儲(chǔ)油罐防腐原理及要求詳解

 一、儲(chǔ)油罐腐蝕成因分析

 1. 化學(xué)腐蝕

- 介質(zhì)腐蝕：儲(chǔ)油罐內(nèi)部?jī)?chǔ)存的油品（如原油、汽油、柴油等）中常含有硫化物、有機(jī)酸、水分等成分。硫化物會(huì)與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成硫化鐵等腐蝕產(chǎn)物；水分與溶解的鹽類(lèi)形成電解質(zhì)溶液，引發(fā)電化學(xué)腐蝕。例如，原油中的環(huán)烷酸在高溫條件下對(duì)鋼材的腐蝕性極強(qiáng) 。

- 大氣腐蝕：儲(chǔ)油罐外部長(zhǎng)期暴露在大氣環(huán)境中，大氣中的氧氣、水蒸氣、二氧化硫、氯離子等物質(zhì)會(huì)與罐體金屬表面接觸。在潮濕環(huán)境下，金屬表面形成一層薄薄的水膜，氧氣和電解質(zhì)通過(guò)水膜與金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)，造成腐蝕。沿海地區(qū)由于空氣中氯離子含量高，儲(chǔ)油罐的腐蝕速度比內(nèi)陸地區(qū)更快。

2. 電化學(xué)腐蝕

- 金屬表面存在成分、組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分布等不均勻性，形成無(wú)數(shù)微小的“原電池”。當(dāng)金屬表面有電解質(zhì)溶液（如水膜）存在時(shí)，陽(yáng)極區(qū)域的金屬原子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，形成金屬離子進(jìn)入溶液；陰極區(qū)域則發(fā)生還原反應(yīng)，通常是溶解氧得到電子生成氫氧根離子。這種電化學(xué)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致金屬持續(xù)腐蝕，是儲(chǔ)油罐腐蝕的主要形式之一。

3. 微生物腐蝕

- 儲(chǔ)油罐底部積水或油品中可能存在硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌等微生物。硫酸鹽還原菌能將硫酸鹽還原為硫化物，與金屬反應(yīng)生成硫化亞鐵，加速金屬腐蝕；鐵細(xì)菌通過(guò)氧化亞鐵離子獲取能量，形成大量氫氧化鐵沉淀，破壞金屬表面保護(hù)膜，促進(jìn)腐蝕進(jìn)程 。

 二、儲(chǔ)油罐防腐原理

 1. 涂層防護(hù)原理

- 物理隔離：在儲(chǔ)油罐內(nèi)外壁涂覆防腐涂層，如環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料等。這些涂層形成連續(xù)、致密的保護(hù)膜，將金屬與腐蝕介質(zhì)（如氧氣、水、酸堿物質(zhì)等）物理隔離，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬直接接觸。例如，環(huán)氧涂料具有良好的附著力和化學(xué)穩(wěn)定性，能在金屬表面形成堅(jiān)韌的漆膜。

- 緩蝕作用：部分防腐涂料中添加了緩蝕劑，緩蝕劑分子會(huì)吸附在金屬表面，改變金屬表面的電荷分布和界面性質(zhì)，降低金屬的電極電位，抑制金屬的氧化反應(yīng)，從而減緩腐蝕速度。例如，鉻酸鹽、磷酸鹽等緩蝕劑常用于防腐涂料中。

2. 陰極保護(hù)原理

- 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法：將電位較負(fù)的金屬（如鋅、鎂合金）作為犧牲陽(yáng)極，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與儲(chǔ)油罐罐體相連。由于犧牲陽(yáng)極的電位比罐體金屬更負(fù)，在電解質(zhì)環(huán)境中，犧牲陽(yáng)極成為陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，不斷溶解消耗，而罐體金屬成為陰極受到保護(hù)。犧牲陽(yáng)極釋放的電子流向罐體，抑制罐體金屬的腐蝕過(guò)程。

- 外加電流陰極保護(hù)法：通過(guò)外部直流電源，將儲(chǔ)油罐罐體與電源負(fù)極相連，輔助陽(yáng)極與電源正極相連。在電解質(zhì)溶液中，電流從電源正極流向輔助陽(yáng)極，再通過(guò)電解質(zhì)溶液流向罐體，使罐體金屬表面發(fā)生陰極極化，電位向負(fù)方向移動(dòng)，達(dá)到一定電位值后，金屬的腐蝕反應(yīng)得到有效抑制。

 三、儲(chǔ)油罐防腐要求

 （一）設(shè)計(jì)與材料要求

 1. 罐體材料選擇

- 優(yōu)先選用耐蝕性能良好的鋼材，如低合金耐候鋼，這類(lèi)鋼材在大氣環(huán)境中能形成致密的銹層，阻礙腐蝕進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)于儲(chǔ)存高腐蝕性介質(zhì)的儲(chǔ)油罐，可考慮采用不銹鋼或復(fù)合鋼板，如碳鋼 - 不銹鋼復(fù)合板，既能保證強(qiáng)度，又能提高耐蝕性。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

- 儲(chǔ)油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)避免積水、積油死角，減少腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。例如，罐底應(yīng)設(shè)計(jì)一定的坡度，便于油品和水分的排放；罐體與附件（如接管、人孔等）的連接處應(yīng)采用圓滑過(guò)渡，避免應(yīng)力集中和縫隙腐蝕 。

 （二）施工工藝要求

 1. 表面處理

- 涂層施工前，必須對(duì)儲(chǔ)油罐表面進(jìn)行徹底的除銹和清潔處理。通常采用噴砂除銹工藝，將罐體表面的鐵銹、氧化皮、油污等雜質(zhì)去除，使表面達(dá)到一定的粗糙度（如Ra25 - 100μm），以增強(qiáng)涂層與金屬表面的附著力。表面處理質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如達(dá)到Sa2.5級(jí)（近白級(jí)噴砂清理），即表面無(wú)可見(jiàn)的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，殘留物痕跡僅顯示點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。

2. 涂層施工

- 嚴(yán)格按照涂料產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行調(diào)配和施工。采用噴涂、刷涂或輥涂等方式，確保涂層均勻、無(wú)流掛、無(wú)氣泡、無(wú)漏涂。涂層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般內(nèi)壁涂層總厚度為200 - 300μm，外壁涂層總厚度為150 - 250μm，分多層施工，每層厚度控制在合理范圍內(nèi)，保證涂層的致密性和完整性 。

3. 陰極保護(hù)施工

- 犧牲陽(yáng)極保護(hù)施工時(shí)，要合理布置犧牲陽(yáng)極的數(shù)量和位置，確保電流分布均勻。陽(yáng)極與罐體的連接應(yīng)牢固，導(dǎo)線(xiàn)截面積應(yīng)滿(mǎn)足電流傳輸要求。外加電流陰極保護(hù)施工中，輔助陽(yáng)極的選擇和安裝要合適，電源設(shè)備的參數(shù)設(shè)置應(yīng)根據(jù)罐體大小、環(huán)境條件等進(jìn)行精確調(diào)整，使罐體電位控制在有效的保護(hù)范圍內(nèi)（一般為 - 0.85V 至 - 1.5V，相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極）。

 （三）驗(yàn)收與檢測(cè)要求

 1. 涂層質(zhì)量檢測(cè)

- 外觀檢查：涂層表面應(yīng)平整、色澤均勻，無(wú)流掛、皺皮、針孔、氣泡等缺陷。

- 厚度檢測(cè)：使用磁性測(cè)厚儀或超聲波測(cè)厚儀，按照一定的網(wǎng)格布點(diǎn)法進(jìn)行檢測(cè)，確保涂層厚度符合設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)點(diǎn)的合格率應(yīng)達(dá)到90%以上，且最小厚度不低于設(shè)計(jì)厚度的85%。

- 附著力檢測(cè)：采用劃格法或拉開(kāi)法檢測(cè)涂層附著力。劃格法適用于一般涂層，在涂層表面劃格后，用膠帶粘貼并撕拉，觀察涂層脫落情況，0級(jí)（切口邊緣完全平滑，無(wú)方格脫落）為最佳；拉開(kāi)法通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備將試塊拉開(kāi)，測(cè)定涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，其數(shù)值應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

2. 陰極保護(hù)效果檢測(cè)

- 電位測(cè)量：定期測(cè)量?jī)?chǔ)油罐表面各點(diǎn)的保護(hù)電位，確保其處于有效的保護(hù)電位范圍內(nèi)。

- 電流測(cè)量：檢測(cè)犧牲陽(yáng)極的輸出電流或外加電流系統(tǒng)的工作電流，評(píng)估陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)效果。

- 陽(yáng)極消耗率計(jì)算：對(duì)于犧牲陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)，定期計(jì)算犧牲陽(yáng)極的消耗率，判斷陽(yáng)極的使用壽命，及時(shí)更換消耗殆盡的陽(yáng)極。

 （四）維護(hù)與管理要求

 1. 定期檢查

- 建立儲(chǔ)油罐定期檢查制度，檢查內(nèi)容包括涂層的完整性、是否有破損、脫落、老化現(xiàn)象；陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)是否正常；罐體表面是否有腐蝕跡象等。檢查周期一般為每季度一次，對(duì)于腐蝕環(huán)境惡劣的儲(chǔ)油罐，應(yīng)縮短檢查周期。

2. 及時(shí)修復(fù)

- 發(fā)現(xiàn)涂層破損或陰極保護(hù)系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于小面積的涂層破損，可進(jìn)行局部修補(bǔ)；對(duì)于大面積涂層失效，應(yīng)重新進(jìn)行表面處理和涂層施工。陰極保護(hù)系統(tǒng)故障時(shí)，要迅速排查原因，更換損壞的部件，確保系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

3. 數(shù)據(jù)記錄與分析

- 詳細(xì)記錄儲(chǔ)油罐的防腐施工過(guò)程、檢測(cè)數(shù)據(jù)、維護(hù)情況等信息，建立完整的檔案。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)腐蝕規(guī)律和防腐效果，為后續(xù)的防腐設(shè)計(jì)和維護(hù)提供依據(jù) 。