常压石油储罐腐蚀及防护

吐尔逊·艾山，胡晓辉，买买提艾力

(1.塔西南石化厂油品车间，新疆泽普县奎依巴格镇 844804;2.塔西南石化厂生产运行科，新疆泽普县奎依巴格镇 844804)

常压石油储罐腐蚀及防护

吐尔逊·艾山［1］，胡晓辉，买买提艾力［2］

(1.塔西南石化厂油品车间，新疆泽普县奎依巴格镇 844804;2.塔西南石化厂生产运行科，新疆泽普县奎依巴格镇 844804)

介绍处于干旱西北地区的石油储罐在没有设置电化学保护措施下，长期在酸、碱、盐及土壤、雨水、积雪自然环境中遭受腐蚀，致使储罐处于不安全在役状态，其中，油罐外壁和顶部受到大气腐蚀，罐底主要受到土壤腐蚀，罐壁第一块圈板金属被沥青砂散水坡掩埋处的酸性雨水腐蚀。油罐内壁的腐蚀根据内壁所处的不同环境，出现4个腐蚀区。罐顶部腐蚀的主要原因都是水蒸汽、空气中的氧以及油品中挥发的硫化氢造成的电化学腐蚀。腐蚀包括溶解氧、电化学腐蚀、二氧化碳、硫化氢等，从罐体选材、施工、维护、保养，有针对性的防护及合适的防护措施，可以有效地避免事故发生。

常压储罐 腐蚀 原因 措施

塔西南石化厂常压储罐是炼油装置中重要设备之一，它储存的介质主要是原油、汽油、柴油以及含油污水。储罐没有设置电化学保护措施，金属材料长期在酸、碱、盐等油品及土壤、雨水、积雪自然环境中遭受腐蚀，致使储罐处于不安全在役状态，2009年4月28日油品车间2000 m3的38#汽油储罐罐底穿孔泄漏，2010年3月16日发现的500 m319#柴油储罐罐壁第一块圈板穿孔泄漏，以及在2010年1～5月的清罐过程中，通过测厚发现轻质油储油罐普遍存在腐蚀破坏现象，尤其是柴油储罐罐底第一层圈板外壁下部，沥青砂覆盖防雨散水坡处，离底板200 mm部位出现严重的腐蚀减薄现象。

1 常压储罐腐蚀的一般规律

1.1 油罐外壁的腐蚀

油罐外壁和顶部受到大气腐蚀，罐底主要受到土壤腐蚀，罐壁第一块圈板被沥青砂散水坡掩埋处的酸性雨水腐蚀。

1.1.1 第一腐蚀区

油罐外壁和顶部受到大气腐蚀，金属表面的潮湿程度通常是决定大气腐蚀速度的主要因素。在非常干燥而清洁的大气中，由于大气中基本上没有水汽，所有金属表面上完全没有水分膜层存在，所有普通金属在常温下都可以产生不可见的氧化物膜，在这种情况下，腐蚀速度小，破坏性小，只发生均匀的化学腐蚀，石化厂储罐虽然使用时间长，外壁和顶部的腐蚀程度确比较小，油罐外壁和顶部腐蚀就属于这种腐蚀。

油罐底板外侧的土壤腐蚀。油罐底板放在基础上，比较容易发生电化学腐蚀，腐蚀程度比罐壁更加严重，有时甚至会发生腐蚀穿孔而出现漏油现象。2009年4月28日油品车间2000 m3的38#汽油储罐罐底穿孔泄漏就属于此类腐蚀。

1.1.3 第三腐蚀区

油罐罐底第一层圈板外壁下部，沥青砂覆盖防雨散水坡处离底板200 mm部位。金属油罐受大气腐蚀程度与大气的潮湿程度有关，由于油罐罐底第一层圈板外壁下部被沥青砂覆盖，在油罐收付油时产生重力和温度变化使得沥青砂和罐壁产生缝隙，在雨雪天气汲水渗入，在油罐外壁形成薄水膜层，这种水总是溶有一定的酸、碱或盐类物质，形成电解液。而油罐金属成分常常存在差异，尤其是在焊缝处更加明显，这样就可以形成腐蚀微电池，氧化铁或其它杂质成为阴极，而铁成为阳极，在微电池作用下，油罐外壁受到电化学腐蚀，因此此处罐壁的腐蚀要比地面罐壁腐蚀严重的多，油品车间轻质油储罐离底板200 mm部位出现严重的腐蚀减薄现象就是这类腐蚀。

1.2 油罐内壁的腐蚀

油罐内壁的腐蚀根据内壁所处的不同环境，出现4个腐蚀区。

1.2.1 第一腐蚀区

油罐罐底及油罐罐壁水淹没的第一体圈部分。这一部分是油罐腐蚀最严重的部分，化学腐蚀及电化学腐蚀均存在，其主要腐蚀剂是石油沉淀物和油底水。这些油底水大多是由油罐气体空间水分的凝聚沉积或油品收发时混入的，水分中往往含有油料氧化生成的酸性物质和一些矿物质，如氯化盐类物质，同时罐顶、罐壁的氧化层、防腐层落入罐底，使油底水成为电解液，产生电化学腐蚀。另外油罐顶、罐壁的腐蚀生成物，硫化铁落到罐底，由于它们的电位比钢的电位大，在电解液的作用下，也将发生电化学腐蚀，加剧油罐区域的腐蚀，因此经常放掉油底水是减轻油罐腐蚀的良好方法。

图2为不同浇注温度下雷达外壳试样的显微组织．从图2可见，当浇注温度处于660 ℃时，合金显微组织呈现较多的树枝晶，晶粒大小不均匀；当温度处于680 ℃时，树枝晶明显减少，晶粒变得细小、圆整，并且无组织缺陷；当温度达到700 ℃时，晶粒变得粗大，并且出现严重的缩孔．分析其原因，浇注温度过低不利于充型，易产生冷隔、充型不满等缺陷；而当浇注温度过高时，易产生飞溅、毛刺，以及在压铸件内形成严重的缩孔、疏松等缺陷．

1.2.2 第二腐蚀区

油罐储油高度以上部分气体空间部分。这一部分的主要腐蚀是水和氧，水和氧是从呼吸阀、量油孔、采光孔进入，在内壁凝结形成一层薄的水膜，钢板在氧的作用下发生腐蚀，在这层薄的水膜中如果含有其它矿物质或硫化氢物质使薄的水膜成为电解质，由于油罐金属成分不均匀，尤其是焊缝和顶壁连接处还将发生电化学腐蚀，这一类腐蚀将损坏顶盖四周、焊缝部位及顶盖承力部件。

1.2.3 第三腐蚀区

油罐上层圈板液汽相交界的地方。这一部分面积较小，但由于处在液汽相交处，氧对薄水膜的渗透能力较强，因此这一部分的腐蚀较快。

1.2.4 第四腐蚀区

油罐储油的罐壁部分。这一腐蚀区的腐蚀过程是持续不断的，但腐蚀较轻、较缓慢。其主要腐蚀是油料中的腐蚀物质所引起的化学腐蚀，如含硫、含酸油料等，腐蚀也较均匀。油品薄膜浸润罐壁以后，对腐蚀的速度有着重要影响，金属与油品薄膜接触时间越长，金属的腐蚀速度就越慢，当金属一直浸没在油品中时，腐蚀速度最底，因此装油的油罐比空罐更不易被腐蚀。

2 常压储罐腐蚀的因素

2.1 腐蚀介质

无论是原油罐、汽油罐、柴油罐、污水罐，导致其顶部腐蚀的主要原因是:水蒸汽、空气中的氧油品中挥发的硫化氢;罐底油品析出的污水中含有大量的渗透性很高的无机盐以及罐底的硫酸盐还原菌等。

2.2 本体材质

常压储罐金属钢板组织分布不均匀，表面光洁度低、有损伤等先天缺陷都会加快金属的腐蚀

2.3 维护保养不当

对金属储罐维护保养时不当，在施工过程中不按设计规范施工，存在焊接缺陷，或存在机械损伤，防腐工艺粗糙，罐体防腐层损坏，罐底变形汲水，尘土杂物都会导致储罐腐蚀加剧。

3 常压储罐腐蚀原因分析

3.1 常压储罐腐蚀种类

(1)化学腐蚀。主要发生在干燥土壤环境下的罐体外壁，一般腐蚀较轻。

(2)浓差腐蚀。主要发生在油罐内壁液面以下，由于氧的浓差引起。

(3)电化学腐蚀。是发生在油罐内部最主要、最严重、危险最大的一种腐蚀，主要发生在罐底、罐壁和罐顶。

(4)硫酸盐还原菌以及其它菌引起的腐蚀，主要发生在罐底。

3.2 腐蚀机理

罐内和罐底板外表面为电化学腐蚀，罐外壁既有化学腐蚀又有电化学腐蚀。

4 防护措施

4.1 内壁防腐方法

常压储罐内壁腐蚀的控制措施主要有:选择耐腐蚀材料、内衬覆盖层、复合材料、电化学保护。

4.1.1 电化学保护

为了长效防腐蚀的目的，塔西南石化厂油品车间采用电化学保护与专用防腐蚀涂料保护相结合，主要应用于油罐内底板与牺牲阳极配套使用。

4.1.2 内衬覆盖层

根据石化厂现状，轻质油储罐全部采用内衬覆盖层，用导静电环氧富锌油漆对罐底、钢浮船进行防护，罐底及水线以下壁板(2 m以下)油罐则使用专用防腐蚀涂料防腐，对应用后的油罐经多次现场检测，涂层性能完好。

4.1.3 在工艺操作方面

针对产生腐蚀的原因，要求车间严格按防腐规程操作控制，特别对油罐清罐过程中用蒸汽蒸罐时严格控制蒸汽流速，防止静电产生，同时避免防腐层脱落，以及大量凝结水沉降于罐底，产生化学腐蚀。在正常收发油品时，加强设备维护工作，定期做好油罐切水器滤网清污，减少罐底含水现象，及时排除油罐底部污水。增大技改项目，采用廉价合理有效的控制设备，在2009年增加柴油聚结器和精密过滤器来保证凝结水在入罐前进行脱水，避免大量水进入储罐。

4.2 外壁防腐方法

从石化厂目前情况看，外壁防腐，以保温层加彩钢板，涂刷T-1隔热太空涂料以及粉刷防腐油漆，目的是施工简单，效果良好。腐蚀最严重部位为罐底周边范围，通过现场外观检查发现都是点腐蚀和坑腐蚀，用超声波测厚仪测得最薄处厚度是5.1 mm，多数点都在 5.2～5.8 mm之间，圈板原厚度是7～8mm。根据腐蚀的实际情况，考虑到石化厂所处的地理环境属于空气湿度小、气候干燥、降雨量稀少的地区，车间采取与传统防腐背道而驰的思路，把基础沥青砂去掉，保证储罐外壁暴露在空气中，消除了汲水现象，彻底根除溶解氧场所，确保腐蚀减弱。

5 结束语

储罐腐蚀的原因是由多种原因引起的，为了防止腐蚀速度加快，从罐体选材、施工、维护、保养，有针对性的防护及合适的防护措施，可以有效地避免事故发生。

［1］万德立.石油管道、储罐的腐蚀及其防护技术［M］.北京:中国工业出版社， 2005;15-25.

［2］王丰.油库设备管理与维修［M］.北京:中国工业出版社， 2005;35-45.

Corrosion of Atmospheric Oil Tanks and Protection

Tursun Alsan，Hu Xiaohui，Maimaiti Eli
(Taxinan Petrochemical Plant，Zepu County，Xinjiang 844804)

The corrosion of oil storage tanks in long － term acidic，caustic，salt，soil，water and snow environments and unsafe on－service operations of oil storage tanks without electro－chemical protection in the dry China northwest region is described.The external wall and head section of the tanks are subject to atmospheric corrosion，the tank bottom is corroded by soil and the first ring plate of tank wall is corroded by acidic rain water.4 corrosion areas are found in the internal wall of tank because of different service environments of internal tank wall.The corrosion of tank head is mainly the electro－chemical corrosion caused by steam，oxygen in air and volatilized hydrogen sulfide in the oil.The corrosions are dissolved oxygen corrosion，electrochemical corrosion，CO2 corrosion and H2S corrosion.The taking of appropriate protection measures in respect of material selection，construction and maintenance can effectively prevent the relative corrosion accidents from occurring.

atmospheric storage tank，corrosion，cause，measure

TE988

A

1007－015X(2012)04－0034－03

2012－02－ 21;修改稿收到日期:2012－04－25。

吐尔逊·艾山，工程师，1992年毕业于新疆工学院化学工程专业，1992年9月参加工作，现任塔西南石化厂油品车间责任工程师。E-mail:abudu2006@126.com

(编辑 王菁辉)