大储罐的防腐要点
简要地介绍了一下标准和几篇参考文献,供参考。
按GB/T50393-2017《钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准》条文说明(第3章),储罐的腐蚀包括大气环境腐蚀和介质环境腐蚀,储罐的不同部分腐蚀环境是不一样的,见下面的两个表。本文主要讨论储存原油的拱顶罐,储存其他介质、其他型式储罐的防腐应当根据介质特性、结构特点具体考虑。
一
不同的部位应采用不同的防腐措施。对于原油拱顶罐,以下几个部位应分别考虑:
1. 罐底板外表面,即与基础接触的一面,根据文献[5]的介绍,罐底板下表面存在土壤腐蚀,而罐底板与基础的接触问题也会产生氧浓度差电池腐蚀,以及受地下管网的阴极保护等产生的杂散电流腐蚀等。顺便提一下,按GB 50341-2014附录E E.1.3和E.3.1的要求,罐基础应进行防渗处理,基础顶部应采用沥青砂垫层。
2. 罐底板内表面、下部一圈或两圈罐壁的内表面,即与原油沉积污水、油水界面接触的部分,沉积水的腐蚀性较强,各文献均有介绍。
3. 储罐的其他内表面,包括油水界面以上至最高液位的罐壁内侧、罐壁上部内表面、罐顶内表面。按文献[1]的介绍,原油罐顶的腐蚀主要是因为水蒸汽受温度变化的影响容易在罐顶形成水膜,而水膜中含有原油中携带的多种腐蚀成分,同时由于呼吸管口的存在,氧气及大气中的污染物也会进入水膜。
4. 罐壁、罐顶外表面,即与大气环境接触的部分,还包括加强圈、抗风圈及梯子平台等。应注意,如果储罐有保温层,保温层是容易进水的,储罐外表面将会长期处于潮湿状态,容易出现腐蚀。
5. 罐底板边缘的保护,如果有边缘板那就是边缘板的保护,按文献[5]第4节的介绍,罐底板外侧受基础圈梁的阻隔,是罐底板阴极保护的盲区,而且储罐充装介质后,底板边缘容易翘曲,容易积水。文献[4]和[6]有底板边缘保护实际案例,可参考。
按GB/T50393-2017的4.1.1,储罐的防腐措施主要包括两种,一是单独的涂层方案,可采用涂料涂层或金属涂层;二是涂层与阴极保护结合的方案。而单独采用阴极保护是不经济的,较少采用。
二
一般来说,只有罐底板外表面(即和基础接触的表面),和罐底板内表面及罐壁下部内表面采用涂层+阴极保护方案。现行标准GB/T50393-2017和老标准GB 50393-2008在表述上略有差异,现总结如下:
老标准GB 50393-2008 | 现行标准GB/T50393-2017 |
3.0.3 罐径不小于8m的储罐,底板外表面除防腐涂层外,还应考虑采用阴极保护。 | 4.1.4 土壤腐蚀性较强、较为重要的储罐底板外表面宜采用涂层和阴极保护联合方案。 |
3.0.4 原油储罐底板内表面和油水分界线以下的壁板内表面,应采用牺牲阳极和绝缘型防腐涂层相结合的保护方式。 | 2017版没有直接规定罐底板内表面和油水分界线下的壁板的防腐措施,但在3.1.2原则性地规定应根据业主提供的资料确定腐蚀环境及等级,进而确定方案。 |
4.2.1 底板内表面应采用牺牲阳极法;底板外表面可采用强制电流法阴极保护措施,或牺牲阳极法。 | 4.5.1 储罐内壁需要采用阴极保护时,宜采用牺牲阳极保护;储罐罐底外壁宜采用外加电流阴极保护。 |
在采用牺牲阳极和涂层联合方案时,新旧标准均规定涂层的电阻率不应低于1013Ω(即绝缘),新标准见4.1.5,老标准见3.0.4。此时如果采用可导静电的涂层材料,将会影响防腐能力甚至加速腐蚀。
对于阳极材料,新标准4.5.5规定,储罐内部阴极保护宜采用铝合金牺牲阳极;4.5.12规定储罐外部牺牲阳极宜采用镁阳极或锌阳极。老标准则见于4.2.5和附录B。
三
按文献[2]的介绍,与原油接触的罐壁内表面,即原油沉积水部位以上至罐顶上部(最高液位)部分,应采用导电型涂层,涂层的电阻率按GB/T50393-2017之4.1.6的规定,但这个电阻率是有争议的,见文献[1]的2.4小节、文献[2]的第2节,及文献[3]。
事实上,导静电型涂料是需要加入导电材料的,这会影响涂层的致密性,如果添加的是碳类导电粒子则存在发生微电池腐蚀的风险,见文献[4]的1.1.2节。
对于何时采用导电型涂层,GB/T50393-2017的4.1.6有个原则性的规定:
GB 50393-2008的4.1.5第4款规定,原油拱顶罐内壁顶部应采用绝缘型涂料,该部位为气相空间,与罐顶内部一并考虑。但对于产品罐、中间产品罐,4.1.6、4.1.7则均要求罐内壁使用导电型涂层。
四
对于储罐外壁,如果有保温层,涂料应耐水,如果没有保温层,涂料应耐紫外线、酸雾及工厂大气等。
五
罐底板边缘的防护在GB 50393-2008的4.1.10作了规定,2017版见4.4小节。标准要求底板边缘保护结构应能防水,及抵抗底板边缘与基础的变形不协调。
2017版标准的条文说明作了一些介绍:
参考文献:
[1] 韩文礼. 储油罐腐蚀及其防护措施. 石油工程建设, 2010, 36(5)
[2] 杨振波, 师华, 单明正. 大连长兴岛原油储罐防腐涂装设计及导静电涂料相关标准解析. 电镀与涂饰, 2013, 32(12)
[3] 宋广成. 有关《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》的争鸣. 现代职业安全, 2015, (4)
[4] 谢水海. 石油储罐防腐蚀技术规范在镇海炼化的实施. 石油化工腐蚀与防护, 2011, 28(2)
[5] 过梦飞. 储油罐罐底板全面腐蚀控制. 油气储运, 2001, 20(7)
[6] 张雪铭, 赵鹏, 陈宝锋. 大型原油储罐全方位防腐设计及施工验收要求. 石油和化工设备, 2015, 18(10)
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