储罐的腐蚀与防护综述

1、一、储罐腐蚀与防护概述储存在油罐中的石油产品通常含有腐蚀性化学物质，如氢气、硫酸、有机和无机盐以及水。另外，油罐的外壁受环境因素影响，油罐的使用寿命将大大缩短。如果金属油罐不能及时处理，表面会被腐蚀，污染油品，增加油品的胶质、酸碱度和盐分，影响油品质量；另一方面，漏油是由于腐蚀造成油箱穿孔造成的，不仅浪费能源，污染环境，还会引起火灾和爆炸，其危险性可想而知。因此，分析油罐腐蚀的类型、主要部位和机理，采取合理、先进、经济的防护方法来防止金属油罐的腐蚀是十分必要的。正常情况下，原油在储罐中的腐蚀最高，最大腐蚀速率可达0.6；轻、粗汽油、煤油和粗重油次之，最大腐蚀速率为0.4；重油、石脑油和润滑油腐

2、蚀性最小，腐蚀率为0.2。另外，储罐不同部位的腐蚀程度不同，储罐底部和侧板下部与出油水相接触，属于水相腐蚀。油水分离水是一种电解质水溶液，含有沉淀水等。这部分的腐蚀程度最大。原油储罐(以下简称油罐)是石油化工行业的重要设备，对全厂的安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行起着重要作用。油罐腐蚀已经造成了巨大的经济损失和环境污染，因此加强对油罐腐蚀的研究，找出合理的防护方法是非常重要的。金属储罐的腐蚀有多种表面状态(如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、沉积腐蚀、晶间腐蚀、层间腐蚀、冲刷腐蚀、气蚀、磨损腐蚀、环境腐蚀、双金属腐蚀、杂散电流腐蚀等)。)，但主要原因是化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀只会发生在原油储

3、罐和其他特定的地方，对于杂质较少的成品油储罐。化学腐蚀的可能性很小。因此，电化学腐蚀是金属储罐腐蚀的主要原因。二。国内外腐蚀与防护综述在国内外，由原油储罐腐蚀和泄漏引起的严重环境污染事件时有发生，这也给石化企业的安全生产带来了严重后果。在石油化工企业中，原油储罐是主要设备，容积在10000m 100000m之间，这使得储罐的一次清洗和维修变得困难和昂贵。因此，做好原油储罐的防腐工作非常重要。储罐腐蚀主要包括内部腐蚀、外部腐蚀和外部底板腐蚀。金属储罐的防腐可分为内壁防腐和外防腐。目前，国内原油储罐的外板和底板已经进行了防腐处理，而内壁一般不进行防腐处理，或者只进行了部分防腐处理。环氧涂料、环氧绿

4、色涂料、聚氨酯涂料、无机锌涂料和铝喷涂是金属油罐内壁应用最广泛的防腐涂料，在我国生产工艺已经成熟。只要这些品种得到推广应用，采用厚结构，就能达到防腐效果，从经济角度来看，金属油罐内壁防腐材料应朝着高效、长寿的方向发展。钢制储油罐的腐蚀一直是世界石油化工行业的主要问题。腐蚀的加剧将导致储罐泄漏和严重的爆炸事故。腐蚀造成的直接和间接损失都很大，严重影响企业的正常生产。根据调查数据，世界上发达的老房子腐蚀造成的经济损失约占当年老年人国内生产总值的1.8 4.2%。据估计，中国每年因腐蚀造成的损失高达500亿元人民币，约占总成本的5%(4)硫酸盐还原菌和其他细菌引起的腐蚀。主要在水箱底部。(5)摩擦腐

5、蚀。它主要发生在浮顶罐的浮动伸缩部分3.2油罐的腐蚀机理重油储罐主要包括原油储罐、污油储罐、特种润滑油储罐和特种燃料储罐等。油罐的腐蚀主要是由于重油中的无机盐、酸和硫化物对钢材的腐蚀。这种油箱最严重的腐蚀部位是底部。因为池底水含有厌氧菌(硫酸盐还原菌)。这些油品中的有机物、硫酸盐、HS、Co2和氧气的溶解度很低，底层水处于缺氧状态，这正是硫酸盐还原菌生存的适宜环境。因此，上述重油产品罐底的内部腐蚀主要是硫酸盐还原菌引起的酸腐蚀和坑蚀。其次，油水界面处的腐蚀，油气界面处的腐蚀更严重，顶部的气相腐蚀更轻。轻油产品主要包括汽油、煤油和柴油。这种储油罐的外壁容易发生化学腐蚀，而储油罐的内部容易发生其他

6、形式的腐蚀。像H2S和SQ这样的酸性气体通常不存在于石油产品中，因此不存在酸腐蚀。由于氧气在轻油中的溶解度很高，一部分溶解氧会进入罐底水，所以罐底仍有轻微的电池微腐蚀和氧浓度电池腐蚀。此外，这种储油罐的具体腐蚀情况因介质不同而不同。汽油中添加的四乙基铅、煤油中添加的硫化物和抗静电剂对碳钢有腐蚀作用。汽油罐顶部和汽油的气液界面腐蚀严重，其次是煤油腐蚀，柴油腐蚀轻微，底部水相腐蚀也较轻。平均腐蚀速率为0.05-0.25毫米/年，最大腐蚀速率为0.4毫米/年。碳钢材料在各种油罐中的腐蚀速率见表1表1各种油罐中钢材的腐蚀速率MRN/年无论是重油储罐还是轻油储罐，顶部腐蚀的主要原因是由水蒸气、空气中的氧

7、气和油品中的挥发性硫化氢引起的电化学腐蚀，其中一些油品的腐蚀更为严重。然而，罐壁气液交替部分的腐蚀主要是由氧浓差电池引起的。 氧浓度高的部分为阴极，氧浓度低的部分为阳极。罐底腐蚀主要是由于罐底钢板与罐底水层直接接触，而罐底水含有各种水溶性盐和酸，这些盐和酸的水溶液为电解质，会产生局部电解过程，因此罐底是腐蚀最严重的部分。 罐底水的主要理化指标见表2。3.3油罐内防腐措施3.3.1油箱材料的选择1.应选择碳含量小于0.2%且硫和磷含量小于0.3%的钢。具有不同储存介质的油罐应由不同的不锈钢制成，如表3所示。3.3.2在腐蚀严重的部位，如罐底和罐顶，适当增加钢的厚度，可以提高防腐能力，但不应超过钢

8、板总厚度的20%。3.3.3采用阴极保护法石油沉积污水介质中有许多腐蚀性成分和高含盐量，导致储罐底部腐蚀严重。多年的实践证明，牺牲阳极阴极保护可以减缓与沉积污水介质接触的表面的腐蚀。一般情况下，压制带状阳极呈环状排列在槽底，均匀分布在槽壁下部，作为牺牲阳极。在实际应用中，牺牲阳极阴极保护和涂层相结合将更加经济，保护效果更好。3.3.4热喷涂复合保护层将喷涂的金属原料在高温下熔化，用压缩气体或其他惰性气体将熔化的金属吹成雾状，并迅速将雾状喷涂到制备好的金属物体表面。这些细小的金属颗粒在飞行过程中处于熔融状态，并且立即冷却，紧贴在被喷涂物表面，继续喷涂，形成喷涂层。热喷涂铝后，钢基结构表面形成0.

9、1 0.3 mm厚的喷涂层，可承受典型的工业气氛和高温试验，有效隔离腐蚀介质的渗透，防止钢基在介质中的电化学腐蚀。铝包层可以连续地为钢基底提供牺牲阳极保护，从而保护金属免受腐蚀。3.3.5涂层保护从目前的情况来看，国内外大多数油罐的内部防腐都是用涂料来保护的。要求涂层具有良好的耐油性，在30 50的温度范围内，能抵抗原油、汽油、柴油、煤油、渣油、含油污水等介质的腐蚀。同时，涂层还应具有良好的抗静电性能，因此，在防腐蚀涂层中经常需要添加静电导电填料，使涂层的体积电阻率低于0nI。此外，防腐涂料还应具有良好的物理机械性能，如附着力强、常温固化、不开裂、施工方便等。通常，涂层需要刷3 6次，总厚度为

10、250 300 FFM。国外非常重视油罐的防腐工作。通过对日本3042油罐的防腐调查，大多数油罐防腐采用环氧涂料、环氧煤焦油涂料、玻璃鳞片涂料和锌粉涂料，使用寿命为7 10年，涂层厚度一般为0.4 0.7毫米。目前，我国常用的储罐涂料主要有环氧树脂、聚氨酯、无机富锌、有机富锌、玻璃鳞片涂料等。一般来说，我国常用的油罐涂料品牌有：8701环氧树脂防腐涂料、TH-4硅酸锌耐油防锈涂料、H-99环氧抗静电涂料、环氧漆酚抗腐蚀抗静电涂料、聚氨酯抗静电涂料和EP-6 7环氧树脂玻璃鳞片防腐涂料。4.原油储罐内壁的腐蚀与防护1防腐方案介绍过去，钢制储罐的腐蚀通常是通过防腐涂层来控制的。然而，防腐涂层的防腐

11、寿命相对较短，在工程实践中，由于各种因素的影响，防腐涂层很难完整无损，腐蚀往往发生在涂层泄漏或损坏的地方，尤其是储罐底板。阴极保护是基于电化学腐蚀原理，通过阴极极化来抑制电池的腐蚀，从而达到防腐的目的。然而，当单独使用阴极保护时，所需的保护电流密度非常高，在含有去极化剂的高温水中达到几百毫安/平方米，其经济性能较差。因此，有必要针对原油储罐内不同的腐蚀环境和因素开出合适的药，以获得满意的防腐效果。通过对试验研究和实际工程的总结，得出结论：储罐内壁的防腐方法是：储罐顶部和罐壁采用静电导电涂料保护，罐底采用涂料和阴极保护。这样，阴极保护的成本可以大大降低，覆盖层损坏或老化造成的腐蚀缺陷可以通过阴极

12、保护来补偿，从而大大延长油罐的安全使用寿命。阴极保护方法分为外加电流法和牺牲阳极法。考虑到安全和管理等诸多因素，原油储罐罐底内壁应采用牺牲阳极阴极保护。该方法对原油储罐安全可靠，无需专人管理，保护效果好。牺牲阳极材料主要有三种类型，即锌合金、铝合金和镁合金。在原油储罐中，镁合金阳极由于可能产生火花、驱动电位过大、阳极寿命短、效率低等原因而不能使用。同时，原油储罐内的工艺温度很容易达到54，锌合金牺牲阳极可能极性颠倒，变成阴极，无法使用。因此，只有铝合金牺牲阳极可用于钙油罐内壁防腐的具体方案是用涂料和高效销牺牲阳极保护油罐内底板。涂层采用静电导电涂层，涂层厚度不小于120斗米。然后按设计安装高效

13、铝牺牲阳极，对接处另外涂防腐涂层。罐内其他部分用抗静电涂层保护，涂层总厚度不小于180米。环氧抗静电涂层、环氧氯磺化聚乙烯抗静电涂层和聚氨酯抗静电涂层可用作涂层。涂料施工前，应对表面进行预处理：首先清洁表面，然后喷砂除锈，应符合Sa 2.5的要求。2设计计算2.1原始数据介绍了一家石油化工厂提供的原油储罐中沉积的污水根据分析，其酸碱度为6.72，电导率为8800桶/秒，水质主要成分见表1。从水质分析结果来看，略有不同酸度大，含盐量高，Fe3含量高，腐蚀性强。2.2设计参数1)原油储罐内壁底板的保护电位在0.85-1.05之间(相对于C u/饱和CuSO。参比电极)。2)有效保护期为15年。2.

14、3具体设计计算2.3.1保护区储罐底部的浸没高度约为500米，因此应考虑对底部以上1米的储罐壁进行同样的保护，包括：s:-i Tr 2丌d h=3014.4平方米3015平方米2.3.2油罐中污水的电导率根据石化公司提供的不同油田(大庆油、马希拉油和伊朗油)原油的油罐，油罐内污水的电导率为7000-30000ts/cm，电阻率p为142.8-33.3 QCM。p在设计上是80 Qcm。2.3.3牺牲阳极的选择和电流产生选择高活性铝-锌-镍-氮牺牲阳极，阳极规格为420m m(160180)m m170 nl m(以下简称b型)，单阳极质量为36 kg，电化学性能见表2。2.3.4所需阳极块的数

15、量所需的阳极块数：N=，I/m=214.2=215(块)，其中为平均产生电流，m=0.8t，其中0.8为阳极电流效率。2.3.5阳极寿命阳极板(寿命：y=q/71，10130k/(8760l)，其中q为实际阳极电容，1950mah/kg取自油箱；m是阳极的净重；k是阳极利用率，为0.85。l计算，15年，满足m j的设计要求2.3.6牺牲阳极的选择根据计算，需要215个420米(160米长，180米长)和170米长的阳极。考虑到安装的均匀分布，总共需要216个阳极，总重量为7776千克。3阳极安装和布局阳极安装方法是将阳极直接焊接在储罐底板上。阳极铁芯与罐底板的焊接要求焊接长度不小于10厘米，

16、并保证焊接牢固。接缝处应涂防腐层，防腐要求不低于罐底涂层。焊接时，油箱必须满足焊接热条件。阳极分布符合均匀分布原则，罐壁附近距离略小，共10圈，如表3所示。4保护结果测量阴极保护施工完成后，在供水前后对齐水箱底板在图1所示的位置测量自腐蚀电位，结果如表4所示。结论1)从保护效果来看，原油储罐底板和罐下内壁的保护电位在0.85 1.05伏范围内，得到了有效保护。2)从可靠性、经济性等因素考虑，高效铝合金牺牲阳极结合涂层的阴极保护方法能有效保护原油储罐内壁，安全性好，无需管理调试费用，经济可行。此外，阴极和阳极极化曲线作为边界条件的准确性也会影响模拟结果，特别是当极化性能随时间变化很大时。4展望数值模拟在阴极保护优化和腐蚀相关电磁铁的计算中将发挥越来越重要的作用原油储罐多为保温油罐，罐壁采用底漆和保温材料防护铁皮防腐保护技术。罐壁腐蚀是由于防护措施失效和密封不严造成的。如罐体无雨檐，保护层接缝出现裂缝，雨水进入保温层，保温层为吸湿性强的岩棉，使罐壁，尤其是罐壁顶层处于腐蚀环境中；由于保温层到达罐