润滑油储罐的腐蚀与防护

2020-11-13李立峰马文礼张伟赵宗文

石油化工腐蚀与防护 2020年5期

李立峰，马文礼，张伟，赵宗文

(中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003)

某石化公司7号罐区储罐始建于2008年，位于公司临氢降凝装置西南角，罐区共4台储罐，编号分别为735号、738号、739号和740号。740号罐作为临氢降凝装置的原料油储罐，其储存介质为经过加氢精制脱除硫、氮和氧等腐蚀性杂质的冷冻机油、变压器油等优质润滑油，其腐蚀性弱。740号储罐内径16 m，高度10.2 m，容积 1 000 m3，工作温度为60～70 ℃，储罐底板和壁板材质均为20号钢，厚度均为4 mm。

1 储罐腐蚀

由于该储罐的服役时间比较长，而且一直未进行任何维修和检验，在罐底板与基础接触部位存在润滑油泄漏的安全隐患，因此公司将740号储罐列入中石油2015年隐患治理项目中。2015年6月对740号储罐进行了全面检测,利用检修机会对储罐相关数据进行收集。

1.1 宏观检测

当储罐壁板保温层拆除后，发现壁板外表面防腐蚀涂层大面积脱落，脱落部位存在大量坑蚀，蚀坑深度最大接近1.5 mm。离罐底1.5 m以上的壁板及边缘板腐蚀严重，表面有大量层状腐蚀产物，腐蚀产物最大厚度2.5 mm，去除腐蚀产物后，基体表面最大坑深达2.5 mm，腐蚀形貌见图1。储罐底部边缘板严重减薄，承载力下降，在罐壁板拉应力作用下翘起脱离基础。其腐蚀形貌见图2[1]。

图1 罐壁板腐蚀形貌

图2 底板外部边缘板腐蚀形貌

1.2 壁厚检测

储罐最下层壁板存在严重减薄，最小剩余壁厚为2.2 mm。沿盘梯壁板最小剩余壁厚3.7 mm，罐壁板超声波测厚结果见图3。罐顶板腐蚀相对较轻，最小剩余壁厚为3.5 mm，罐顶板超声波测厚结果见图4。罐底板靠近角焊缝外边缘板超声波检测最小剩余壁厚仅为2.0 mm，腐蚀比较严重。罐底板超声波测厚结果见图5。

图3 罐壁板超声波测厚结果示意注：数值单位为mm，下同。

图4 罐顶板超声波测厚结果示意

图5 罐底板超声波测厚结果示意

1.3 储罐底板漏磁检测

检测发现,该罐底板腐蚀深度为原厚度的20%～46%，多处腐蚀深度40%以上，最大腐蚀深度为46%。由图4和图5可知，靠近外侧罐底板腐蚀相对较严重，底板漏磁扫描结果见图6。

图6 底板漏磁扫描结果示意

1.4 腐蚀产物能谱分析

对储罐外壁的腐蚀产物进行能谱分析，结果显示：腐蚀产物主要成分为Fe和O元素，未发现其他可能导致腐蚀的元素。

2 腐蚀原因

2.1 罐外壁腐蚀原因

从储罐外壁损坏的防腐蚀涂层外观形貌看，罐壁外表面只刷苏丹红面漆，没有涂刷防腐蚀底漆和中间漆，且漆膜厚度明显不足，导致储罐运行过程中罐壁与潮湿环境接触后漆膜失效损坏，没有起到应有的保护作用。

740号储罐顶部边缘没有设计安装防雨檐，罐壁保温保护层铁皮安装时缝隙搭接方向错误，保温保护层铁皮较薄且外表面没有镀锌，运行7 a已经多处破损，雨水可直接流入保温层；罐壁外保温为岩棉，岩棉吸水性较强。储罐外壁长期处于潮湿状态，导致罐壁发生如下电化学腐蚀：

反应生成的Fe(OH)2和Fe2+很不稳定，继续与岩棉中的氯离子作用，生成FeCl2，FeCl2水解后可生成游离态酸，使蚀坑内酸性腐蚀介质增强，从而腐蚀加速[2]。

2.2 罐底板腐蚀原因

由于储罐底板与沥青砂接触面没有进行表面防腐蚀处理，而且储罐底板与基础之间也没有防水挡水措施，因此外边缘板翘起后，雨水可直接流入底板与基础之间的缝隙，在潮湿环境下底板外侧发生电化学腐蚀，腐蚀机理与罐壁腐蚀机理相同。在罐底板与基础之间因透气程度不同，不同区域之间会形成氧浓差电池，局部腐蚀加剧，最终导致局部严重减薄。

3 防腐蚀措施及效果

根据检测结果和腐蚀分析，储罐的壁板和底板都存在发生严重腐蚀的可能和极大的安全风险,因此公司决定对740号储罐进行治理。

3.1 储罐维修

根据检测结果，决定更换距罐底板1.5 m以下储罐壁板和罐底板，板材的厚度由原来的4 mm增加到6 m，并更换储罐基础上部沥青砂。

3.2 外壁防腐蚀涂装

储罐的外壁除锈至少达到St3级，采用环氧富锌底漆60 μm+环氧云铁中间漆100 μm+脂肪族聚氨酯面漆80 μm的防腐蚀方案，对罐壁板外表面进行涂层防腐蚀。制定罐底板与基础接触面防腐蚀方案时，考虑焊接时高温不能破坏防腐蚀涂层，采用短时耐热达到1 300～1 500 ℃的无机硅酸锌涂料对罐底板焊接部位两侧100 mm范围进行防腐蚀处理，其他部位采用固体粉末环氧煤沥青涂料进行防腐蚀处理[3]。