储罐腐蚀因素与防护措施分析

摘要：本文分析了储罐底板以及底圈壁板出现腐蚀问题的原因，包括原油成分分析、储罐底板和底圈板内部表层腐蚀、储罐底板和底圈板外部表层腐蚀，提出了储罐腐蚀防范措施，包括储罐底板和底圈板内层保护、储罐底板和底圈板外层保护、罐底边缘板防腐措施。

关键词：储罐；腐蚀；原因；防护；措施

1.储罐底板以及底圈壁板腐蚀原因

1.1原油成分分析

原油中所含有的微生物、腐蚀性杂质、泥沙等杂质沉淀于底部位置，罐内呈现出活性溶解沉积水状态。而原油样品内含有大量阴离子，其中比例较大的便是氯离子，其次便是碳酸氢根和硫酸根离子，通过检测发现，物质PH值呈现出中性状态。而罐底层部位也产生了严重的腐蚀问题，主要是点蚀，同时还存在部分溃疡腐蚀问题，出现点蚀是罐内底部沉积水中所存在的氯离子所导致的，其可以直接从锈蚀层穿过，渗透硫化物氯化层，导致罐内阳极溶解速度不断加快，产生微小腐蚀坑。罐内积水还存在硫酸盐还原菌等物质，在溶解了二氧化碳以及硫化氢等有害物质条件下，进一步扩大了罐子底层腐蚀性。碳酸氢根还容易形成片状以及坑点状局部腐蚀。随着介质温度、酸度的提高，同样会使腐蚀加速。

1.2储罐底板和底圈板内部表层腐蚀

电化学腐蚀主要原理是金属容易和电解质溶液产生反应，最终形成电化学腐蚀，普遍属于盐、土壤、酸、碱溶液内所出现的金属腐蚀。金属组织和对应表层不均匀，导致金属表层产生电位差，形成细微电源。电化学腐蚀下，电位低的便是阳极，阳极反应下，在溶液内添加金属原子，形成金属溶剂离子以及水合金属离子。电位相对较高的便是阴极，而阴极反应下，金属内残留过量电子被溶液内电子接受体以及去极化剂所融合，形成还原反应。比如碳钢处于溶解氧下，电子会持续从阳极朝着阴极流转使得金属离子被不断溶解，形成腐蚀问题。储罐底层和底圈板表层，运输和储存过程中所含水分和凝结水沉淀于罐底部，形成电化学腐蚀。

在涂层缺陷的情况下下，增加了腐蚀几率，需通过合理设计配置防腐涂料以及添加剂配置防腐涂层。在配置中需要有效隔离其中危险元素，包括金属、水和电解质、氯等，可以提高防腐水平。但因为涂层表层微孔的存在，在产生老化现象后，容易出现龟裂、剥离等现象。假如施工质量不足，还会产生各种针孔，金属暴露在外部的部分直接转变为小阳极，涂层部位属于大阴极，产生局部腐蚀电池，容易威胁漆膜完整性，进而腐蚀储罐。

1.3储罐底板和底圈板外部表层腐蚀

大气腐蚀也是储罐腐蚀的主要原因，储罐在夏秋季长期处于在雨水天气下，外表面会形成电化学腐蚀问题。而在冬春季节中，因为罐内金属腐蚀部分呈现出相对干燥的状态，在通氧环境下，使得黑色氧化铁被渗透的氯元素所氧化，形成氧化反应。所形成的氧化皮直接从金属表面脱离，形成氧化铁以及铁锈，使钢板腐蚀速度不断加快，导致储罐产生穿孔现象。土壤腐蚀方面，储罐底板主要设置于基础砂层当中，同时也会设置于沥青砂内，由于沥青砂存在较大开裂几率，以及储罐中油量交替增减，导致基础水分直接渗入裂缝到储罐内，腐蚀储罐外部底板。甚至水还会通过储罐底板和罐侧面渗透下来，缝隙内存在一定水分滞留，构成大阴极小阳极彼此反应，腐蚀缝隙。如果储罐温度持续提升，蒸发底板内部水分，则会降低缝隙区域PH值，导致盐分浓度增加，产生自动催化现象，导致腐蚀速度加快。氧浓度差电池腐蚀也是导致出现储罐腐蚀的原因之一，而氧分浓度差是因为储罐基础和储罐底部之间没有进行充分接触，降低了储罐中心和罐子周围透气性，导致紧密处无法提供充足氧气，产生缺氧区域，腐蚀较为严重的部位和松弛部位拥有充足的氧供给，因为透气程度差异形成的氧浓度差电池，其中缝隙内部呈现为阳极的状态，持续进行溶解，阳极反应下形成铁离子，通过氧化反应进行转换，氯离子反应作用下，导致缝隙内部不断被溶液酸化，产生储罐底板腐蚀。

2.储罐防腐措施

2.1储罐底板和底圈板内层保护

对于罐内阴极保护应该以牺牲阳极方式为宜。对于阳极尽量避免选择镁阳极和锌阳极，可以选择铝合金阳极，而阳极呈现为一种环状分布状态，可以在罐底进行直接焊接。对于绝缘储罐，需要选择适合防腐材料，结合聚氨酯和耐腐蚀环氧树脂进行合理配置，设计甲乙双组分，由面漆和底漆构成，同时也存在底面合一型，具有良好的绝缘性、抗冲击性、柔性以及附着力，能够耐水、耐油、耐盐、耐碱、耐酸。选择阴极保护和涂抹防腐涂料的共同应用法，在实施阴极保护基础上，涂抹防腐材料，通过集中电流保护技术，对裸露部分进行合理保护，有效弥补涂层缺陷，其属于一种经济有效的方法。

因为罐底层设置了牺牲阳极，而经过阳极能够顺利导出静电。所以无需涂抹防静电涂料。选择具有良好耐磨性、抗冲击能力、耐化学介质浸泡、粘结力的重型玻璃鳞片涂料。

2.2储罐底板和底圈板外层保护

罐外部网状金属钛的阳极阴极保护属于全新外加电流罐底保护系统，属于阴极保护，此系统涵盖钛导电片以及混合金属氧化物对应阳极带等部分构成，可以在混凝土和防渗膜以及罐底板之间设置阳极网，和罐底板之间最少相距15cm，不需要额外填料。在具体设计操作中，应该按照垂直交叉方式，设置钛连接片和阳极带，并进行焊接处理，将阳极电缆和钛连接片密封焊接。如果需要实时监测电位，还应该额外设置钴或硫化钴。此网状阳极具有接地电阻低、应用寿命长以及保护电流均匀分杂散电流小等特征，不会干扰腐蚀其他结构。适用于大型储罐外部底板，能够有效进行阴极保护。

在外层涂抹防腐涂料，由于原储罐底层下面在涂抹完防腐层后，无法继续实施二次涂装，为此防腐覆盖层应该保证可焊接性，避免对覆盖层整体结构造成破坏。如果没有实施阴极保护，还可以额外选择具有良好粘结力、防锈能力、耐溶性、耐磨性、耐老化、耐热性的无机富锌涂料，确保其中的漆膜具有良好阴极保护作用，且属于水性。原储罐底部表层实施涂装前，需要率先将钢板表层水分、泥沙以及油污等杂质彻底清除，使金属表层维持良好的清洁与干燥状态。涂装过程中，需要严格把控覆盖层厚度质量、漏点和外观，针对保温层外部底角缝以及金属防护层进行有效的密封处理。

选择外部涂抹防腐材料的同时，搭配阴极保护。因为微孔被全面覆盖，长期应用老化后容易产生剥离问题，甚至还会出现裂缝。选择单独涂料无法发挥出相应的保护效果。如果选择阴极防护和涂料相结合的方法实施防护处理，能够通过集中电流保护裸露金属，弥补涂层中的针孔问题，这也是防护罐底板表层的主要措施。对于外壁部分防腐材料，应该结合不同地区的气候特征合理选择防腐材料，对于外壁应该选择耐高温、隔热且防腐涂料，可以帮助控制漆膜日光热老化问题。随后在外部添加保温层，有效缩减储罐金属对应热膨胀率。

2.3罐底边缘板防腐

为了避免雨水通过缝隙进入原储罐内，普遍会在缝隙中填充石棉绳，随后通过玻璃纤维布以及防水胶密封整个原储罐，但该种方法防水效果不足。建议选择通过边缘板外下部位焊接圆钢、切削环梁外露角的结构方法，对已建储罐切削环梁外露角，同时在边缘板外部下沿焊接一圈圆钢，结束焊接工作后，通过防水密封胶实施密封处理，彻底填充密封焊接位置，选择该种结构能够控制水分通过缝隙渗透，降低由于边缘板上翘所产生的积水问题，整体施工效果较好，施工便利。

原储罐中选择牺牲阳极法，无法有效保护边缘板外露部分，外露部位因其处于恶劣生存环境下，建议选择热喷涂铝防腐。而对应喷涂层能够顺利接受相应的高温考验，进一步阻隔腐蚀介质渗透，避免钢板于介质内受到电化学腐蚀，而铝覆盖层还可以发挥出牺牲阳极功能，此次方法尽管需要较大的一次性投资，但能够确保后期工程中一劳永逸。