潤滑油儲罐的腐蝕與防護

李立峰，馬文禮，張偉，趙宗文

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834003)

某石化公司7號罐區儲罐始建于2008年，位于公司臨氫降凝裝置西南角，罐區共4臺儲罐，編號分別為735號、738號、739號和740號。740號罐作為臨氫降凝裝置的原料油儲罐，其儲存介質為經過加氫精制脫除硫、氮和氧等腐蝕性雜質的冷凍機油、變壓器油等優質潤滑油，其腐蝕性弱。740號儲罐內徑16 m，高度10.2 m，容積 1 000 m3，工作溫度為60～70 ℃，儲罐底板和壁板材質均為20號鋼，厚度均為4 mm。

1 儲罐腐蝕

由于該儲罐的服役時間比較長，而且一直未進行任何維修和檢驗，在罐底板與基礎接觸部位存在潤滑油泄漏的安全隱患，因此公司將740號儲罐列入中石油2015年隱患治理項目中。2015年6月對740號儲罐進行了全面檢測,利用檢修機會對儲罐相關數據進行收集。

1.1 宏觀檢測

當儲罐壁板保溫層拆除后，發現壁板外表面防腐蝕涂層大面積脫落，脫落部位存在大量坑蝕，蝕坑深度最大接近1.5 mm。離罐底1.5 m以上的壁板及邊緣板腐蝕嚴重，表面有大量層狀腐蝕產物，腐蝕產物最大厚度2.5 mm，去除腐蝕產物后，基體表面最大坑深達2.5 mm，腐蝕形貌見圖1。儲罐底部邊緣板嚴重減薄，承載力下降，在罐壁板拉應力作用下翹起脫離基礎。其腐蝕形貌見圖2[1]。

圖1 罐壁板腐蝕形貌

圖2 底板外部邊緣板腐蝕形貌

1.2 壁厚檢測

儲罐最下層壁板存在嚴重減薄，最小剩余壁厚為2.2 mm。沿盤梯壁板最小剩余壁厚3.7 mm，罐壁板超聲波測厚結果見圖3。罐頂板腐蝕相對較輕，最小剩余壁厚為3.5 mm，罐頂板超聲波測厚結果見圖4。罐底板靠近角焊縫外邊緣板超聲波檢測最小剩余壁厚僅為2.0 mm，腐蝕比較嚴重。罐底板超聲波測厚結果見圖5。

圖3 罐壁板超聲波測厚結果示意注：數值單位為mm，下同。

圖4 罐頂板超聲波測厚結果示意

圖5 罐底板超聲波測厚結果示意

1.3 儲罐底板漏磁檢測

檢測發現,該罐底板腐蝕深度為原厚度的20%～46%，多處腐蝕深度40%以上，最大腐蝕深度為46%。由圖4和圖5可知，靠近外側罐底板腐蝕相對較嚴重，底板漏磁掃描結果見圖6。

圖6 底板漏磁掃描結果示意

1.4 腐蝕產物能譜分析

對儲罐外壁的腐蝕產物進行能譜分析，結果顯示：腐蝕產物主要成分為Fe和O元素，未發現其他可能導致腐蝕的元素。

2 腐蝕原因

2.1 罐外壁腐蝕原因

從儲罐外壁損壞的防腐蝕涂層外觀形貌看，罐壁外表面只刷蘇丹紅面漆，沒有涂刷防腐蝕底漆和中間漆，且漆膜厚度明顯不足，導致儲罐運行過程中罐壁與潮濕環境接觸后漆膜失效損壞，沒有起到應有的保護作用。

740號儲罐頂部邊緣沒有設計安裝防雨檐，罐壁保溫保護層鐵皮安裝時縫隙搭接方向錯誤，保溫保護層鐵皮較薄且外表面沒有鍍鋅，運行7 a已經多處破損，雨水可直接流入保溫層；罐壁外保溫為巖棉，巖棉吸水性較強。儲罐外壁長期處于潮濕狀態，導致罐壁發生如下電化學腐蝕：

反應生成的Fe(OH)2和Fe2+很不穩定，繼續與巖棉中的氯離子作用，生成FeCl2，FeCl2水解后可生成游離態酸，使蝕坑內酸性腐蝕介質增強，從而腐蝕加速[2]。

2.2 罐底板腐蝕原因

由于儲罐底板與瀝青砂接觸面沒有進行表面防腐蝕處理，而且儲罐底板與基礎之間也沒有防水擋水措施，因此外邊緣板翹起后，雨水可直接流入底板與基礎之間的縫隙，在潮濕環境下底板外側發生電化學腐蝕，腐蝕機理與罐壁腐蝕機理相同。在罐底板與基礎之間因透氣程度不同，不同區域之間會形成氧濃差電池，局部腐蝕加劇，最終導致局部嚴重減薄。

3 防腐蝕措施及效果

根據檢測結果和腐蝕分析，儲罐的壁板和底板都存在發生嚴重腐蝕的可能和極大的安全風險,因此公司決定對740號儲罐進行治理。

3.1 儲罐維修

根據檢測結果，決定更換距罐底板1.5 m以下儲罐壁板和罐底板，板材的厚度由原來的4 mm增加到6 m，并更換儲罐基礎上部瀝青砂。

3.2 外壁防腐蝕涂裝

儲罐的外壁除銹至少達到St3級，采用環氧富鋅底漆60 μm+環氧云鐵中間漆100 μm+脂肪族聚氨酯面漆80 μm的防腐蝕方案，對罐壁板外表面進行涂層防腐蝕。制定罐底板與基礎接觸面防腐蝕方案時，考慮焊接時高溫不能破壞防腐蝕涂層，采用短時耐熱達到1 300～1 500 ℃的無機硅酸鋅涂料對罐底板焊接部位兩側100 mm范圍進行防腐蝕處理，其他部位采用固體粉末環氧煤瀝青涂料進行防腐蝕處理[3]。

3.3 優化保溫結構

更換儲罐外壁所有保溫棉和保護層鐵皮，保溫由巖棉更換為吸濕性較小的復合硅酸鹽板，保護層鐵皮更換為厚度1.5 mm的鍍鋅瓦楞板鐵皮；保護層鐵皮安裝時每層之間的接縫搭接寬度大于100 mm，注意搭接方向；罐頂板邊緣設計增加防雨檐，防雨檐寬度大于保溫層外壁50 mm，防止雨水進入保溫層。

3.4 儲罐底板和外邊緣板采取防水措施

在儲罐底板上下200 mm范圍內采用具有綜合性能較好的CTPU材料進行防水處理，確保儲罐底部不會被雨水滲入。防水示意見圖7。

圖7 儲罐底板防水示意

該儲罐自2016年采取以上防腐蝕措施后，沒有發生腐蝕問題，罐底板保護完好，達到預期防腐蝕效果。

4 結 語

對某石化公司加氫裝置潤滑油罐區740號儲罐腐蝕泄漏問題進行了詳細分析，并找到了腐蝕的原因，采取了相應的解決措施，最終解決了該罐泄漏的問題，不僅降低了維修頻率，節約了維修費用，而且延長了儲罐的有效運行時間，為國內相關設備管理人員處理類似潤滑油儲罐腐蝕問題提供了借鑒。