网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文：

　

标题 沿海地区钢制原油储罐底板腐蚀分析与防护
范文 刘永恒+朱根民+赵东锋
【摘 要】 本文着重对造成沿海地区储罐底板腐蚀的各个原因进行了剖析，以及介绍牺牲阳极、强制电流、倒锥形底板和排水设施等防腐措施，以期对沿海地区储罐安全运行提供一些参考意见。
【关键词】 沿海地区 储罐底板腐蚀 牺牲阳极 强制电流
【中图分类号】TE988 【文献标识码】A
Corrosion Analysis and Protection of Steel Crude Oil Tank Bottom in Coastal
LIU Yong-heng Zhu Genmin Zhao Dongfeng Zhejiang Ocean University
Abstract：In this paper，the causes of corrosion of tank floor in coastal area are analyzed，and the anti-corrosion measures such as sacrifi cial anode，forced current， inverted cone-shaped fl oor and drainage facilities are introduced in order to provide some references for the safe operation of storage tanks in coastal areas.
Key words：coastal area tank fl oor corrosion sacrifi cial anode forced current
石油是国民经济发展的命脉，储罐则是储藏石油不可缺少的重要设备之一，在油气开采、加工、储藏和运输等环节中扮演着举足轻重的地位。随着我国经济的发展以及国际形势的需要，石油储备基地在各地区筹建起来，石油储罐的数量亦随之呈大幅增长。然而，储罐在使用过程中，底板上表面由于长时间接触原油中沉积水等腐蚀性介质，下表面直接与外部承重基础相连，不可避免地会出现各种腐蚀现象，且尤为严重。储罐的安全状况事关整个储运系统的正常运行，是石油化工行业工作的重中之重。沿海地区因其独特的地理位置以及气候条件等因素，储罐腐蚀较为严重，因此，本文针对沿海地区原油储罐底板腐蚀原因进行分析，并提出相應的防腐措施，旨在减轻底板腐蚀，延长使用寿命，提高经济效益。
一、沿海地区原油储罐底板腐蚀原因分析
储罐底板是储罐最重要的部件之一，其施工程序为：
基础验收→罐底板下料→罐底排版→罐底划线→罐底垫板铺设焊接→罐底板下表面防腐→罐底板铺设→中幅板焊接→边缘板焊接→龟甲缝焊接→罐底板焊缝试漏→罐底板上表面防腐→罐底成型
造成沿海地区储罐底板腐蚀原因多种多样，主要因素如图1所示。
1.储罐底板上表面腐蚀原因分析
（1）储罐底板本身
大型储罐底板，一般由中幅板和边缘板焊接而成，由于中幅板和边缘板数量较多，因此产生的焊缝很多，焊接应力大，不可避免地出现波浪变形或角变形。同时，焊接过程中产生的高温，会对焊缝周边的防腐材料造成损伤。在投入使用之后，原油中的腐蚀介质，很容易在焊缝处发生腐蚀，严重的可能造成穿孔。此外，中幅板与边缘板材质为合金，其中不可避免地会混有杂质，若杂质的活泼性低于合金活泼性，则会加剧底板的腐蚀。
（2）腐蚀介质
沿海地区所储存的原油，很多是来自中东，原油中含有的硫化氢、硫醇等硫化物含量较高，且原油在开采运输中可能会掺杂进海水，在储罐底部会形成沉积水。沉积水水质一般呈中性到弱碱性，含有氯离子、硫酸根离子等，氯离子和硫酸根离子是腐蚀过程中强烈的催化剂，对底板造成严重腐蚀。具体反应方程式如下：
腐蚀反应产生的铁的氧化物积聚在储罐底板上，而铁的氧化物性质比较复杂，其对金属的保护性很难确定，但一般而言，对金属的保护性基本为零，甚至会成为氧气、水的积聚处加剧腐蚀的根源。
2.储罐底板下表面腐蚀原因分析
（1）供氧差异腐蚀
储罐在建造完成后，底板下表面直接与承重基础紧密相连，潮湿的空气无法进入到底板下表面中心处，因缺少氧气而无法发生供氧差异腐蚀。然而储罐在投入使用后，原油不断地注入或抽出，使储罐质量不断地发生改变，底板可能会出现上凸现象，此时，潮湿的空气有机会进入到底板下表面中心处，导致整个底板下表面都与氧气接触。底板边缘部分氧气浓度较高，为富氧区，越接近底板中心处，氧气浓度越低，中心处为贫氧区。氧气浓度的差异，提供了发生供氧差异腐蚀的条件之一。当温度下降时，储罐底板下表面与承重基础上表面会发生物理现象——液化，析出水珠，这也是发生供氧差异腐蚀的条件之一。此时，氧气、水分、金属三者齐全，便会发生供氧差异腐蚀。
由于边缘板处氧气含量较高，发生的腐蚀频率更高，因此边缘板处腐蚀较为严重。
（2）电化学腐蚀
由于沿海地区大部分皆为盐渍地，盐渍地一般地表有石膏、蓬松土、盐霜、盐壳、盐盖等，盐霜之下土质松软，浮土较厚，多为硫酸盐渍土、氯盐渍土等，盐渍土具有溶陷性，盐胀性与腐蚀性等特点，且地下水含盐量很高。储罐承重基础在建造中虽然采取了一些防腐蚀和防止地基沉降等措施，但在使用过程中，地基长期与盐渍土接触，盐渍土的盐胀性使地基的混凝土结构发生膨胀开裂，产生裂缝，含盐量较高的地下水进入裂缝，与混凝土中的钢筋发生反应，造成腐蚀，使地基强度与稳定性降低，产生变形。地基的结构变形使储罐产生轻微变形，同时底板焊接过程中，不可避免地会对下表面的防腐层产生一定的破坏，此时，地基裂缝使地下水与储罐底板下表面直接接触，地下水杂质元素非常复杂，与底板下表面发生电化学腐蚀。
二、沿海地区原油储罐底板防腐措施
沿海地区造成储罐底板腐蚀原因很多，为了减轻腐蚀，故采取各种有针对性的防腐措施。
1.设计牺牲阳极
牺牲阳极是利用一种比底板金属性质更活泼的金属与底板相连，在电解质溶液中，牺牲阳极优先溶解，从而释放出电流而使阴极极化，达到保护目的。因此在设计牺牲阳极保护时，要充分考虑到保护电流密度、底板面积、保护年限等因素，设计出最合理的阳极分布。阳极设计量要充足，在底板上呈环状分布，一般有焊接和螺栓连接两种方法，储罐使用时间较长的，大多采用焊接固定；时间较短的，采用螺栓连接。
2.设计强制电流
强制电流是直接对底板金属通以外部阴极电流的直流电源，使阴极极化，达到保护目的。在设计强制电流时，要考虑到辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的电缆组成等因素。
现在储罐一般采用涂层保护与牺牲阳极保护联合防护法，但需要注意的是，涂层材料要选择非导静电的材料，牺牲阳极要选择活泼性较底板强的合金。同时，要保证储罐与管道以及管网、混凝土钢筋等系统的绝缘良好，否则一旦短路，牺牲阳极材料将会被迅速消耗，失去设计价值。
3.采用倒锥形底板
我国储罐在建造中，一般采用正锥形底板，亦称平板式，而储罐在使用过程中，因储罐进出油致使底板变形上凸，此时底板下表面出现供氧差异腐蚀。同时，沿海地区地基沉降一般比较严重，因地基沉降造成的底板变形腐蚀也比较多。目前国外已采用中心低、四周高的倒锥形底板解决底板变形问题，倒锥形底板的厚度比正锥形底板薄，減少了钢材使用量，经济性高，同时解决了储罐清空、放空难的问题。倒锥形底板首次在我国南海石化项目建设中引进，其优点除上述以外，还具备达到安全和环保要求等优点。
4.设计监测和排水设施
在储罐内设计排水设施和水位监测设施，实时监控罐底沉积水水位，在沉积水达到一定数量时，启用排水设施，排放罐底沉积水，以减缓对罐底板的腐蚀。
三、结束语
综上所述，储罐的安全运行至关重要。储罐的防腐工作往往是多种防腐技术综合使用，只有这样，才使得防腐效果比较理想。我国能源储备的主要基地大部分在东部沿海地区，但沿海地区独特的环境对储罐腐蚀还需进一步研究。同时，开发和完善储罐底板腐蚀在线监测技术以及新型防腐材料也是该领域的一大研究热点。
参考文献：
[1] 杨聪巧，严子韬，李文冰.大型储罐阴极保护方式选择研究[J].甘肃科技，2016，32（17）：29- 31.
[2] 梁洪爽，史艳华，李萍.我国沿海大型原油储罐防护技术研究[J]腐蚀科学与防护技术，2014，26（2）：173- 177.
[3] 刘子健.储油罐内底板与底圈壁板腐蚀分析与防护研究[J].腐蚀研究，2016，30（8）：55- 56.
[4] 牟方庆，平洪.渣油罐底板腐蚀漏穿分析及底板更换[J].广东化工，2016，43（328）：193- 195.
[5] 王刚.沿海地区钢制原油储罐腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护，2015，32（5）：22- 25.
[6] 张雪铭，赵鹏，陈宝峰.大型原油储罐全方位防腐设计及施工验收要求[J].腐蚀防护，2015（10）：71- 73.
[7] 张吉泉，王震宇，卢启春.立式原油罐底板腐蚀原因分析及解决方法[J].油气储运，2006，25（11）：45- 46.
[8] 朱磊，彭宇，刘泽鑫.储罐底板腐蚀状况检测与安全探讨[J].工艺控制，2010（7）：184.
[9] 李循迹，张强，殷泽新.原油储罐罐底板腐蚀穿孔原因分析及对策[J].石油化工设备，2016，45（4）：174- 175.
[10] 刘强.储罐基础和底板设计中存在的问题[J].油气田地面工，2007，26（7）：36.
[11] 何利民，高祁.油气储运工程施工[M].北京：石油工业出版社，2007：275.
随便看

　

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

　

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间：2025/3/21 21:21:34