原油储油罐的防腐是确保石化行业油品输送,储存及安全运行必不可少的措施。在塔库首站的2号储油罐清罐作业过程中,发现其阳极块腐蚀情况严重,其相关的附件也有不同程度的腐蚀,所以对储罐实施长效综合防腐蚀技术是非常必要的。
塔库首站储油罐概况
储油罐为双盘式外浮顶油罐,在浮顶与罐内壁之间的环形空间有随着浮顶上下的密封装置。由于该型罐几乎消除了气体空间,从而大大降低了油品的蒸发损耗。储罐底板内表面为耐高温铝合金牺牲阳极进行保护,外表面采用强制电流阴极保护。
经现场勘察,储罐防腐涂层有少量锈斑,无粉化现象,主要集中在罐底板区域。储罐罐壁板存在点蚀情况,分布较为均匀,程度一般,在离罐底板约1m处的罐壁板腐蚀情况较为严重。罐底板、中幅板、边缘板均有坑蚀情况发生,具体深度不清楚,目测坑蚀深度约1mm;罐底板边缘沿圆周方向未出现带状腐蚀。浮舱未发现因腐蚀出现的渗漏情况。对罐圈板逐一进行测厚,第四层圈板以下有分散的、不规则的点蚀情况。另外阳极块2/3左右均有不同程度腐蚀,个别阳极块与储罐焊接松动。
中央排水管、浮顶积水坑、紧急排水装置等未发生腐蚀情况,扶梯、盘梯未生锈,内伸缩式加热器盘管的腐蚀较为严重,与水质关系较大。
原油储罐腐蚀机理及原因分析
引起油罐罐底腐蚀的根源是罐底沉积物、硫酸根离子、硫化物以及高浓度氯离子的含盐污水等。当沉积水中镁、氯、钙离子含量高时,一方面增强了沉积水的电导率,有利于电子迁移,有利于腐蚀反应的进行;另一方面又易于沉积结垢,抑制氧扩散,易形成氧浓差电池,产生垢下腐蚀。当氯离子极化度高时,将是强烈的腐蚀催化剂,它能促进腐蚀过程的产生。沉积水中的活性硫化物能直接与金属铁发生反应,加重了罐底的腐蚀。
罐外底板储罐外底板基础砂是产生各种腐蚀的主要原因。这是由于底板各部的压力差使基础砂产生不同压实度,形成氧浓差电池。腐蚀形态一般以孔蚀为主,也由于焊接应力等造成局部应力腐蚀和焊缝部位的腐蚀。此外,由于地基下沉,罐底变形,雨水渗透都造成不同程度的加速腐蚀。但腐蚀最严重部位为罐底周边。
长效综合防腐蚀技术的应用
采用阴极保护与涂料的联合保护是行之有效的防腐蚀措施。对于大面积的结构,单独采用阴极保护要消耗大电流,如涂料与阴极保护相结合,由于绝大部分阴极面积被涂料覆盖,电流的消耗则大为降低,且克服了单独采用涂料容易出现针孔和局部损坏等缺点。采用阴极保护与抗静电涂料同时使用是不正确的,因为这种情况可增大腐蚀电流,造成牺牲阳极无为消耗,缩短阳极寿命,降低防腐蚀效果。长效综合防腐蚀技术采用了阴极保护与专用防腐蚀涂料保护相结合的方法,首先在金属表面涂一层高性能的油罐专用保护涂料,并将被保护金属和一种经特殊组合的可以提供阴极保护电流的金属或合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低腐蚀速率。而普通阴极保护技术采用的是一般的阴极保护加油罐抗静电防腐蚀涂料。阴极保护可从以下两方面进行描述:首先,在被保护金属与牺牲阳极所形成的电偶电池中,电位较正的金属为阴极而受到保护,电位较负的金属将成为阳极(牺牲阳极),在一定的保护电位下,在保护电池中的阳极被腐蚀消耗,从而实现了对被保护金属(阴极)的保护。另外,随着电池电位的增大,电偶腐蚀也将随着增大。按SY/T0019-97阴极保护设计规范,阴极保护的基本准则是被保护金属相对于饱和铜/硫酸铜参比电极的阴极极化电位(以下称工作电位)小于等于-0.85V.
由于罐中,阳极块的腐蚀最严重的,因此合理选择阳极块是长效综合防腐蚀技术中比较关键的一个环节。新型Am-35系列的阳极块具有寿命长、效率高、交替进入油中和水中时不影响阳极性能等特点。传统牺牲阳极产品阳极块离子交换活跃,但是活动分布不均匀,腐蚀速度不同,阳极表面不许粘染油污,否则影响电化学性能。Am-35系列的阳极块腐蚀分布很均匀,由于在研制过程中改进了配方,特别适宜在原油储罐内底板上使用。综合防腐蚀技术中强调了要选用匹配的防腐蚀涂料与牺牲阳极配套使用,但现用的抗静电涂料效果并不理想,因此建议在油罐内底板及罐壁1.5m范围内使用F-I型油罐专用防腐蚀涂料,以加强防腐蚀耐油、耐阴极剥离性能。
通过试验及分析,可以看出采用长效综合防腐蚀技术可使油罐寿命将较大幅度的延长。另外,该项技术还具有容易安装、应用灵活等特点,也可应用于一般的储罐容器、换热器和管线等,具有广泛的应用前景。