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油品储罐的防腐技术与措施

2023-04-15孙振伟

化工设计通讯 2023年1期
关键词:防腐蚀硫化氢油品

孙振伟

(中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)

在储存油品的过程中,随着油品储存作业的持续开展,发挥了油品储罐等设施的关键作用。在油储罐长时间的使用过程中,罐体与油品、水等紧密接触,所以容易产生腐蚀等现象。一旦油储罐存在腐蚀问题,不仅会限制油储罐自身价值的发挥,还容易产生油品泄漏等危险事故,对周边的自然环境带来相应的污染问题。在使用油品储罐的过程中,需要综合应用防腐技术,促进防腐工作全面落实,保障防腐措施的有效性,充分发挥油品储罐的实际效用。

1 油品储罐腐蚀问题的相关种类

1.1 内部腐蚀

在油品储罐的罐壁部分,直接与油品进行接触时,在一般情况下,并不会产生腐蚀问题,但在处于特殊状况时,可能会产生腐蚀等问题,所形成的腐蚀率相对较小。

由于在油品内部不同位置的含氧量指标存在一定的差距,所以造成了氧浓度差现象,容易产生电化学腐蚀等情况。对于腐蚀率的变化,其随时都能够发生,并且会随着氧浓度的差距增大而逐渐产生相应的改变。在实际的循环过程中,所形成的氧浓度差相对较大。在罐壁的内部位置,所形成的腐蚀问题较为严重。

1.2 罐底腐蚀

在油品储罐出现腐蚀问题时,若集中体现于罐底部分,可以将其分成以下两种现象:罐底上表面腐蚀、罐底下表面腐蚀。其中,当储罐的罐底上表面出现腐蚀现象时,主要是受到硫化物、氯化物等的影响所导致。在罐体产生化学反应,造成了腐蚀情况[1]。

在油品中,若水分持续增多,此时油和水的比重逐渐呈现出了失衡的情况。将该类油品放置于油储罐中时,此时罐底的上表面部分会形成一层水珠。在油品的水中,若含有大量的氯化物或者酸类等物质,在该类物质形成电解质时,随着相关反应的产生,进一步形成了电化学腐蚀等现象。

在油品储罐中,若产生微生物腐蚀等问题时,以硫酸盐还原菌为例,该类腐蚀现象具有代表性,容易造成孔蚀等现象。结合硫酸盐还原菌的腐蚀原理,通过细菌等物质,在产生氢元素时,会将硫酸盐进行还原,从而产生硫化氢等物质。在罐底的水溶液中,氢原子和硫化氢产生化学反应,使储罐内部的化学反应速度随之加快,容易加剧罐底上表面中所产生的反应,使罐底的腐蚀速度随之加快。

若油品中不存在硫化氢,油品储罐的使用周期会延长。将其与含有硫化氢的情况进行对比,可以看出未含硫化氢的油品储罐,其使用周期要比含有硫化氢的油品储罐延长了50%左右。

当油品中含有一定量的二氧化硫,与氧气发生反应时,出现溶解现象,可能还会产生电化学腐蚀问题,所以导致油品储罐的腐蚀速度逐渐加快。在油品储罐的罐底部位,当下表面存在腐蚀现象时,通过分析其原因,是由于罐底的外表部分长期与土壤接触所导致。由于部分土壤存在腐蚀特性,所以在与油品储罐的罐底接触时,为腐蚀等问题的出现提供了可能。

1.3 气相部位腐蚀

在出现气相部位腐蚀等现象时,分析其中的重要原因可以看出,主要是由于受到电化学腐蚀影响所导致。气相部位虽然并未与油品直接接触,但在产生气体时,会汇集于罐壁中,从而造成化学腐蚀现象。此时,水和二氧化碳等容易形成酸性溶液,所以会使油品储罐的腐蚀情况加剧。在出现二氧化碳等气体时,容易在储罐中产生腐蚀现象。例如:片状、坑点等腐蚀情况。

在油品储罐中,若存在硫化氢等物质,容易产生硫腐蚀等问题。在缺乏水源的情况下,硫化氢并不会对金属材质产生腐蚀作用。但出现水和硫化氢共存的情况时,会带来腐蚀问题,且腐蚀速度相对较快[2]。

1.4 外部腐蚀

在使用油品储罐等设施的过程中,外部位置若直接与大气接触,所形成的大气腐蚀现象,容易对储罐的外部造成腐蚀。大气中所含有的成分具有多样性,以氧气、二氧化碳为例,在接触油品储罐的过程中,会直接在油品储罐外部产生反应,所以更容易产生腐蚀问题。

例如:在炼油厂中,其周边空气环境中含有氮化物,在与油品储罐接触时,容易在外部形成腐蚀现象。在严重情况下,还容易产生穿孔等问题,不利于保障油品储罐应用的安全性。

2 油品储罐防腐技术的相关应用

2.1 热喷防腐蚀技术

在使用油品储罐的过程中,若产生严重的腐蚀现象,可以利用热喷防腐蚀技术,借助热喷铝等物质,以喷涂的形式将其覆盖于油储罐的内部。

例如:在碳钢大型油品储罐中,对于热喷铝防腐蚀技术的应用具有广泛化的特点。在热喷铝喷涂作业完成之后,在大气环境中能够形成一层保护膜。在该类保护膜的作用下,能够产生隔绝效应,将氧气和硫化氢等物质完全隔绝开。可以采用上述有效措施,加大对油品储罐腐蚀问题的防范力度。

目前,在热喷防腐蚀技术的发展过程中,部分热喷防腐方式的发展逐渐趋于成熟。例如:电弧喷涂防腐蚀技术、线性火焰喷涂防腐蚀技术等,且这两种方式在应用时具备实践价值。其中,在使用线性火焰喷涂防腐蚀技术的过程中,该项技术的发展完善程度相对较高。在实际的技术操作阶段,逐渐突出了简易化的特性,能够为相关人员的使用提供便利。

2.2 缓蚀剂使用技术

在大型油品储罐出现腐蚀问题时,在处理时可以采用添加缓蚀剂的方法,通过直接产生作用,使油储罐的腐蚀速度随之降低。

在使用缓蚀剂时,通过分析该项物质的作用,主要包括以下两个方面。一方面,在使用缓蚀剂的过程中,能够促进化学反应的发生,并在油储罐的金属表面,辅助化学反应的发生,能够达到减缓腐蚀速度的目的。另一方面,在油品储罐的金属表面位置,在缓蚀剂的作用下,能够使其产生物理化学反应,在油储罐产生腐蚀情况时,使其腐蚀速度逐渐变缓。

鉴于此,在具体的使用过程中,需要综合考虑上述两种不同类型的防腐蚀技术,不仅需要针对缓蚀剂的使用效果进行分析,还应站在综合性的角度,结合所使用的缓蚀剂类型,在充分考虑的基础上,使技术应用效果符合绿色、环保等多方面的要求。

2.3 乙烯基酯树脂防腐蚀技术

在使用乙烯基酯树脂防腐蚀技术的过程中,其中主要所使用的防腐蚀材料,通常是以乙烯基酯树脂为主[3]。在乙烯基酯树脂防腐蚀技术的发展过程中,呈现出了持续化的特性,并且能够进一步对技术做出相应的改进。

在乙烯基酯树脂防腐蚀技术的持续发展过程中,对于乙烯基酯树脂等物质的应用,可以借助环氧树脂等替代乙烯基酯树脂。相对来说,在使用环氧树脂的过程中,有着较为良好的耐腐蚀特性,且具有耐高温性等优势。另外,在施工过程中,对于环氧树脂等材料的使用,能够保障施工环节的便利性和简易性。

为此,在使用乙烯基酯树脂防腐蚀技术的过程中,将其运用于油品储罐腐蚀问题防范环节,即便油品储罐极易产生腐蚀问题,但借助该项技术的应用优势,也可以达到提高油储罐性能的效果。

2.4 温控防腐蚀技术

在使用油品储罐的过程中,为了有效减缓实际的腐蚀速度,需要重视对温度的控制。不仅如此,在油储罐的底部位置,需要及时清理污渍,并对其进行脱水处理。

在使用油品储罐的过程中,若存在温度升高等现象,其整体的腐蚀速度会随之加快。在使用温控防腐蚀技术的过程中,主要目的是通过降低油储罐的实际温度,从而达到减缓腐蚀速度的效果,并且能够加强对油品储罐的保护。

在使用油品储罐的过程中,其中所含有的成分会受到内部水分的影响,为了有效达到减缓腐蚀速度的效果,需要对油储罐进行脱水处理,并采取定期形式,促进油储罐清理作业全面开展,使其总体防腐蚀效果得到优化。

2.5 阴极保护和涂料结合防腐蚀技术

在使用油品储罐的过程中,在其表面的位置,通过附上一层涂层,不仅可以加强对油品储罐的保护,还能够逐渐形成大的保护面。

需要注意的是,该类防腐蚀技术的使用,同样存在一定的弊端,这是由于在油品储罐的小部分区域中,由于采用涂层涂抹的方式,难以针对其发挥相应的保护作用,甚至会导致涂层的腐蚀速度随之变快,那么会与最初的腐蚀防范目标相违背[4]。

所以,在部分情况下,可以采用阴极保护的方法,将其与涂料涂抹方式结合使用。在该类新型防腐蚀技术的作用下,能够解决单方面使用涂层防腐蚀技术时所产生的问题。

3 油品储罐防腐技术应用优化措施

3.1 节点加固

在使用节点加固方法的过程中,将其应用于油品储罐防腐作业中,可以达到降低边缘应力的效果。

结合现场的使用资料予以分析可以看出,在罐壁与罐底的交接位置,处于区边缘的区域内,容易出现严重的锈坑等现象。在罐底的钢板拼接区域中,所存在的锈蚀情况,其总量相对较少,但如果长期存在该类使用情况下,不免会出现更为严重的腐蚀问题。

在底部的交接区域中,可以采用侧拼角钢圈等材料,其规格为70mm×5mm。在应用过程中,可以达到减少边缘应力的效果,节点的受力情况能够明显得到改善,所出现的应力较低,可以减缓腐蚀的加速效果,进而达到规避腐蚀问题的目的,有效延长油品储罐的使用周期,且总体维护周期随之缩减。在综合考虑过程中可以看出,对节点加固方法的使用,还能够达到降低成本费用的效果,且所降低的成本基数较大。

3.2 防腐涂料以及防腐内衬里

在我国的油品储罐防腐作业实施过程中,对于相关涂料的使用,有以下几种类型。例如:铬锌无机涂料、环氧富锌底漆、环氧树脂等。在施工过程中,其操作具有简易化的特点,并且价格低廉。根据油品储罐的相关操作条件,在筛选涂层工艺的过程中,应遵循差异化的原则筛选出不同类型的涂料。

在使用玻璃纤维增强树脂衬里时,有着较为良好的耐冲击性能,并且具有耐腐蚀、耐加热、耐气候等多种特性,使油品储罐的使用周期得到延长。在开展一次覆涂操作时,能够获得良好的实施效果,并且有着高效化的应用特点。

在投资费用等方面,对于内衬里的使用,其间所形成的投入相对较高,但在一次投入使用之后,在较长一段时期时间内,并不需要投入其他类型的维修费用。在一般情况下,其中的间隔时间能够保持在5a左右。所以,内衬里成了油品储罐防腐措施的发展趋势,能够为储罐修复作业的开展提供支持。

随着内衬里施工作业的开展,所涵盖的工艺流程具有多样性。例如:除油、除锈、除底漆、刮腻子、覆涂树脂、玻璃纤维、层压等等。需要结合该项施工操作的工序安排,在合理把控每一个环节的情况下,能够优化防腐蚀措施的应用效果。

3.3 改善涂料性能

在使用涂层防腐技术的过程中,若涂层的厚度缺乏合理性,容易形成化学腐蚀等现象。对于腐蚀类的介质,在渗透过程中,难以发挥出涂层的阻挡作用。在处于同一温度条件时,若存在大气腐蚀等情况,将其与液态形式的介质腐蚀状况进行对比,可以看出前者的腐蚀程度相对较轻[5]。

在处理液态介质腐蚀问题时,若受到自重作用的影响,此时的腐蚀介质在静压力的作用下,所形成的渗透效果会逐渐加强。所以,通过合理应用防腐涂料,并作用于介质中时,使涂料拥有足够的抗性。在处理油品储罐的过程中,需要在筛选防腐材料时,遵循合理化的基本原则,确保所制定的处理方案具备科学性。

为了优化油品储罐的防腐效果,首先需要对油品质量严格把控,使油品质量有保证。在储罐内部区域中,对于防腐涂料的使用,在附着力方面同样需要制定严格规定。随着存储作业的开展,由于涂层长期与油品接触,并且浸泡于腐蚀介质中,需要确保涂层使用的规范性。例如:应避免存在剥离、溶胀等不良现象,并合理规避对油品所造成的污染。

从附着力等级这一角度入手,对油品储罐内的级别进行划分,确保其级别能够超过3级。对于所选用的涂料等物质,需要确保其具有抗老化的作用,且耐温能力相对较强。在储罐加热的过程中,还应确保涂料的应用,能够满足加热方面的需求。对于相关涂料的应用,为获得优良成效,还需要加强对静电的防范。

对于油品的存储和运输等作业,由于具有非极性的特点,所以在喷射、撞击和摩擦过程中,会出现聚集静电的现象。为此,应严格管控涂料的电阻率,使电阻率能够小于108Ω·m。

4 结束语

对于油品储罐的应用,为了实现安全性与稳定性等基本目标,避免油储罐的腐蚀速度加快,有效延长该类设施的使用周期,需要重视各种防腐技术的应用。采用综合使用的方式,有效减缓油品储罐的腐蚀效率。在油品储罐防腐过程中,技术类型具有多样性,为了优化防腐蚀作业实施效果,应针对油储罐的不同特点,合适的防腐技术和防腐措施,进一步减缓油储罐的腐蚀速度,使油品储罐的使用周期得到延长。

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