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摘要：原油储罐是石油化工联合企业的龙头设备，对实现石化装置的正常运转有着直接的影响。近些年，国内石油用量不断增加，原油储罐的在石化企业中占有的地位也越来越重，然而，原油储罐的腐蚀问题一直是制约其使用寿命的主要原因，因此，对原油储罐进行防腐措施是一项非常关键的工作。本文主要是分析油罐腐蚀的部位和原因，针对原因探讨合理的防腐措施，并对油罐大修中需要注意的相关问题进行展开讨论。
关键词：原油储罐；腐蚀机理；防范对策
引言
在石油化工行业中，需要使用到大量的钢制原油储罐，做好这些原油储罐的维护工作是保证石油化工企业实现安全生产的重要环节。原油储罐在使用中的内外界环境情况比较复杂，在经过长时间的使用后，罐体的一些位置会出现腐蚀现象，影响储罐的正常使用，对安全生产造成不利影响。本文将对原油储罐的腐蚀机理进行分析，并探讨原油储罐腐蚀防范的对策，提高原油储罐抗腐蚀性，保证石油化工企业的安全生产。
1 油罐的腐蚀部位及原因分析
在原油储输过程中，原油储罐内油液面经常波动，但对于一个进满原油的拱顶罐来说，其内部介质分布有以下规律：上部属于气相空间，中部是原油层，下部是水和泥砂层。由于油罐内侧接触的介质中含有腐蚀性物质，因此腐蚀程度比较严重。油罐外侧由于与外界所处的环境不同，其腐蚀程度也不尽相同。
罐顶和上部壁板内侧不直接与原油相接触，却处在从原油蒸发出的轻质组分气相环境中。气相中含有CO2、SO2、H2S等腐蚀性气体，在O2和蒸汽等作用下，发生化学腐蚀。具体的反应如下：
Fe+H2S+1/2 O2→FeS+H2O
Fe+H2O+1/2 O2→Fe2++2OH-
3FeO+H2O→Fe3O4+H2
Fe3O4+ O2+H2→3Fe2O3.H2O
由于机械呼吸阀经常吸入新鲜空气，使罐顶和经常不储油的罐壁上部钢板不断地腐蚀。另外，油面上下变动的罐壁部分，由于存在着氧气的浓度差，在两者靠近的区域形成了氧浓差电池，缺氧区为阳极，也易腐蚀。
罐壁中部由于直接与原油相接触，接触水分和O2较少，发生的化学腐蚀较轻。但是含硫原油中各种硫化物可与钢板发生化学作用，从而锈蚀罐壁钢板。罐底是水和泥砂的混合物，为厌氧环境，且SO42-含量较高，既为SRB提供了生存环境，又为它生长繁殖提供了养分，使污水对罐底和底部罐壁腐蚀性加大。另外，罐底板因化学成分不均一，在电解液作用下将形成腐蚀电池，产生电化学腐蚀，加剧钢板腐蚀的发生。
罐底板外侧与石油沥青砂接触，一般不易腐蚀，但在施工焊接时焊缝附近的防腐蚀涂料往往被烧掉，引起电化学腐蚀，严重时会腐蚀穿孔而出现漏油现象。另外，如果油罐沉陷不均或罐底辐板施工时与基础结合不严密，因罐底外侧充气不均而形成氧浓差电池，也会造成罐底板腐蚀。对于罐底边缘板下部，由于透气性好，存在着氧浓差，极易腐蚀。
由于油罐壁板外部包有保温层，一般情况下始终处于非常干燥的环境中，在防锈涂料的保护下，不易发生腐蚀。但是因上部遮雨效果差漏进雨水或中部渗进雨水，潮湿部位将会发生电化学腐蚀。特别是罐壁底部，由于雨水不能及时排走，而保温岩棉又具有很强的吸水性，则大量水分积聚在底部保温层中，导致罐壁底部钢板（包括罐外边缘板上部）长期处于潮湿而充满腐蚀性介质的环境中，易发生电化学腐蚀。
罐顶外表面由于长期与大气接触，会受到空气的氧化，但常温下，干燥空气对金属表面的腐蚀是很轻微的，而且大气腐蚀的产物可以在罐顶表面形成不可见的保护性氧化膜，起到减缓腐蚀的作用。但在罐顶凹陷处、焊缝凹陷处和其它易积水的地方，大气腐蚀是比较严重的。
2 防止原油储罐防腐失效的措施
2.1 合理选择材料
在选择建设原油储罐的材料时，为了将腐蚀的可能性降到最低，首先应该选择更加适合的不易被腐蚀的材料。一般，最好选用含碳量小于0.2，硫、磷含量低于0.5的钢材。另外，适当的增加腐蚀严重部位的厚度，如罐底和罐顶等，也是一种有效的防腐措施，但是厚度不能超过钢板总厚度的20%。
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2.2 选择抗静电涂料做防腐涂层
因为油料在流动、搅拌、过滤、灌注、喷射过程中会产生静电荷，随着静电荷的积累就会引起电位升高。如果不能及时释放这些静电荷，就会超过安全极限，非常有可能造成爆炸或者火灾等事故。因此在进行涂层时，要选择具有抗静电能力的涂料，并且有着良好的耐油、耐水性以及抗冲击、老化的性能。
2.3 涂料与阳极保护相结合的保护技术
尽管单一的涂层能够保护大面积的基体金属，但是对于存在涂层缺陷的地方无法进行防护，并且这些地方还很容易形成大阴极，小阳极，从而加速涂层的破坏和油罐的腐蚀。涂料与阳极保护相机和的保护技术是克服这一现象的有效手段之一。另外，这种联合保护的形式要比单纯的进行阴极保护更加节省阳极用量，而且有更好的电流分散效率，是一种行之有效的保护方法。
2.4 热喷铝技术
对于管内壁腐蚀比较严重的地方，可以利用金属火焰喷镀的方法对罐内壁通过热喷铝技术进行防腐。因为铝涂层在大气中非常容易产生致密的氧化膜，从而能够提高涂层的稳定性。另外，热喷铝技术还能够避免罐体和氧气与硫化氢发生的反应，从而阻止油罐的腐蚀。
2.5 添加缓蚀剂
缓蚀剂是通过以适当的浓度和形式存在于环境中时，能够有效的防止和减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，因此，缓蚀剂又经常被称作腐蚀抑制剂。少量的缓蚀剂就能够有很好的防腐蚀效果。在石油化工行业中，添加缓蚀剂是减轻和防止各类油品储罐内部腐蚀的有效手段之一。一般，根据用途的不同，能够将缓蚀剂分为三类。水溶性缓蚀剂主要是为了防止油罐底部沉积水的腐蚀；油溶性缓蚀剂主要是为了防止与油层接触的金属腐蚀；气象缓蚀剂主要是为了防止油罐上部与空气接触的金属腐蚀。
2.6 合理的结构防腐蚀设计
处理需要满足工艺要求之外，原油储罐在进行结构设计时要考虑如何尽量的减少腐蚀条件的出现，从而有效的避免由于出现死角或者因为流通不畅造成的腐蚀现象出现。另外，在进口处的设计上要充分考虑如何降低冲蚀造成的腐蚀。对于新设计建造的油罐，可以采用外浮顶油罐储油技术，这种技术能够有效的将硫化氢等含硫气体去除，从而降低了硫腐蚀的出现概率。
3 油罐大修防腐蚀几点建议
3.1建议油罐底部采用国产抗静电(不含石墨粉)G4-1-921 型涂料,可延长储油罐的使用寿命。环氧涂料或聚氨酯涂料具有无污染，涂膜坚固，具有良好的机械性能和耐腐蚀性，另外不需要底漆涂膜油，罐顶部建议采用。
3.2尽量缩短清罐周期，及时清理油泥。不给各种微生物创造适宜的生存环境，避免造成腐蚀。进行清罐操作时，应对罐壁细致清理，避免人为对覆盖层造成伤害。
3.3确保雨水排疏设施畅通,积水不达到罐基表面。
3.4检查量油孔、呼吸阀与油罐结合部位的密封状况,如有材质失效、变形、老化或者损坏的情况,应更换密封部件。
3.5储罐均采用拱顶结构，密封效果差，日常操作时应当尽量避免罐位大幅度地变化，以避免油品呼吸量增大带入空气。
4 结论
目前原油储罐防腐主要采用了阴极保护与防腐涂层两种方法。但是，腐蚀与防护工作要想收到好的效果，除了着眼防腐工艺以外，还应从日常管理着手，加强现场调查和监控监测，积累数据，找出规律来指导现场防腐工作，形成一个良性的腐蚀防护管理体系。只有这样才有可能找到罐体防腐最为经济有效的方法，实现站区油罐长周期安全平稳运行。
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论文作者:蒋满军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/31
标签：原油论文; 油罐论文; 储罐论文; 涂层论文; 机理论文; 涂料论文; 技术论文; 《防护工程》2017年第27期论文;