原油儲罐底板發生腐蝕穿孔的原因分析

孫永泰

（遼寧省遼中縣水利化工設備廠 遼寧遼中）

一、引言

儲油罐是石油、石化行業儲存、輸送油品不可缺少的設施，因儲罐的腐蝕穿孔造成的損失十分嚴重。目前公認比較有效的儲罐防腐蝕措施是采用涂料與陰極保護相結合的方式，但一座儲存中原油田原油的儲罐，在采用此種防腐方式后，發現其腐蝕速度反而加快，為了解其腐蝕原因，對此儲罐的腐蝕情況進行調查分析。

二、儲罐腐蝕情況

此座儲罐建于1997年，罐高17.85 m，直徑28.5 m，容積為1萬立方米。2008～2009年進行大修，更換了所有的中幅板及邊緣板，下表面涂刷無機富鋅涂料，厚度為140 m，并在2010年10月投用了區域性陰極保護。上表面采用導靜電涂料，厚度250 μm，加鋁合金犧牲陽極進行防護（表1）。

表1 儲罐基本情況（2009年大修后）

2013年6月儲罐罐底板腐蝕穿孔發生漏油事故，被迫停止使用，運行時間不到3年。經過對儲罐底板腐蝕情況進行檢測，發現罐底板腐蝕總面積達23.6 m2在1729個檢測點中，有1229個點為腐蝕點，腐蝕比率71%，并有32個點已經腐蝕穿孔（表2）。

表2 儲罐底板腐蝕情況

2009年大修后，由于罐底板腐蝕嚴重，決定全部更換罐底中幅板，對拆除的罐底板逐一進行檢查時發現，上表面呈不均勻腐蝕，局部腐蝕點處防護涂層已經不存在，腐蝕坑點深淺不一，呈波紋狀深入，在32個腐蝕穿孔中，有24個點為底板腐蝕穿孔，8個點為焊縫全部腐蝕，腐蝕點邊緣的防護涂層也出現剝離撬起，下面的金屬表面已出現銹蝕。鋁合金犧牲陽極都已耗盡，用于固定的鋼筋也已發生腐蝕，部分已經斷掉，只剩焊點處的一小部分。在邊緣板處也存在一定的腐蝕坑點，此次大修沒有對邊緣板進行更換，而是采取了對腐蝕點進行補焊加強，在腐蝕點比較密集處采用補板的方法，其中最大的一塊補板達到500×800 mm，并對角焊縫處的腐蝕點進行補焊。

罐底板下表面腐蝕較輕，部分防護涂層脫落，有均勻性腐蝕或銹斑，無局部點腐蝕現象。罐底板下的瀝青沙墊層完好，無松動及滲水現象。

三、腐蝕原因分析

根據腐蝕檢測報告及現場調查表明，儲罐底板腐蝕主要發生在上表面，且以點腐蝕為主。一般認為，儲罐上表面采用涂料與犧牲陽極相結合的方式進行防護，是一種比較合理有效的保護方式，但此座儲罐在采用了這種防護方法，運行不到3年時間就發生腐蝕穿孔漏油，究其原因可能有幾個方面。

1.涂層的防護性能

涂層是腐蝕性介質與金屬基體之間的一道屏障，本身必須具有良好的耐腐蝕性，能抵御油水介質，含有氯化物、硫化物及含鹽量高的介質的腐蝕。常用的防腐涂料其成膜物質本身的耐腐蝕性能夠滿足儲罐內腐蝕環境的要求，但在涂料中加入導電填料，使其達到防靜電要求后，涂層的防腐性能可能會發生很大的變化。

2.施工質量問題及涂料配比不當引發腐蝕

防腐涂層必須與金屬基體間具有良好的粘接性能，才能起到良好的保護作用。但在施工過程中由于質量控制不嚴格，金屬表面除銹達不到要求的等級，就會使涂層與金屬基體之間的結合能力下降，易于剝離，在涂層的涂刷過程中，由于人為或其他因素，會在涂層局部產生針孔或缺陷。另外，導靜電涂料是在成膜物質中加入石墨粉等導電填料，在配料中若為提高涂層的導電率，使石墨粉等含量過高，就會使涂層的抗滲透性能下降，腐蝕性介質易于到達金屬表面。

3.犧牲陽極與涂料搭配不當

在儲罐底板的上表面使用犧牲陽極是對涂層防腐起到一個輔助保護的作用，當涂層出現缺陷或破損時，犧牲陽極可以為其提供保護電流，使缺陷或破損點成為陰極，以減緩或消除金屬基體的腐蝕。當儲罐內壁所采用的防腐涂料是導靜電涂料時，由于涂層的電阻率較低，起不到絕緣的作用，犧牲陽極的電位又低于涂層的電位，導致犧牲陽極與其周圍的防腐層間形成電回路，在不存在缺陷或破損點時犧牲陽極也處于工作狀態，且其范圍很小，犧牲陽極材料很快被消耗掉，起不到應有的保護作用。

4.局部破損點加速金屬腐蝕

當涂層局部出觀損壞時，涂層相對于暴露于腐蝕性介質中的金屬基體，成為陰極，而暴露的金屬基體則相對成為陽極，形成了大陰極、小陽極的腐蝕電池形態，特別是當儲罐下部積水中存在Cl-，S2-時，其電化學腐蝕程度是相當嚴重的，在短時間內就會使罐底板發生腐蝕穿孔。

四、結論及建議

（1）這座原油儲罐的底板腐蝕穿孔起始于內表面腐蝕。

（2）采用導靜電涂料與犧牲陽極配套使用時，犧牲陽極的消耗速度過快。

（3）涂料與犧牲陽極相結合的保護方式是已被公認的比較合理有效的防腐蝕措施，但前提是施工過程必須嚴格按照施工規范進行，確保施工質量。

（4）在涂刷導靜電涂料時，建議使用無機富鋅涂料或有機富鋅涂料為底層涂料，一但表面涂層出現損壞，底層涂料會作為犧牲陽極，對罐底板起到一定的保護作用。

（5）在涂刷導靜電涂料時，應按適當比例添加石墨粉等導電物質，不能片面地追求導電率而提高比例，使涂層的針孔率增加，而導致抗滲透性能下降。

（6）探索使用絕緣性涂料與犧牲陽極相結合的保護方式。根據GB l3348——1992《液體石油產品靜電安全規程》的要求，原油在流動、攪拌、灌入等過程中產生的靜電荷必須迅速釋放，以避免可能發生的火災或爆炸事故，采用絕緣涂料與犧牲陽極相結合，犧牲陽極可以起到有效的導電作用，迅速地將產生的靜電荷導走，可起到同導靜電涂料同樣的作用。當涂層出現破損時，犧牲陽極將對裸露的金屬基體進行集中的電流保護，消除局部腐蝕電池，彌補涂層防護的不足，從而延長儲罐防護層及儲罐本身的使用壽命。