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原油储罐腐蚀情况分析及保护方法

随着国家石油战略储备工作的开展,大型原油储罐的建设方兴未艾。储罐在使用过程中经常受到各种有害介质的腐蚀而导致安全问题日益突出。另一方面随着我国石油化工行业的迅速发展,原油消耗量的不断提高,我国已开始大量进口国外原油。国外油田的产品成分更加复杂,硫化物、盐等杂质增多,使原油增加了电解质溶液特征,尤其是中东原油日益劣化,呈高酸、高硫、高含水量变化趋势,都加重了油罐的腐蚀。原油罐罐底腐蚀情况最为严重,大部分为溃疡状的坑点腐蚀,直至穿孔。主要发生在焊缝区、凹陷及变形处。底部腐蚀特征为坑蚀与点蚀,腐蚀速率甚至超过lmm/a。原油罐设计寿命一般为20年,但实际上原油罐底板往往经数年就穿孔,日本曾对131座未加阴极保护的10000 m3以上的大型油罐在罐内用超声波测定底板厚度,局部的最大腐蚀率达到0.5mm/a。美国一家储罐维修公司把整个储罐顶高3m后,直接检查底板外侧,得到了类似结果。原油储罐底板穿孔后大量

一、油罐腐蚀情况及腐蚀分析

  1.腐蚀概念

  腐蚀是金属和周围环境起化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。腐蚀是一种化学过程,而且大多都是电化学过程,伴随着氧化-还原反应的发生。

  2.油罐腐蚀的类型

  根据其作用原理的不同,油罐的腐蚀主要有以下几方面。

  2.1 化学腐蚀

  油罐本体与所储存的介质或油罐外壁与周围环境发生化学作用而引起的破坏,腐蚀过程中没有电流产生,一般腐蚀较轻。

  2.2 电化学腐蚀

  在腐蚀过程中有电流产生,是油罐最主要、最严重的一种腐蚀,主要发生在罐底和罐壁。油品中含有水、氯化物、硫化物及无机盐、有机酸等是造成电化学腐蚀的主要原因。

  3.油罐腐蚀分析

  3.1 罐底腐蚀

  由于油品沉降于罐底的少量水分中含有浓度很高的盐、酸、硫化物、溶解氧、氢等离子,电化学腐蚀性相当强,使罐底板产生斑点、蚀坑、甚至穿孔。

  3.2 储油罐底部外侧腐蚀

  由于罐底坐落在沥青砂面上,由于地下水从沥青砂层上断裂缝的渗入、罐排水、消防喷水及罐底板穿孔漏水等都会加速底板腐蚀。另外氧浓差电池作用、杂散电流腐蚀,以及罐底板与防雷系统、混凝土中钢筋接触所造成的电偶腐蚀等,都加速了罐外底板的腐蚀速度。

  二、防止腐蚀的保护方法

  1.隔离防腐

  隔离防腐是传统的金属防腐方法。即将金属与腐蚀介质隔离,起到保护金属的作用。具体措施有涂料、敷层。但由于涂层本身有微孔,老化后又易出现龟裂、剥离等现象使得腐蚀环境几乎无处不在,裸露的金属形成小阳极,涂层部分成为大阴极而形成局部腐蚀电池,使漆膜破坏得更快。单一的防腐措施往往不能有效地控制金属的腐蚀,尤其是电化学腐蚀。

  2.牺牲阳极法和外加电流法的阴极保护技术

  阴极保护技术就是消除电化学腐蚀中的阳极区,从而阻止金属的腐蚀,主要用于对储罐底板及外壁腐蚀的防护,阴极保护有牺牲阳极法外加电流法(辅助阳极)两种。

  牺牲阳极法是利用电位比被保护金属电位低的金属或合金(如镁合金锌合金铝合金等)作为阳极,与被保护金属连接,构成一个腐蚀电池。使该金属上的电子转移到被保护金属上去,在被保护金属得到保护的同时,阳极不断地被消耗,故称为牺牲阳极。具有成本低、安装施工简便、对钢材的驱动电压高效率低、对周围金属结构影响小,并具备免维护特点。

  外加强制电流阴极保护是将被保护金属设备与直流电源的负极相连成为阴极,利用外加阴极电流进行阴极极化,以及辅助柔性阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境,以减轻或防止金属腐蚀。具有驱动电压高,能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量的特点,适用于储罐直径较大的场合。

 

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