2023-01-09
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据调查数据显示,世界工业发达国家因腐蚀造成的经济损失约占当年国民生产总值的1.8%-4.2%左右。我国每年因腐蚀引起的损失估计达5000亿元,约占国民经济总值的5%。储油罐的腐蚀问题也是个老大难问题。储油罐腐蚀的加剧会造成储罐泄漏,并引发严重的爆炸事故发生。
金属储罐所储存的油品往往含有氢、硫酸、有机和无机盐以及水分等腐蚀性化学物质,加上罐外壁受环境因素影响,油罐的寿命会大大缩短。如果不能及时对金属油罐进行防腐处理,轻则影响油品质量,重则易造成油品泄漏,污染环境,而且容易造成火灾、爆炸。因此,对金属油罐进行防腐蚀处理是非常必要的。
一、轻质油罐的腐蚀特点及环境分析轻质油罐主要是指储存汽油、柴油、煤油等轻质油品的储罐,挥发性高的轻质油品如汽油等比挥发性低的重质油品腐蚀性强,特别是在气相部位,腐蚀更严重。这类油料储罐的罐体外壁容易发生化学腐蚀,油罐内部则容易发生其余几种形式的腐蚀。由于氧在轻油中的溶解度很高,一部分溶解氧可以进入罐底水中,所以罐底仍存在轻度的电池微腐蚀和氧浓差电池腐蚀。而且这类油料储罐的具体腐蚀情况也随介质的不同。另外,石油产品尤其是轻质油品在其生产、储存、使用时常常发生磨擦、冲击、碰撞、挤压,在油罐喷射、晃动、加注、冲洗等过程中,极易产生大量静电荷并引起静电燃爆,此类破坏是十分危险的。下面对轻质油罐的不同部位的腐蚀环境进行分析轻质油罐腐蚀环境
油罐的内腐蚀与储存介质的种类、性质、温度和油罐形式等因素有关。油罐内部存在两个腐蚀环境,一个是液相,一个是气相。对于温度小于100℃且存在水相的油罐,液相又分为两层,除油层外在油罐底部通常有水层。对于固定顶油罐,内部各部位腐蚀特点如下:罐顶及罐壁上部。这个部位不直接接触油品,属于气相腐蚀。根据大气腐蚀机理,其实质属于电化学腐蚀范畴,腐蚀是通过冷凝水膜,在有害气体如S02,C02,H2S,02等的作用下,形成腐蚀原电池。由于水膜薄,氧容易扩散,耗氧型腐蚀起主导作用。在罐壁气液结合面处的腐蚀,是氧浓差电池条件下的腐蚀,是罐壁腐蚀*严重的部位之一。自支撑固定顶在高应力区域有时存在应力腐蚀。
罐壁中部。罐壁中部直接与油品接触,其腐蚀主要是油品的化学腐蚀,这个部位腐蚀程度*轻。但对于液位经常变化的油罐,气液结合面处的腐蚀比较严重。罐壁下部和罐底板上表面。这个部位是油罐内腐蚀*严重的部位,主要是电化学腐蚀。由于储存和运输过程中水分积存在罐底板上,形成矿化度较高的含油污水层,造成电化学腐蚀。通常含油污水中含有CL-和硫酸盐还原菌,同时溶有S02,C02,H2S等有害气体,腐蚀性极强。在罐壁下部和罐底板上表面油水结合面处,存在浓差腐蚀。当底板上设置加热盘管时,由于温度和焊接形成的电偶因素会加剧局部腐蚀。由于罐底存在向外的坡度,因此在罐壁和罐底结合处,腐蚀严重,是防腐保护区域。罐底板上表面除了存在均匀腐蚀外,局部腐蚀(特别是点腐蚀、坑腐蚀)非常严重,是造成底板穿孔的主要原因。
裸露的固定顶和罐壁。属于大气腐蚀。根据大气腐蚀机理,其实质属于电化学腐蚀范畴,腐蚀是通过冷凝水膜,在有害气体如S02、C02、H2S、O2等的作用下,形成腐蚀原电池。由于水膜薄,氧容易扩散,耗氧型腐蚀起主导作用。工业大气和海洋大气条件下,腐蚀*为严重。
油罐底板下表面。主要为土壤腐蚀和水腐蚀。另外,由于基础中心部位和周边的透气性存在差别,也会引起氧浓差电池,中心部位成为阳极而被腐蚀;地下的杂散电流也会加剧底板腐蚀;接地极可引起电偶腐蚀,采用锌接地极可以有效减小电偶腐蚀。此外,在油罐内部结构不密闭处,如间断焊焊缝处,存在缝隙腐蚀。
二、腐蚀机理分析与讨论
金属的腐蚀都是在两种或两种以上的因素影响下发生的,轻烃储罐的腐蚀也是这样。由轻烃液体中所含的水分引起的电化学腐蚀由于生产的需要,轻烃中掺有少量的水,在涂层破坏的地方,铁与水发生电化学反应:在通常情况下,以上电化学反应的速率不是很快,达不到以上所提到的0.4~1.4mm/a这样高的速率。那又是什么原因使得罐壁的腐蚀速率如此之高呢?这应从电偶腐蚀的角度来分析。当防腐涂层被破坏的时候,裸露的金属电位较负(铁的标准电极电位是-0.44V),而涂层的电极电位却比较正,这样裸露的金属与涂层之间就形成了一个腐蚀电池。阳极是被破坏的涂层下裸露的金属,阴极是没有被破坏的涂层。特别要强调的是,这里所形成的腐蚀电池是大阴极、小阳极,在这种情况下腐蚀速率将会成倍增加,以致出现了上面所提到的较高的腐蚀速率。由此可见,硫化氢腐蚀的*终产物是FeS。尽管FeS膜不溶于轻烃液体,但它却不具保护性,以上的腐蚀过程可以在膜下继续进行,而且腐蚀速度更快。
三、防腐现状及几种防腐措施
一部分轻油储罐由于使用年限长、腐蚀严重,防腐手段比较单一,玻璃鳞片防腐材料有效的解决该问题。