浅谈原油储罐的腐蚀以及有效防护

张千琴

【摘 要】 本文通过对我国原油储罐的腐蚀以及其中存在的问题进行分析，并提出一些措施来对其进行有效的防护，期望能更好的促进原油储罐安全管理。

【关键词】 原油；储罐；防护

引言：

我国的原油储罐建设已经进入了高速发展的时期。在大型港口、石油化工企业和大型油库中，原油储罐是原油储存的重要设备之一，但是原油储罐的腐蚀问题一直是制约原油储罐使用寿命的主要因素，一旦出现因腐蚀造成的原油泄漏，不仅会严重的危害环境，还有可能带来重大火灾或者爆炸事故，从而影响正常的生产和生活。因此采取有效措施，防止原油储罐的腐蚀是原油储罐维修保养过程中非常重要的工作。本文就原油储罐腐蚀的主要原因进行了讨论，并且对原油储罐的防腐措施提出了自己的建议。

一、原油储罐罐底板腐蚀原因

（一）油罐储油部位的腐蚀

一般，与原油有直接接触的罐壁不会出现腐蚀，但是在特殊情况下也会有腐蚀现象发生。但是该部分的腐蚀速率比较低，因此，短期不会造成原油储罐的穿孔。另外，油品内核油面上部有一定的氧浓度差，当氧浓度差较大时会造成原油储罐的腐蚀。一般在进行油罐倒灌、循环搅拌时会增加氧浓度差，从而加快原油罐壁的腐蚀。

（二）H2S，C02，02影响

由于空气中的C02、02，很难扩散到储罐内底板上的的沉积水层中，因而在罐底部它们的含量较小，但不能说罐底部是完全的厌氧环境，因为，原油在出油和付油过程中会带如一定的空气，所以在研究中这项因素也不可忽略。目前研究发现HS气体是储气体腐蚀因素中发挥作用最大的。该种气体会在水中稀释成弱酸，并能分解形成具有腐蚀性。同时不可忽视的是H2S能作为催化剂，促进钢对阴极还原过程所形成的氢吸收，致使高强度钢发生硫化物应力腐蚀。同时硫化合物溶解后能形成硫化物酸，被定性为强度最高的腐蚀性硫化物。

（三）氧浓差的影响

由于沉积水中存在大量的污泥、腐蚀产物等污垢，这些污垢下存在缝隙，而缝隙内外存在氧浓度的差异，在缝隙外相对富含氧区因氧浓度高电子易被吸收，而缝隙内相对贫氧区因氧浓度低电子不易被吸收，造成贫氧区电位较负成为阳极发生溶解反应，富氧区电位相对贫氧区较正而成为阴极，从而在缝隙内外形成氧浓度差电池，造成油污和腐蚀产物下的垢下腐蚀。尽管富氧区随着反应的进行氧浓度会逐渐降低，但随着原油罐内原油不断的收发，新的氧会不断加入使氧浓度差腐蚀继续维持下去。其腐蚀反应如下：

Fe→Fe2++2e阳极反应

H2O+1/2O2+2e→2HO2阴极反应

Fe2++HO-→Fe（HO）2总反应

二、加强原油储罐罐底板腐蚀防护的措施

（一）涂层防护法

由于原油在流动过程中与管壁发生摩擦产生静电，随着原油进入原油储罐。在储罐中油品与油品及油品与罐壁的摩擦也会产生静电。若采用普通的绝缘覆盖层，因覆盖层的电阻率很高静电无法释放，容易导致事故。因此原油罐一般采用导静电材料进行防腐。但对于原油储罐的底板及第一圈壁板，则不选用导静电材料。因为原油罐底部的沉积水中含有大量的电解质，具有很强的导电性。而且安装了阳极块，阳极块与底板焊接在一起，即使有静电，也可以从阳极块导出。相反，若采用导静电材料，由于原油罐底部存在沉积水，导电材料中的石墨导电粒子和储罐底板形成许多微电池，从而使罐底板发生电化学腐蚀。此外，导静电材料还会造成阳极块加快腐蚀，使阳极块过早反应溶解而失去阴极保护作用。根据《钢制石油储罐防腐蚀技术规范》（GB50393-2008），该原油储罐底板内表面和油水分界线以下（1.5米高）的壁板内表面采用绝缘型防腐蚀涂料；底漆采用环氧类涂料，中间漆采用厚浆型环氧玻璃鳞片、厚浆型环氧云母类等防腐蚀涂料，面漆采用耐酸碱、耐盐水、耐硫化物、耐油和耐温的防腐蚀涂料。

（二）合理的结构防腐蚀设计

处理需要满足工艺要求之外，原油储罐在进行结构设计时要考虑如何尽量的減少腐蚀条件的出现，从而有效的避免由于出现死角或者因为流通不畅造成的腐蚀现象出现。另外，在进口处的设计上要充分考虑如何降低冲蚀造成的腐蚀。对于新设计建造的油罐，可以采用外浮顶油罐储油技术，这种技术能够有效的将硫化氢等含硫气体去除，从而降低了硫腐蚀的出现概率。

（三）阴极保护

一方面对于大面积基体金属，单独使用涂层能够起到一定的保护作用，然而涂层一旦存在缺陷，该部位的金属不但不能得到保护，还容易形成大阴极小阳极，促使破损处的腐烛。因此，单独使用涂层防腐，效果并不理想的。另一方面如果单独使用阴极保护，则耗电量太大，也不经济。原油储罐内底板采用涂层和阴极保护的联合保护方法，针对防腐烛层缺陷等处暴露金属表面上进行集中的阴极保护，目前是最经济、最佳的保护形式。联合保护的优点主要是：（1）缩短阴极极化的时间，降低阴极保护电流密度；（2）改善电流分布，扩大保护范围；（3）延长防腐烛涂层正常工作寿命。国外储罐罐底对新罐基本上都采用涂层和阴极保护联合防腐。针对该方法从理论到实际都有详细介绍，而且了附录中还给出美国《地下储罐（UST）阴极保护NACERP0285》标准。对原油储罐内底板的内、外侧的阴极保护做了较详细的分析，认为涂料加阴极保护是最为经济有效的腐烛防护措施。这一点别的文献也认可。分析了某分公司003#原油储罐单采用牺牲阳极保护的优越性。其实涂料加阴极保护技术并非无慵可击。就描述了使用该技术的储罐腐烛的情况。

（四）涂料与牺牲阳极联合保护

对于涂料与牺牲阳极联合保护，这个必须单独使用涂料来防止罐底腐蚀，因为涂层都会不同程度存有小孔或者缝隙，受沉积水的长久侵泡会产生老化，进一步导致发生龟裂、剥离现象，这样裸露的金属就会形成小阳极，而在有涂层的地方就会成为大阴极，最终形成细微的腐蚀电池，从而导致原油储罐罐底板产生严重的坑蚀。从这里可以看出，仅仅单独使用涂料的话，效果并不好。如果把涂料和牺牲阳极结合在一起联合护，那么原油储罐中暴漏出的金属就能得到集中的电流保护，这一方法能够消弭涂层的缺陷，这也是对原油储罐罐底板进行防护最直接管用的措施。当然，对支柱连接处的底板，因为没有办法进行涂刷，就需要用到其他的措施了。

（五）油罐外防腐蚀

一般对罐顶表面采用涂敷防锈底漆和银粉面漆的方法即能保护钢板免受腐蚀。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：罐的上、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20cm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浇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。

（六）罐底内表面

其腐蚀形貌为点蚀。主要原因是罐底积聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量的富氧离子，成为较强的电解质溶液，产生化学腐蚀。加上油中固体杂质和油罐腐蚀产物大量沉积于罐底它们与油罐罐底有不同的电极电位，这就形成了腐蚀电池，产生了电化学腐蚀。

三、结束语

原油对推动我国的经济建设以及社会的发展起到了不可替代的作用。因此，原油储罐的防护工作也是至关重要的，本文对原油储罐的防护进行了研究与分析，希望能对我国原油储罐安全问题提供可行的建议。

参考文献：

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