儲罐浮盤腐蝕原因及防腐修復(fù)措施

黃忠淦

（中海油石化工程有限公司，山東濟(jì)南 250101）

隨著我國油田行業(yè)的不斷發(fā)展，原有的儲罐已經(jīng)不能滿足石油運(yùn)輸。存儲的需要，越來越多的石油儲罐被進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，數(shù)量不斷增加，容量不斷增大，也為企業(yè)的加工原油能力提供了保障。隨著石油儲罐的調(diào)整和優(yōu)化，其也在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，但是也發(fā)現(xiàn)儲罐浮盤腐蝕情況十分嚴(yán)重，不僅縮短了儲罐的正常使用壽命，還會導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入到原有油產(chǎn)品中造成煉油過程中的污染和催化劑重度現(xiàn)象，嚴(yán)重影響成品石油質(zhì)量，嚴(yán)重者還會導(dǎo)致浮頂穿孔，導(dǎo)致原油泄漏，不僅會造成環(huán)境污染，還有可能引發(fā)火災(zāi)及爆炸事故，給原油的運(yùn)輸及煉油廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來嚴(yán)重的影響[1]。因此，加大對儲罐浮盤腐蝕原因的探究，并提出有針對性的防腐措施，能夠?yàn)槭推髽I(yè)后續(xù)的發(fā)展提供新的思路。

1 儲罐浮盤腐蝕原因

1.1 外部影響因素

1.1.1 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就是受到大氣腐蝕，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，或者在完全液態(tài)水存在的條件下，其所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。在這種情況下得出濕度越大，儲罐浮盤發(fā)生腐蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。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。但是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。

1.1.2 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，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。

1.1.3 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。相關(guān)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]。并且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增加了親水基團(tuán)和增加了孔隙的大小引起的，而對SO2的吸附率主要是增大了雙鍵α-H過氧化物以及孔隙的數(shù)量兩者共同結(jié)合引起的。

1.2 內(nèi)部影響因素

1.2.1 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做出了相應(yīng)的規(guī)定，最長時間不應(yīng)超過6a。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，還需要在后期進(jìn)行合理規(guī)劃后方能進(jìn)行。

1.2.2 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，過多的積水也加大了其浮盤出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的概率。且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。

2 技術(shù)層面

2.1 合理運(yùn)用防腐蝕涂層

為了防止原油儲罐浮盤變形、防腐層開裂以及大氣腐蝕等對浮盤表面防腐層的破壞，就需要適當(dāng)運(yùn)用涂料對其浮頂表面進(jìn)行防腐涂刷。在材料的選擇方面按照儲罐防腐層的不同結(jié)構(gòu)選擇不同的材料，具體見表1。針對防腐涂層的底層，中間層和外層，可以選用PolyAromr涂料，這是一種質(zhì)量輕盈、耐疲勞性能、耐久性能以及耐自外形性能很突出的一種復(fù)合材料，彈性玻璃纖維布將作為中間的加強(qiáng)材料，能夠有效增強(qiáng)防腐強(qiáng)度[3]。并且這些材料都符合環(huán)境保護(hù)的要求，值得被推廣和應(yīng)用。值得注意的是對于施工環(huán)境要盡量在通風(fēng)和光照良好的環(huán)境中進(jìn)行，同時應(yīng)保持空氣濕度在85%以下，并且在施工區(qū)域應(yīng)盡量設(shè)置安全警示標(biāo)牌以及做好隔離，保持整個環(huán)境的干凈，避免雜志混入涂層中，降低其防腐效果。

表1 儲罐防腐層的結(jié)構(gòu)

2.2 適當(dāng)做好防腐蝕涂層修補(bǔ)

在對防腐涂層施工中，很容易由于施工人員操作不當(dāng)或者環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致漆膜破損和出現(xiàn)裂紋，影響整個防腐涂層的性能，就需要在后期逐步對其進(jìn)行檢查和修補(bǔ)，在進(jìn)行修補(bǔ)工作前，首先就需要對涂層表面進(jìn)行清潔和處理，除去上面的積水、油污和異物等，再經(jīng)過打磨處理到St3級，再運(yùn)用相同的涂層材料對防腐層出現(xiàn)的破損和裂紋進(jìn)行涂補(bǔ)。在修補(bǔ)過后還需要對結(jié)合干膜厚度標(biāo)準(zhǔn)以及涂層附著力檢測標(biāo)準(zhǔn)對其干膜厚度以及附著力進(jìn)行檢查。同時，針對涂層修補(bǔ)過程中的環(huán)境應(yīng)為較為開闊、空氣流通及光線明亮的環(huán)境，并且修補(bǔ)工藝應(yīng)為刮涂或者噴涂，要求涂層無漏吐，無流掛。

2.3 改單盤浮頂為雙盤式浮頂

針對現(xiàn)有的原油儲罐多為單盤式浮頂?shù)娜毕?，很容易在運(yùn)行過程中出現(xiàn)積水和變形問題，進(jìn)而引發(fā)腐蝕現(xiàn)象。因此，在具體整改方案中可將單盤式浮頂更換為雙盤式浮頂。雙盤時浮頂是由上下兩層蓋板組成，并且在兩個蓋板之間存在有邊緣的環(huán)板，由徑向隔板和環(huán)向隔板將其隔離成兩個獨(dú)立的環(huán)形艙，且各個獨(dú)立空間的空氣能夠起到很好的隔熱效果，其優(yōu)點(diǎn)是浮力大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，頂板變形小，更有利于找準(zhǔn)排水位置，不會產(chǎn)生較大積水，使得腐蝕問題能夠得到減少和解決。

3 管理層面

3.1 定期對儲罐運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行檢查

為了保證原油的儲存和運(yùn)輸作業(yè)的安全性、原油的質(zhì)量以及儲罐的實(shí)用壽命，就必須要明確正確的儲罐使用方法，定期做好對儲罐運(yùn)行過程中的質(zhì)量檢查。在對其進(jìn)行防腐措施前，就需要對浮盤表面的異物、焊渣和毛刺進(jìn)行清理，并將其表面多余的水分、油污進(jìn)行清除，使其除銹等級最低都應(yīng)達(dá)到要求的Sa2.5等級[4]。在所有工作完成后，就需要將其置于整潔和干燥的環(huán)境中，防止其再次受到不良環(huán)境發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。同時，還應(yīng)在儲罐正常工作中，對其質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，防止其運(yùn)行中質(zhì)量問題影響原油的供應(yīng)及對環(huán)境的污染，進(jìn)而使其以最佳的質(zhì)量為石油企業(yè)服務(wù)。

3.2 認(rèn)真做好日常維護(hù)和管理

石油儲罐的防腐蝕措施的落實(shí)具有十分重要的意義，通過強(qiáng)化做好對其日常維護(hù)工作能夠有效減少其發(fā)生腐蝕的概率。首先，應(yīng)認(rèn)真貫徹和落實(shí)企業(yè)對儲罐的實(shí)用、維護(hù)和保養(yǎng)等各項(xiàng)規(guī)章和制度，有效規(guī)避其在日常工作中出現(xiàn)的無章可循和有章不循的混亂現(xiàn)象。定期檢查儲罐的滲漏現(xiàn)象，浮盤相關(guān)附件的連接處和焊縫處等，并在雨雪天對其灌頂?shù)呐潘F(xiàn)象進(jìn)行有效觀察，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的積水現(xiàn)象，要及時做好清除處理。對于儲罐浮盤涂刷了防腐層的，要定期觀察防腐層有無外觀脫落、起皮及鼓泡缺陷，并做好及時的修補(bǔ)工作，以保持防腐層的完整，充分發(fā)揮其防腐作用。最后，還要對儲罐在日常工作中基礎(chǔ)有無不均勻下沉及積水現(xiàn)象，要始終保持周圍環(huán)境的清潔和干燥，防微杜漸，全面做好儲罐的維護(hù)和管理工作，將其發(fā)生腐蝕的可能降到最低，也能最大限度延長儲罐的使用壽命。

4 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。