【摘 　要】　随着我国大型商业储备油库的建立，钢制原油储罐数量逐渐增多，综合数据显示储罐底板腐蚀最为严重，如何减缓腐蚀速度，延长使用寿命，成为现阶段迫切需要解决的问题。本文综合原油储罐底板在运行中遭受的腐蚀情况，对其腐蚀机理进行分析，找出其主要腐蚀因素，并依据现有成熟技术，提出了一些行之有效的防腐技术措施，以达到腐蚀控制的目的。

【关键词】　原油储罐；底板；腐蚀机理；腐蚀防护

1 　引 　言

在国内原油商储库和长输管道系统中，钢制原油储罐是重要的设备之一，也是不可或缺的。近几年，随着我国对石油的依存度不断增加，油库的容积逐渐增大，储罐数量也在持续增加，综合近几年油罐大修的数据显示：绝大多数储罐损坏是由腐蚀引起的，腐蚀破坏部位主要集中在罐底板，罐底板及底圈壁板腐蚀速度>0.15mm/年，并有大面积腐蚀麻坑，深度达1～3mm不等，严重点蚀处已有穿孔，孔径多数在5～10mm，有些孔径在20～100mm。

因此，要对储罐底板腐蚀机理进行研究，找出造成腐蚀的关键因素，用成熟的技术和合理的腐蚀防护方法，来减少腐蚀造成的危害显得尤为重要。

2  钢制原油储罐底板腐蚀机理及分析

2.1  储油罐罐内的底板

目前原油中含有的活化硫元素较高，而在原油运输和开采过程中也会有水分掺入，从而在罐底造成沉积水，增大了腐蚀性。虽然，现在储罐都设计有排水管，定期排水，但由于排水管的中心线一般比罐底高，还有受液体流动粘滞性的影响，加上罐底因施工造成的不平等因素，储油罐底板长期覆盖在水溶液之下。罐底的水溶液中含有大量的活化硫元素、Cl-、O2以及酸类物质，能够形成电解质溶液，对罐底板产生电化学腐蚀。综合调查显示原油储罐底板的腐蚀部位比较集中，严重的部位主要集中在底板的外缘，靠近底板中心部位，腐蚀相对较轻。

根据储油罐底腐蚀环境和腐蚀因素，分析其化学成分，可推测罐底板的腐蚀过程和机理如下：

（1） SRB （硫酸盐还原菌）的腐蚀。目前，对金属腐蚀性微生物的研究技术日趋成熟，经过专家多年的研究表明，SRB是典型的、具有代表性的金属腐蚀性微生物，研究表明在无氧或极少氧情况下，它能利用金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的H2,将硫酸盐还原成H2S,从氧化还原反应中获得生存的能量，使腐蚀电池阴极去极化，让腐蚀过程加快，其腐蚀产物中有硫化亚铁存在，并伴随有产生H2S,而H+在阴极的反应是一个还原过程，硫酸盐还原菌将H+消耗，使得阴极的去极化反应得以持续进行。其电化学反应式如下：

SO42-+8H---S2-+4H2O

储油罐底电解质溶液中H+不断被SRB反应消耗，使得腐蚀部位保护层脱落，造成罐底板电化学腐蚀过程的阴极去极化反应持续进行。

Fe2++S2---FeS↓（腐蚀产物）

Fe--Fe2++2e-

在SRB阴极去极化反应中，SRB产生氢化酶，阴极部位产生的氢原子会被SO42-氧化剂氧化，加速去极化反应，硫酸盐还原菌的存在一定程度地加速了储油罐底板的腐蚀。

（2） 氯离子的影响。在钢制原油储罐内的外缘，由于钢材表边长期包围在强电解液环境下，罐底板表面的防腐涂层受施工或杂质冲击影响，涂层会出现脱落现象。氯离子因为具有穿透性强、直径小等特点，会附着在这些裸露部位，Cl-会和金属发生化学反应，在罐底板涂层脱落部位形成点状腐蚀，并逐步发展长大，形成孔蚀源。腐蚀孔处的金属与腐蚀孔外的金属形成腐蚀微电池，发生电化学反应，形成的腐蚀微电池阳极小、阴极大，阳极腐蚀电流增大，阳极处电解反应析，出大量金属离子。由于储油罐底的杂质、污泥和锈层对腐蚀部位造成的闭塞作用，在腐蚀坑口形成氯离子闭塞原电池，限制了离子的移动，造成腐蚀坑内阴离子少于阳离子，导致氯离子向腐蚀坑内移动，使腐蚀环境浓缩酸化，进一步的加速了腐蚀，使腐蚀坑面积扩大、深度增加。电化学腐蚀反应式如下：

Fe2++S2---FeS

Fe2++2Cl---FeCl2

Fe2++SO42---FeSO4

2.1  罐底板下平面腐蚀

由于现在正在服役的钢制原油储罐，罐底边缘板和罐基础的结合部一般都做防水处理。因此，罐底板下平面主要是氧浓差腐蚀，主要表现在罐底板与基础接触不良，如罐基础沉降或因施工工艺问题，造成罐底板与基础结合不严，会引起氧浓差电池，该中心部位成为阳极而被腐蚀。

3  防腐技术措施

在目前原油储罐底板防腐技术中，正确选用材料、牺牲阳极与涂料联合保护、选择合适的防腐涂料等三个种类的技术比较成熟，可以从这三个方面来对钢制原油储罐底板进行技术防腐。

3.1  正确选用材料

宜选用含碳量小于0.2%和硫、磷含量低于0.5%的钢材，适当增加腐蚀严重部位的厚度，但不应超过钢板总厚度的20%。

3.2  牺牲阳极与防腐涂料联合保护技术

在以上的腐蚀分析中可以发现，电化学腐蚀是造成罐底板腐蚀的重要因素。因此，为达到更好的防腐效果，减少因为防腐涂层出现老化、鼓包、脱落，形成腐蚀电池，造成罐底板腐蚀速度加剧，甚至腐蚀穿孔事故的发生，就应该把控制电化学腐蚀和防腐涂层一并考虑。目前技术成熟，且广泛使用的是牺牲阳极与防腐涂料联合防护。这样，即使罐底防腐涂层局部脱落，也可使暴露在电解质溶液的金属的到集中电流保护，这两项技术的应用，可以有效互补，减缓腐蚀速度。

3.3  选择合适的防腐涂料

罐底板的防腐材料不能选用导静电涂料。因为在罐底板处的强电解质环境中，电解质溶液具有很强的电导率，若采用牺牲阳极和涂料联合防护技术，即使有静电产生，也可从焊接在罐底板的阳极块中导出。相反，若采用导静电涂料，由于强电解质环境的存在，导静电涂料中的碳类导电粒子与罐底板之间会形成许多腐蚀微电池，在罐底板发生严重的电偶腐蚀。此外，导静电涂料还会造成牺牲阳极的加速溶解，使牺牲阳极保护作用过早失效。

4  结论及建议

（1）钢制原油储罐底板的内壁腐蚀主要是由罐底的沉积介质形成的电解质造成的，氯离子的存在加速了腐蚀。

（2） 硫酸盐还原菌在罐底的生长，造成细菌腐蚀，一定程度加速了罐底板的腐蚀。

（3） 采用牺牲阳极与防腐涂料相结合的防腐技术，可以弥补单一防腐的不足，减缓罐底板的腐蚀速度。

（4） 应定期对储油罐进行脱水作业，减少电解质溶液产生，降低罐底板的腐蚀速度。

参考文献

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