加氢尾油罐底板泄露腐蚀分析及对策

2020-07-25李志鹏中海油惠州石化有限公司广东惠州516086

化工管理 2020年20期

李志鹏(中海油惠州石化有限公司，广东惠州 516086)

1 简述

石化某厂加氢尾油罐区基础为填海造地形成，填充材料主要为海底泥沙。原油罐罐区设有4 台储罐，共计20000m3，2011 年投入使用，每个罐容积为5000m3，工作温度70℃，工作压力-0.39～1.5KPa。底板使用材料为Q235-B，中幅板设计厚度为8mm，边缘板设计厚度为12mm；底板上表面涂装DYF22 耐油防腐导静电底涂两道，中间涂两道，且每道干膜厚度不小于60μm，最后涂装面涂两道，每道干膜厚度不小于55μm。底板下表面焊接部位涂装两道DTW-53-5 水性可焊性无机富锌涂料，每道干膜厚度不小于50μm；下表面无焊接部位为两道DTH-H46 环氧改性厚膜型防腐涂料，且每道干膜厚度不小于125μm。

该油罐在2010 年建成后出现罐基础下沉，随后采用底部喷沙填充的方法进行恢复。2014 年罐底首次发生穿孔现象，修复后正常使用。2017 年，该罐再次出现腐蚀穿孔现象。

2 现场勘查

2017 年11 月操作工巡检发现罐基础排水孔有油品流出，立即针对此油罐进行倒油、清罐工作，现场对罐底板进行检查发现，罐底板中部基础已中空，罐底板上表面防护涂层普遍发生鼓包、脱落，罐底板防腐层已完全失效，如图1 所示。在靠近焊缝部位发现多处穿孔，如图2 所示。2017 年12 月T1101A 罐底板漏磁检测发现存在明显减薄和穿孔等缺陷共计200 余处，其中穿孔82 处，穿孔主要分布在焊缝附近，中幅板与边缘板有不同程度的减薄现象，中幅最薄处为1.5mm，边缘板最薄处2.7mm，截止目前原油罐区4 台储罐其中3 台已出现不同程度泄露。

图1 上表面防腐涂层失效

图2 罐底板腐蚀穿孔

对储罐底板的下表面(与垫砂层接触面)检查发现，下表面腐蚀严重，如图3 所示，腐蚀主要发生在靠近焊缝部位的罐底板边缘和垫板。垫板主要以均匀腐蚀为主；罐底板边缘表现为腐蚀结瘤下的溃疡状腐蚀坑，这可能与罐底板存在无机富锌涂料防护层有关，对几处蚀坑的深度进行测量得蚀坑深度均大于4mm(设计厚度为8mm)，可判断穿孔是由下表面腐蚀引起的。

在远离焊缝部位的罐底板下表面腐蚀相对较轻，但也存在腐蚀结瘤现象，结瘤体积相对较小，结瘤下存在轻微的涂层破损，但基体未发生腐蚀。

3 原因分析

初步分析主要原因为罐底板在焊接过程中，高温对下表面焊接部位的涂层造成破坏或者变性，降低了涂层的保护性；罐区基础为填海造地路面，填充材料为海底泥沙，泥沙中Cl-含量较高，且2011 年该罐基础出现下沉，施工单位采取罐底板底部8 个方向的扇面喷砂造成底板防腐层损伤及罐底地基结构遭到破坏，随着时间的推移底层(海底泥沙)中的Cl-和H2O 通过扩散作用进入垫砂层，加速底板基体的腐蚀，原料油罐采用直供料工艺，70℃条件下频繁收付油品，罐底板频繁张合，管材及焊缝长期疲劳运行，从而造成罐底板腐蚀穿孔。

取底板腐蚀样品两块，如图4 所示。样品分析的目的是通过检验腐蚀产物的成分判定该腐蚀是由海沙还是河沙引起的，判断依据为腐蚀产物成分中是否有氯元素的存在。因为海水介质中存在氯元素，而河沙中没有，如果腐蚀产物中检测出氯的存在，那么可以推测出腐蚀是由海沙引起的。

图3 底板下表面整体腐蚀形貌

图4 锈块样品宏观照片(编号：样品1，样品2)

成分分析分别采用X-射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜下的能量光谱法(SEM-EDS)进行分析。XRD 分析用样品分别在两个样品上取样，研磨到粒度约为100μm 进行分析。EDS样品取块状样品进行分析，分析结果见表1。

表1 X-射线衍射法(XRD)分析锈块样品结果

经过XRD 分析可知，两个样品的峰位基本一致，但是强度不同，这说明样品1 和样品2 的成分种类基本一致，都含有铁的氧化物和二氧化硅，只是数量和结构上有所不同。分析结果显示腐蚀产物没有氯的存在，有可能是氯含量太低，难以在XRD中监测出来，因此还进行了EDS 分析。

经过EDS 分析结果可知，腐蚀产物中样品1 和样品2 的主要成分均以Fe、Si、O 为主，与XRD 的分析结果一致。两个腐蚀产物样品均检测出了微量的氯元素的存在。

4 总结

XRD 分析结果两种腐蚀产物样品主要成分均以铁的氧化物和二氧化硅为主，EDS 分析结果与XRD 结果一致。EDS 分析显示出两个样品中均含有微量氯元素的存在，样品1 中Cl 含量范围为0.23～0.58 Wt%，样品2 中Cl 含量范围为0.38～0.44 Wt%，所以基本确认此设备罐底板腐蚀是由于底板喷砂造成罐底板防腐层损伤，底部海沙Cl-通过扩散作用进入垫砂层，加速底板基体的腐蚀。