天津市大港油田第三采油厂 061023
摘要:经济发展加快了中国的工业化进程,石油是工业生产过程中的重要原料和燃料,在此基础上对中国石油资源的需求与日俱增,储油罐是中国油气储运系统的重要组成部分,腐蚀是储油罐面临的主要安全问题。为了延长储油罐的使用寿命,提高我国油气储运的优势,必须采取有效措施防止和控制储油罐的腐蚀,本文研究主要分析储油罐腐蚀的原因及其防治措施。
关键词:储油罐腐蚀;储油罐分析;储油罐防控
储油罐的存储介质是石油和石化产品,包括原油、成品油、柴油、汽油等,这些石油产品不仅易燃易爆,而且还包含一些会导致储油罐腐蚀的物质,会发生腐蚀问题。同时在使用储油罐时,周围的环境对储油罐也有一定的影响,造成了储油罐外部腐蚀的问题。
一、储油罐腐蚀原因
储油罐的腐蚀根据被腐蚀部分的类型分为内部腐蚀和外部腐蚀两种,储油罐的腐蚀类型也不同。以下主要描述腐蚀的原因和机理,储油罐的内部腐蚀和储油罐的外部腐蚀。
(一)储油罐的内部腐蚀
在日常使用的金属储油罐中,内部零件不可避免地会受到腐蚀,腐蚀的原因也不同,第一储油箱的管壁顶部和上部的内表面相对容易腐蚀,原因是与油的接触相对较少,这会引起电化学腐蚀,储存在储油罐中的油中含有腐蚀性物质,例如水、硫化物和氧气,会与金属发生反应而引起氧化腐蚀。第二罐壁的中部也是相对腐蚀的区域,原因是机油经常上下波动,机油中的硫化氢含量引起电化学腐蚀,同时与其他物质反应生成硫酸并发生电化学分解。第三油箱下部油箱壁的表面和下部是最容易腐蚀的部分,原因是在该部分中存在一层含污水的层,这会导致电解腐蚀。
(二)储油罐的外部腐蚀
金属储油罐的外部腐蚀类型主要有漏水腐蚀和大气腐蚀。
1. 大气腐蚀
油箱裸露的外壁和储油箱固定顶的腐蚀是大气腐蚀,腐蚀机理与油箱的内壁相同,都是电化学腐蚀。地上储油罐直接暴露于大气中,并长时间被雨、雪、雾、霜和湿气侵蚀,并且储油罐的外壁形成薄水膜,该储油罐未与油直接接触,导致盐和碱,这导致电解质的形成和电化学分解。通常电解腐蚀例如罐的外壁或罐顶的上部主要是由不均匀腐蚀引起的,钢板凹痕和外部焊缝的腐蚀大,并且出现其他零件,腐蚀相对较轻。
2. 漏水引起的腐蚀
当储油罐放置在绝缘层上时,会出现非常复杂的腐蚀问题。不仅发生大气腐蚀,而且还会发生类似于储罐底部水腐蚀的问题。通常情况下,保温层中的储罐是龙骨焊接并支撑在罐壁上。这降低了罐壁上防腐涂层的连续性。在外壁上提供了对消防管、防风圈、上部水箱板、下部水箱板和边缘板的支撑。保护层的密度会产生很大的影响,这可能导致水进入绝缘层。如果有水进入隔热层的问题,则隔热材料会被水弄湿并且很难挥发,罐壁在潮湿的环境中放置了很长时间,并且由于温度和土壤的影响而发生了严重的腐蚀。
二、储油罐腐蚀预防与控制措施
(一)合理选材
在储油罐的设计中,应考虑对防腐性能的要求,并应根据所含油的质量合理选择罐体的材料以及内部和外部附件、低碳、低硫、低磷钢应用作罐的材料,对于高腐蚀性介质,可以将新型的耐腐蚀钢和非金属材料视为储罐附件。此外,可以根据容纳介质的腐蚀性能适当地增加箱体的腐蚀余量。
(二)应用防腐涂料
为了防止储油箱的腐蚀问题的发生,可以在储油箱的外壁表面和内壁表面上涂防腐涂料。防腐涂层的质量以及金属表面处理的效果是决定防腐涂层有效性的主要因素,为了确保防腐蚀效果,必须使用具有优异的粘附性、柔韧性、耐冲击性、耐油性、耐水性、耐老化性、抗静电性等性能的防腐蚀涂料。随着近来对储油和运输安全问题的关注,许多研究人员增加了对防腐涂料的研究,并开发了许多具有优异性能的防腐涂料,包括抗静电防腐涂料、耐油、抗静电导电防腐涂料、聚氨酯静电涂料、弹性抗静电防腐涂料等,这些防腐材料的出现为满足储油罐的防腐要求奠定了良好的基础。
(三)覆盖层防护
覆盖层保护是一种腐蚀保护技术,可将受保护的金属与腐蚀性介质(例如有机覆盖层、金属覆盖层和陶瓷覆盖层)隔离。目前原油储罐内外的防腐涂料均为有机涂料、涂层防腐是储罐防腐的最重要手段之一。目前在中国大多数储油罐中,从储油产品中将油罐主体与涂层隔离是一种防腐蚀措施。用于储油罐的防腐涂料有很多类型,包括环氧型、聚氨酯环氧沥青型和无机富锌型,防腐涂层的优点是成本低、结构简单方便,缺点是罐体钢板的表面处理在喷漆前很严格,经常会出现诸如油漆缺角、缺少油漆缺陷位置检测,在油漆缺陷处重新油漆等问题,涂层的热老化、涂层结构的维护以及储罐都会损坏涂层。
(四)应用氮封装置
氮气密封装置是近年来出现的新型防腐措施,本质上是一种气密封保护性防腐系统,可以满足大型储油罐的防腐要求,操作简单、操作灵敏、运行可靠、维修方便,节能储油罐采用氮封装置,维持顶部保护气体的压力恒定,以防止油和空气直接接触,不仅可以防止储油罐腐蚀,还可以防止油挥发和氧化,从而节省了资源,可以提高储油罐的经济效益。
(五)电化学保护
电化学保护可分为阳极保护和阴极保护,在阳极电流的作用下可以建立钝态并产生稳定钝化膜的金属可以使用阳极保护,目前家用储油罐的电化学保护是所有的储罐地板都是阴极保护。在中国储罐底板外部的阴极保护技术相对成熟,牺牲阳极法和强制电流法均被广泛使用,牺牲阳极法通常用于油箱底板内部的阴极保护,尽管有关于强制流动方法的科学研究和实验应用报告,但该技术仍不成熟,并且已经在阳极材料的选择,电缆出口密封设计和安全演示方面进行了认真的研究。阴极保护是保护储油罐免受电化学腐蚀和细菌腐蚀(例如电偶腐蚀、浓电池腐蚀和孔腐蚀)的有效方法之一,只要保护性金属的电位为负即可,另一方面具有优异的抑制效果,可以达到保护的目的,阴极保护方法的优点是耐腐蚀性好,易于实施。
结语
综上所述,有效防止和控制储油罐的腐蚀是确保油气储运安全,减少资源消耗和油气储藏的重要环节。这也是提高运输的经济和社会效益的有效途径,在此基础上,有针对性地采取预防和控制措施,以加强对储油罐腐蚀原因的分析,避免因储油罐腐蚀而造成的经济损失和能耗。
参考文献
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