【摘 　要】　随着我国大型商业储备油库的建立，钢制原油储罐数量逐渐增多，综合数据显示储罐底板腐蚀最为严重，如何减缓腐蚀速度，延长使用寿命，成为现阶段迫切需要解决的问题。本文综合原油储罐底板在运行中遭受的腐蚀情况，对其腐蚀机理进行分析，找出其主要腐蚀因素，并依据现有成熟技术，提出了一些行之有效的防腐技术措施，以达到腐蚀控制的目的。

　　【关键词】　原油储罐；底板；腐蚀机理；腐蚀防护

　　1 　引 　言

　　在国内原油商储库和长输管道系统中，钢制原油储罐是重要的设备之一，也是不可或缺的。近年来，石油工业发展速度不断加快，储罐的数量持续增加，容积也在逐渐增大，综合近几年油罐大修的数据显示：绝大多数储罐损坏是由腐蚀引起的，腐蚀破坏部位主要集中在罐底板，罐底板及底圈壁板腐蚀速度>0.15mm/年，并有大面积腐蚀麻坑，深度达1～3mm不等，严重点蚀处已有穿孔，孔径多数在5～10mm，有些孔径在20～100mm。

　　因此，要对储罐底板腐蚀机理进行研究，找出造成腐蚀的关键因素，用成熟的技术和合理的腐蚀防护方法，来减少腐蚀造成的危害显得尤为重要。

　　2  钢制原油储罐底板腐蚀类型及分析

　　2.1  罐内底板

　　原油中H2S，硫醇等活化硫含量较高，再加上原油开采或运输过程中混入的海水，造成原油储罐沉积水腐蚀性增加。虽然原油储罐都设计有排水管，但由于排水管的中心线一般比罐底高，再加上受液体流动的粘滞性及罐底板不平等因素的影响，罐底长期处于浸水状态。沉积水中含有大量的氯化物、硫化物、氧、酸类物质，形成为较强的电解质溶液，产生了电化学腐蚀。原油储罐底板的腐蚀特征基本一致，腐蚀最严重的部位集中在底板最外圈等沉积水较多的浮盘支柱下面，易腐蚀穿孔，其他部位为坑蚀，相对较轻，但深度与密度均比底板内侧小。

　　根据罐底沉积物、沉积水的化学成分分析，可推断罐底的腐蚀类型及过程如下 :

　　（1） 硫酸盐还原菌（SRB）的腐蚀。微生物对原油的腐蚀研究已经很充分，其中SRB最具有代表性，是典型的金属腐蚀性微生物，能在中性缺氧的环境中使腐蚀电池阴极去极化，加速腐蚀过程，其腐蚀产物中有FeS存在，亦会有H2S气味，缺氧条件下，金属腐蚀的阴极反应是H+的还原过程，但氢活化过电位高，阴极上被一层氢原子覆盖，而SRB将氢原子消耗，于是去极化反应得以顺利进行。它在厌氧条件下能够利用附着于金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的氢，将硫酸盐还原成硫化物：

　　SO42-+8H---S2-+4H2O

　　罐底水溶液中氢原子不断被硫酸盐还原菌代谢反应消耗，结果造成罐底防腐层部分脱落，钢板表面电化学腐蚀过程中的阴极反应不断进行下去：

　　Fe2++S2---FeS↓（腐蚀产物）

　　Fe--Fe2++2e-

　　在此过程中，SRB产生氢化酶，以硫酸根为氧化剂氧化阴极部位产生的氢原子，促进阴极去极化，因而SRB的存在一定程度地加速了碳钢的腐蚀。

　　（2） Cl-的影响。在原油储罐底板最外圈等沉积水较多的部位，由于表面涂层长时间浸泡，针孔或施工缺陷等部位出现局部鼓包、脱落。Cl-具有直径小、穿透性强等特点，优先选择性地吸附在这些部位，与金属结合成可溶性氯化物，在罐底板表面形成点蚀核，并逐步发展长大，形成孔蚀源。孔蚀处的金属与孔外金属形成大阴极小阳极的微电池，阳极腐蚀电流加大，发生电化学反应，阳极溶解金属产生大量的金属离子。由于罐底污泥、锈层及点蚀坑造成的闭塞作用，在蚀坑口形成Cl-闭塞原电池，使阴阳离子移动受到限制，造成点蚀坑内阳离子多于阴离子，导致Cl-向坑内移动浓缩酸化，进一步加速腐蚀，使蚀坑逐渐加深、扩大。电化学腐蚀反应式如下：

　　Fe2++S2---FeS

　　Fe2++2Cl---FeCl2

　　Fe2++SO42---FeSO4

　　2.1  罐底板下平面腐蚀

　　由于现在正在服役的钢制原油储罐，罐底边缘板和罐基础的结合部一般都做防水处理。因此，罐底板下平面主要是氧浓差腐蚀，主要表现在罐底板与基础接触不良，如罐基础沉降或因施工工艺问题，造成罐底板与基础结合不严，会引起氧浓差电池，该中心部位成为阳极而被腐蚀。

　　3  防腐措施

　　目前比较成熟的技术中用得最多的原油储罐底板防腐蚀技术大致可分为合理选材、合理选择防腐涂料、热喷铝技术等4个种类。

　　3.1  合理选材

　　宜选用含碳量小于0.2%和硫、磷含量低于0.5%的钢材，适当增加腐蚀严重部位如罐底和罐顶的厚度，但不应超过钢板总厚度的20%。

　　3.2  涂料与牺牲阳极保护联合保护技术

　　单独采用涂料防腐蚀，由于涂层存在微孔，在沉积水的长期浸泡下老化，出现龟裂、剥离，使裸露的金属形成小阳极，有涂层的部分成为大阴极，从而产生电池腐蚀，造成罐底板大面积坑蚀的产生。由此可见单独用涂料保护效果不佳。如将其与牺牲阳极联合防护，裸露的金属获得集中的电流保护，可弥补涂层缺陷，这是原油储罐底板防护经济有效的方法，技术也相对成熟。对于支柱对应的底板，由于无法涂刷，需用其他的防腐蚀措施。

　　3.3  合理选择防腐涂料

　　输送过程中油品和管壁发生摩擦，未消散的静电随油品进入油罐。在油罐内，油品和罐内壁的摩擦及油品之间的相对运动也会产生静电。若采用普通的绝缘覆盖层，电阻率很高，静电无法释放，可能发生火灾或爆炸事故。对于原油罐底板，则不选用导静电涂料。因为在原油罐底部，沉积的水具有很强的电导率，而且安装的阳极块与底板焊接在一起，即使有静电，也可从阳极块中导出。相反，若采用导静电涂料，由于沉积水的存在，导静电涂料中的碳类导电粒子与罐底板之间会形成许多腐蚀微电池，在罐底板发生严重的电偶腐蚀。此外，导静电涂料还会造成阳极块的加速溶解，使阳极块过早失去应有的保护作用。

　　3.4  热喷铝技术

　　针对罐内壁腐蚀较严重的情况，可采用金属火焰喷镀的方法对罐内壁进行喷铝。喷铝涂层在大气中极易产生致密的氧化膜，提高了稳定性。此项技术可以避免罐体与O2和H2S发生反应，阻止油罐的腐蚀。

　　4  结论及建议

　　（1）原油储罐底板的内壁腐蚀主要是由罐底的沉积水造成的，Cl-的存在加速了腐蚀。

　　（2） 罐底无氧条件很适合SRB的生长，引起了细菌腐蚀。

　　（3） 采用涂料与牺牲阳极相结合的防腐技术，可以达到长效防护。

　　（4） 应加强对储罐脱水作业的管理，降低罐底污水含量，减小污水对罐底板的腐蚀。

　　参考文献

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