储罐罐底板腐蚀分析及防范措施

前言:兰州石化公司石化厂原料储运车间现有常压储罐30台，储存石脑油、苯、甲苯等多种物料，其稳定状态直接影响到生产装置的长周期运行。由于物料含有S2-、Cl-、无机盐、水以及其他腐蚀性介质，都会对储罐造成腐蚀，因此储罐的腐蚀是影响储罐使用寿命的重要因素。随着储罐运行时间的增加，储罐底板的腐蚀也日趋严重，采用有效的防腐措施是延长储罐使用寿命的有效手段。

1.储罐腐蚀状况

1.1 罐底腐蚀：

2018年10月发现5-2罐底板发生腐蚀穿孔，通过对储罐罐底板腐蚀情况进行检测，发现罐底板大面积腐蚀，在528个检测点中，有323个点为腐蚀点，腐蚀率为61%，并有7个点腐蚀严重。具体见表1：

表1 储罐罐底板腐蚀数据腐蚀深度（mm）腐蚀点数（个）腐蚀深度（mm）腐蚀点数（个）1.0至2.0 287 4.0至5.0 5 2.0至3.0 18 ＞5已穿孔 2 3.0至4.0 11

通过检查罐底板，发现上表面呈不均匀腐蚀状，坑蚀现象严重，局部腐蚀点处防腐层已经不存在，腐蚀坑点深浅不一，呈波纹状深入。在2处腐蚀穿孔中（φ20mm、φ10mm），均为底板腐蚀穿孔，并非焊缝腐蚀，防腐层出现剥离翘起。对腐蚀穿孔周围测厚，发现罐底板下表面腐蚀严重，空鼓有7处。之后，在石脑油罐正常运行中也发生腐蚀穿孔泄漏现象。

1.2 罐底部边缘板外侧腐蚀：

早几年建成的储罐几乎都没有注意到罐底外边缘板的翘起进水问题，外边缘板翘起后，边缘板与基座之间就会形成较大的缝隙，由罐壁流下来的雨水沿缝隙进入罐底板与基座之间，致使雨水能够进入到罐底板的中心部位，会引起氧浓差腐蚀。

2.腐蚀原因分析

2.1 罐底腐蚀：

2.1.1 涂料的防腐性能

涂料是防腐性介质与金属基体之间的一道屏障，其本身必须要有良好的耐腐蚀性。防腐涂料必须具有良好的粘接性能才能起到良好的保护作用，但在施工过程中，如果施工质量控制不严，金属表面除锈达不到要求等级，涂料与金属体之间的结合能力就会下降而易于发生剥离。在涂料的涂刷过程中，由于人为或其它因素的影响，涂料层局部可能产生针孔或缺陷。

2.1.2 牺牲阳极与涂料搭配不当

在储罐底板上表面使用牺牲阳极，可对涂料防腐起到辅助保护作用，当涂料出现缺陷或者破损时，牺牲阳极可为其提供保护电流，使缺陷或破损点成为阴极，以减缓或消除金属基体的腐蚀，当储罐罐底所采用的防腐涂料为静电涂料时，由于涂料层的电阻率较低，起不到绝缘的作用，牺牲阳极的电位又低于涂料层的电位，导致牺牲阳极与其周围的防腐层间形成电回路，在不存在缺陷或破损点时，牺牲阳极也处于工作状态，且其范围很小，牺牲阳极材料很快被消耗掉，起不到应有的保护作用。

2.1.3 局部破损点加速金属腐蚀

罐底板使用的导静电涂料是在成膜介质中加入了大量低电位、高电阻的石墨材料，如果需要高涂料层的导电率，石墨粉等含量就要加大，这样反而使涂料层的抗渗透性能下降，腐蚀性介质易到达金属表面，在涂料层局部出现损坏时，涂料层相对暴露于腐蚀性介质中的金属基体成为阴极，而金属基体则相对成为阳极，形成了腐蚀电池形态，特别是当储罐地下部存在硫离子和氯离子时，其电化学腐蚀相当严重，短时间就会使罐底板发生腐蚀穿孔，局部破损的涂料直接堵塞泵入口过滤器。

2.2 罐底部边缘板外侧腐蚀：

2.2.1 边缘板外侧进水

罐底边缘板外侧腐蚀不易观察，容易被人们忽视,储罐底板与混凝土基础接触部位,长期使用后由于罐底板变形并与罐底基础脱开,雨水、雪水及腐蚀性气体会侵入罐底板与基础的缝隙,从而发生电化学腐蚀。

边缘板外侧局部腐蚀主要表现为坑蚀或点蚀,在长期使用过程中,随着气候干、湿、冷、热的变化,罐底水溶液中的氯离子逐渐浓缩。 由于氯离子的存在,氯离子就向基体金属与锈层之间的界面运动,造成此处溶液中氯离子浓度高、氧浓度低,呈酸性状态,即构成了闭塞腐蚀电池,使得局部腐蚀十分强烈,形成蚀坑,并最终可能导致底板穿孔。

2.2.2 腐蚀机理

在罐底积水的作用下，金属发生阳极溶解反应：Fe→Fe2++2e H2O+O2＋e→OH 水中的S2-与Fe2+发生反应：Fe2+＋S2-→FeS

在金属表面的硫化物氧化皮或锈蚀层存在孔隙的状况下，水中的Cl-穿过氧化皮或绣层达到金属表面，在金属表面形成小蚀坑，硫化物的溶解反应为：

文章来源：《中国腐蚀与防护学报》 网址: http://www.zgfsyfhxb.cn/qikandaodu/2021/0524/821.html