到保护。在石油储罐底部进行安装高效铝牺牲阳极块，阳极块的密度及数量应该基于储罐内牺牲阳极块的型号、污水电导率、所需保护面积等情况来进行合理布置，同时，采用焊接方式进行连接，为了确保焊接牢固，焊缝长度应该不小于10cm，在安装完毕后，还应该补涂焊接部位的涂料。
结束语
加强原油储罐的腐蚀防护措施，选择合适的防腐技术方法，可以有效地提高原油储罐的使用寿命，减少原油储罐安全事故的发生率。涂料防护是用涂层将金属与介质隔开，起到保护金属的作用。但由于涂层本身有微孔，老化后又出现龟裂、剥离等现象，再加上施工不良，产生针孔，裸露的金属成为阳极，涂层形成大阴极而产生局部腐蚀电池，进而使涂层遭到更严重的破坏。因此，采取单独的涂料保护，其防护效果并不十分理想，应加强原油储罐的阴极保护工作，采取原油储罐防腐主要采用了阴极保护与防腐涂层两种方法。涂层与阴极保护联合防护，使裸露的金属获得集中的电流保护，消除局部腐蚀电池，弥补涂层防护的不足，从而延长原油储罐防护层及原油储罐的使用寿命。
参考文献：
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