儲罐浮盤腐蝕原因及防腐修復(fù)措施

通訊作者：葉良平，1984年10月，男，漢族，浙江舟山人，就職于中海油舟山石化有限公司，中級工程師，本科。研究方向：機(jī)械設(shè)備技術(shù)管理。

摘 要：儲罐外浮盤是一種通過浮力使之隨儲罐液面升降而升降的覆蓋在液面上的節(jié)能環(huán)保設(shè)備。由于浮盤與油品液面之間幾乎沒有油氣空間，基本消除了油罐大呼吸損耗，同時降低了大氣與儲存油品的熱傳導(dǎo)，有效減少了油品的蒸發(fā)損失。

關(guān)鍵詞：儲罐浮盤;腐蝕原因;防腐修復(fù);措施

一、儲罐浮盤腐蝕原因

（一）外部影響因素

1. 受大氣因素影響

通過對儲罐浮盤腐蝕原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其外浮盤發(fā)生腐蝕的最主要原因是受到大氣腐蝕。大氣腐蝕的機(jī)理就是大氣中所含的水、氧、二氧化碳、酸性污染物以及氯離子等發(fā)生綜合作用進(jìn)而引發(fā)的腐蝕。一般浮盤處在濕度相對較大的環(huán)境下，或者有完全液態(tài)水存在的條件下，其所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重。在這種情況下的出濕度越大，儲罐浮盤發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重[1]。浮盤表面發(fā)生大氣腐蝕的過程主要為受到水、氧氣以及二氧化碳等污染物質(zhì)在化學(xué)作用的影響下產(chǎn)生腐蝕。同時由于原油儲罐多與煉化裝置進(jìn)行親密接觸，還有可能會受到工業(yè)環(huán)境所含的二氧化硫、氫化硫以及二氧化氮等有害氣體的影響引發(fā)腐蝕。

2. 受酸雨因素影響

在含有眾多酸性污染物的環(huán)境中，一旦發(fā)生降雨就可能出現(xiàn)酸雨，即pH小于5.6的雨、雪或其他形式的降雨。酸雨一般是以氣體污染物或者顆粒污染物的形式存在。由于儲罐頂是外浮盤結(jié)構(gòu)，其表面收縮率較大，會導(dǎo)致頂板表面出現(xiàn)凹凸不平的狀況，在凹處很容易形成雨、雪等降水形式的積淀，進(jìn)而與浮盤發(fā)生接觸，浮盤的鋼板會發(fā)生變形，使得原有的防腐層出現(xiàn)開裂、銹蝕、脫落等現(xiàn)象。因此，就需要切斷浮盤表面鋼板與雨、雪及其他降水之間的接觸通道，才能有效起到防腐的效果。

3. 受紫外線輻射因素影響

原油儲罐在正常運(yùn)行的過程中，由于其所處環(huán)境的差異性，一些處于太陽紫外線輻射強(qiáng)烈的西北內(nèi)陸地區(qū)，受到太陽的暴曬，浮盤表面的防腐涂層會逐步發(fā)生老化，涂層變軟、脫皮、變脆甚至脫落，進(jìn)而喪失其對浮盤的保護(hù)作用。一些學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，浮盤防腐涂層在太陽紫外線的照射下，會導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，其腐蝕過程逐步由外向內(nèi)進(jìn)行延伸或者出現(xiàn)穿孔;同時，很難從外表對其穿孔的深度和內(nèi)部孔洞的大小進(jìn)行分辨[2]。

最開始這些孔洞只發(fā)生在浮盤表面，但是隨著光照時間的增加，逐步向平面或者內(nèi)部涂層發(fā)展，使得涂層的厚度不斷減小，直到穿透整個涂層。同時，涂層在太陽紫外線的照射下，其吸水率以及對SO2的吸附率會明顯增加，進(jìn)而引起涂層的逐步老化。防腐涂層吸水率的增大主要是因?yàn)樵黾恿擞H水基團(tuán)和增加了孔隙的大小，而對SO2的吸附率增加主要是增大了雙鍵α-H過氧化物以及孔隙的數(shù)量后由兩者共同結(jié)合引起的。

（二）內(nèi)部影響因素

1. 儲罐帶狀況運(yùn)行

結(jié)合相關(guān)原油企業(yè)儲罐使用和維護(hù)管理規(guī)定，原油儲罐在投入使用后，應(yīng)結(jié)合具體情況對其運(yùn)行過程中的安全和故障問題進(jìn)行定期的檢修。主要包含檢查、檢驗(yàn)檢測以及做好防腐措施等，并且也對儲罐的檢修周期作出了相應(yīng)的規(guī)定，最長時間不應(yīng)超過6a[3]。

由于車間原油儲罐會持續(xù)為煉油廠提供原油進(jìn)行持續(xù)生產(chǎn)，存在每日的裝卸、輸轉(zhuǎn)，需要有較大的原油儲存能力，因此儲罐的體積往往較大，整個檢修作業(yè)的工作量大、工作時間長，耗費(fèi)的成本也較高。因此，就需要合理把控檢修的時間，即在不影響正常生產(chǎn)和運(yùn)營的狀況下，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，進(jìn)行小修小補(bǔ);針對需要大修的情況，還需要先期進(jìn)行合理規(guī)劃后方能進(jìn)行。

2. 所用單盤式浮頂存在缺陷

目前，我國投入使用的原油儲罐多為單盤式的浮頂結(jié)構(gòu)，其具有造價低、易于維修等特點(diǎn)。但同時其也存在較多缺陷，例如浮頂?shù)捻旤c(diǎn)不好確定，很難對其排水位置進(jìn)行定位，進(jìn)而出現(xiàn)排水不暢的問題。過多的積水也加大了其浮盤出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的概率。同時，在對其安裝和施工中，施工人員很難掌握浮盤平板焊接的水平度，導(dǎo)致焊接后浮盤容易出現(xiàn)變形等質(zhì)量問題，積水和變形又在一定程度上加大了浮盤發(fā)生腐蝕的情況，進(jìn)而影響儲罐的使用壽命。

二、儲罐頂部防腐修復(fù)方案

（一）儲罐外防腐

罐底邊緣板的外伸部分、浮盤和浮艙頂板上表面及其附件下端200 mm應(yīng)進(jìn)行外防腐。罐浮盤腐蝕嚴(yán)重的，建議維修后浮盤及浮艙頂板采用重防腐涂料防腐。材料和厚度要求如下。

兩道環(huán)氧富鋅底漆（干膜厚度 ≥ 80 μm）;一道厚漿型環(huán)氧云鐵中間漆（干膜厚度 ≥ 100 μm）;兩道交聯(lián)氟碳面漆（干膜厚度 ≥ 70 μm），防腐層干膜總厚度 ≥ 250 μm。中央集水坑內(nèi)表面防腐完成后，至單向閥法蘭面以下填充瀝青以防集水坑集水不能及時外排[1]。

（二）底層涂裝施工

1. 涂裝過程所采用場地應(yīng)為開闊，空氣流通，光線明亮。

2. 涂裝工藝采用刮涂或噴涂，涂層要求無漏凃、無流掛。

3. 確保邊緣、焊口、角落處達(dá)到規(guī)定的膜厚，在每道涂層施工后，需對這些部位進(jìn)行檢查和補(bǔ)涂。在涂裝完成后，在所有的焊接、銳角、圓弧、零件、螺栓及其他不易施涂、遮蓋部位重點(diǎn)檢查和補(bǔ)涂。

（三）改造更換單盤式浮頂為雙盤式浮頂

針對外浮頂原油儲罐單盤式浮頂?shù)娜毕?，可考慮將單盤式浮頂更換為雙盤式浮頂。雙盤式浮頂由上下兩層蓋板組成，兩層蓋板之間有邊緣環(huán)板，由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨(dú)立的環(huán)形艙，它的頂板與底板之間的空氣層起到較好的隔熱作用。雙盤式浮頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)是浮力大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，頂板變形小，有利于排水，使得腐蝕問題得以解決[2]。

（四）儲罐內(nèi)防腐

罐底板的上表面，罐底以上1 m范圍的罐壁板內(nèi)表面及此液面以下的油罐附件及設(shè)施，浮盤下表面均需進(jìn)行內(nèi)防腐。罐底板的上表面，罐底以上1 m范圍的罐壁板內(nèi)表面及此液面以下的油罐附件及設(shè)施，內(nèi)防腐材料選擇無溶劑環(huán)氧涂料（非導(dǎo)靜電）進(jìn)行防腐，二次成膜，干膜厚度 ≥ 300μm，涂料及防腐層必須滿足附件中要求的性能指標(biāo)。浮盤下表面（浮艙底板下表面、浮盤與浮艙連接處為起點(diǎn)向集水坑方向延伸2 m寬的環(huán)向下表面）內(nèi)防腐材料選擇無溶劑環(huán)氧涂料（導(dǎo)靜電）進(jìn)行防腐，二次成膜厚度（干膜）大于300 μm，涂料及防腐層必須滿足附件中要求的性能指標(biāo)[3]。

要求防腐前必須除去金屬表面的異物、焊渣和毛刺，清除過高的焊瘤、油污及水分，除銹等級最低應(yīng)達(dá)到GB/T 8923.2-2008中內(nèi)壁要求的Sa 2.5等級，合格后應(yīng)保持潔凈、干燥，不得再度銹蝕。防腐層完全固化后，采用外觀檢測——厚度檢測——硬度檢測——電火花檢漏——附著力檢測的方法進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)。

（五）檢驗(yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

1. 干膜厚度檢查

干膜厚度測試前涂層應(yīng)干燥、清潔、無干噴。應(yīng)對每個鋼結(jié)構(gòu)測量并記錄干膜厚度（DFT）。測試點(diǎn)的數(shù)量按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。

2. 干膜厚度的判定準(zhǔn)則

所有檢測值的算術(shù)平均值應(yīng)大于或等于NDFT;所有檢測值應(yīng)大于或等于NDFT的90%[4]。

3. 附著力檢測

對涂層附著力進(jìn)行抽檢，抽檢比例為10%，每個抽檢對象測3個點(diǎn)，其檢測值的算術(shù)平均值應(yīng)滿足產(chǎn)品性能要求，檢測方法按照GB/T 5210相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。所有附著力檢測而損壞的涂層部位均應(yīng)按照規(guī)定程序和工藝進(jìn)行修補(bǔ)。附著力是破壞性檢測，為了不損壞涂層，建議刮板涂裝，在專門板片上進(jìn)行附著力檢測[5]。

三、結(jié)束語

通過此次研究發(fā)現(xiàn)，儲罐浮盤發(fā)生腐蝕現(xiàn)象難以避免，分析其原因主要是受到外部和內(nèi)部環(huán)境的影響。因此，在具體防腐措施工作開展中，應(yīng)結(jié)合其腐蝕原因，盡量減少大氣中的濕度，做好浮盤排水工作，減少太陽紫外線的輻射。但是在防腐措施處理過程中僅依靠單一的處理方式難以保證實(shí)際效果，就需要從多個方面思考結(jié)合現(xiàn)階段的防腐技術(shù)以及防腐材料的使用，有效做好儲罐浮盤的防腐工作，減少其發(fā)生的腐蝕對企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對環(huán)境造成的破壞，確保儲罐設(shè)備設(shè)施能夠安全、高效運(yùn)行，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升和可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙芳，王紅玉，張琪.儲罐浮盤腐蝕原因及防腐修復(fù)[J].山東化工， 2018，47（21）：106-107.

[2]何玫，范中原.大型外浮頂原油儲罐浮頂腐蝕的原因分析及防腐蝕對策[J].化工管理， 2017（23）：8.

[3]郭曉軍，高俊峰，張靜，劉楊宇，張麗萍，劉浩亮，韓忠智.大型浮頂原油儲罐腐蝕因素分析與防腐蝕涂層技術(shù)[J].腐蝕與防護(hù)， 2012，33（2）：114-118.

[4]張峰杰.大型原油儲罐腐蝕原因分析及防護(hù)對策[J].石油和化工設(shè)備， 2007（8）：58-62.

[5]韓文禮，儲油罐腐蝕及其防護(hù)措施[J]，石油工程建設(shè)， 2010.