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钢制原油储罐的腐蚀与综合防护

文档作者：王鹏1 张玉刚2 文档来源： 1. 中国石油锦州石化分公司工程管理部 2. 锦州石化公司设备研究院,		点击数：	更新时间： 2022年12月11日
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2007年2月　　　　　　　　　　　　　　　　　云南化工　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ap r. 2007
　第34卷第1期　　　　　　　　　　　　Yunnan Chemical Technology　　　　　　　　　　　　　　Vol. 34,No. 1　
钢制原油储罐的腐蚀与综合防护
王　鹏1 ,张玉刚2
(1. 中国石油锦州石化分公司工程管理部,辽宁锦州121001;
2. 锦州石化公司设备研究院,辽宁锦州121001)
收稿日期: 2006 - 09 - 14
作者简介: 王鹏(1972 - ) ,男,辽宁黑山人,工程师,现从事石化设备腐蚀与防护研究工作。
摘　要: 　论述了钢制原油储罐腐蚀的基本情况,分析了引起腐蚀的主要原因,给出了腐蚀机理,提出了涂料
和阴极保护联合防护的概念,重点介绍了锦州石油化工公司20000m3 原油储罐中涂料的选择原则和长效综合防护
对策以及它的应用情况。
关键词: 　油罐;腐蚀;防护;涂料;阴极保护
中图分类号: 　TE988　　　文献标识码: 　A　　　文章编号: 　1004 - 275X(2007) 01 - 0027 - 02
Cauter iza tion of Steel Store Jar for O il and Protection
Wang Peng1 , Zhang Yugang2
(1. Office for Engineering Administration of J inzhou Branch, China Petroleum Chemical Company, J inzhou 121001, China;
2. Institute of Equipment, J inzhou Petroleum Chemical Company, J inzhou 121001, China)
Abstract: 　Cauterization of steel store jar for oilwas introduced including caused reason and mechanism, and concep t
on the p rotection with dope and cathode was put forward. Choice p rincip le of dope, long term p rotection measure and app li2
cation of a 20000 m3 store jar in J inzhou Petroleum Chemical Company was p resented mainly.
Key words: 　oil jar; cauterization; p rotection; dope; cathode p rotection
前言
近年来,随着人类对能源需求的不断增长,我国
的许多港口及炼油厂建立了大量的原油储罐,这些设
施的可靠运行对高效生产及环境安全有直接关系,其
寿命长短也直接影响着炼厂的经济效益。一般油罐
的设计使用寿命为20年,而实际上,由于所储存的原
油含有水、无机盐、氢硫酸、有机酸等腐蚀性化学物
质,大大缩短了原油储罐的使用寿命。由于腐蚀不仅
缩短了油罐正常的使用寿命,而且使油品中掺入铁锈
等杂质,这些杂质的掺入造成炼油后续工段催化剂中
毒,并对成品油质量造成不良影响。因此,原油储罐
的防护越来越受到重视。
1　原油储罐的内腐蚀
1. 1　原油储罐腐蚀情况
造成原油储罐腐蚀的主要是原油中含有环烷
酸、无机盐、硫化物以及微生物等对钢铁造成的腐
蚀。腐蚀严重的部位是罐底水相部分,其次是加
热管,严重者3～4年就腐蚀穿孔破坏。腐蚀特征
是产生斑点、坑蚀,甚至穿孔,腐蚀速率可高达(0.
2～0. 4) mm / a。原油储罐内部的腐蚀部位大致可
分为水相、油相、汽相,分布如图1所示。
图1　原油储罐内部的腐蚀分布
Figure 1　D istr ibution of cauter iza tion in inner store jar of o il
原油储罐内部不同部位的腐蚀速率如表1。
表1　碳钢( A3)材质原油储罐内部不同部位腐蚀速率(mm /a)
Table 1　Cauter iza tion ra te in d ifferent
inner parts of carbon - steel jar
油罐部位水相油相气相
腐蚀速率0. 2～0. 4 0. 05～0. 08 0. 08～0. 15
1. 2　腐蚀机理
(1) 油罐气相部位。以化学腐蚀为主,气相
部位基本上为均匀腐蚀。这是因为油料中挥发出
的酸性气体H2 S、HCl,外加通过呼吸气阀进入罐
内的水分、氧气、二氧化碳、二氧化硫等腐蚀气氛
在油罐上凝结成酸性溶液,导致化学腐蚀的发生。
(2) 油罐的储油部位。该部位腐蚀速率低,
一般不会造成特殊危险。但是在气相、液相交界
处,即干湿交界处环境潮湿富氧,具备了电化学腐
蚀的两个基本要素。
(3) 罐底内表面。其腐蚀形貌为点蚀。主要
原因是罐底积聚了酸性沉淀,酸性水中含有大量
的富氧离子,成为较强的电解质溶液,产生化学腐
蚀;加上油中固体杂质和油罐腐蚀产物大量沉积
于罐底,它们与油罐罐底有不同的电极电位,这就
形成了腐蚀电池,产生了电化学腐蚀。[ 1 ] 。
2　原油储罐的防护
用于油罐内壁的防护方法很多,如表面镀,渗相
应的耐腐蚀材料,水泥沙浆衬里,喷刷防腐涂料等。
目前,国内多采用抗静电防腐涂料。由于油料在流
动、过滤、搅拌、喷射、灌注等的过程中,可能产生静电
荷、携带静电荷的流体进入储罐后,则发生电荷的积
聚,引起电位的升高,该电位是否会上升到超过安全
极限值,取决于油料中的静电荷是否能够迅速释放。
否则,由于静电荷的积聚,可能发生火灾或爆炸事故。
因此,所选涂料除应具有良好的耐油、耐水性,附着力
强,柔韧性好,抗冲击、抗老化等性能外,还必须满足
GB13348 - 92《液体原油产品静电安全规程》及中国石
化总公司(91)生字224号文件对油罐《内壁防腐涂料
应低于108 «m 》的要求。
涂料防腐是涂层将金属与介质隔开,起到保护金
属的作用,但由于涂层本身有微孔,老化后又易出现
龟裂、剥离等现象,再加上施工不良,产生针孔,这样
裸露的金属形成小阳极,涂层部分成为大阴极而产生
局部腐蚀电池,进而使漆膜破坏得更为严重。因此,
采用单独的涂料保护,得不到满意的效果。若采用涂
料与阴极保护联合防护,则裸露的金属获得集中的保
护电流而得到阴极保护,弥补了涂层缺陷、恶化,联合
防护只需较小的电流就可将被保护的罐体及部件极
化至保护电位,因而大大地延长了使用周期。涂料与
阴极保护联合防护是原油储罐的长效综合防护方法
最有效方法[2 ]。
3　原油储罐长效综合防腐实例
1996年,锦州石化公司在锦州港建R - 102原
油贮罐,材料A3 钢,容量为20000 m3 ,直径为33
米,根据要求采用涂料与阴极保护联合防护。
3. 1　油罐涂料选择
国内导静电油罐防腐涂料主要以环氧树脂、环氧
改性树脂、聚氨酯、乙烯酯等为主要成膜物质,加入溶
剂、导静电微粒、填料、助剂等组成涂料。一般常用的
品牌有: H - 99环氧抗静电涂料、PF109金属油罐导静
电涂料、SY - 93环氧导静电油罐涂料、SY - 96聚硫改
性环氧导静电油罐涂料、G - 4油罐导静电涂料、环氧
呋喃抗静电涂料、环氧漆酚导静电油罐涂料、821耐油
防腐抗静电涂料等。
选用SY - 93型防腐导静电油罐涂料,该涂料
是锦州石油化工公司设备研究所研制成功的一种
耐油导静电涂料,在各类型油罐防腐上应用获得
成功,并取得满意效果。SY - 93型防腐防静电油
罐涂料是以环氧改性树脂为成膜物质,加入导静
电的微粒,加溶剂、助剂、固化剂组成的双组分涂
料,常温固化施工方便。SY - 93型油罐涂料附着
力强,漆膜坚硬光滑,抗冲击,耐磨,导电,耐各种
油、海水、污水,耐酸碱盐溶液,满足油罐防腐需
要。其配方如下:
表2　SY - 93涂料的配方
Table 2　Prescr ipt_ ion of dope SY - 93
组分原料底漆/% 面漆/%
A
环氧改性树脂
混合溶剂
铁红
导静电微粒A
导静电微粒B
14. 2
14. 2
19. 1
46. 1
—
36. 4
32. 4
—
—
6. 1
B
助剂
固化剂
促进剂
1. 5
1. 4
3. 5
1. 5
9. 1
14. 5
(下转第36页)
·28· 云南化工 　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年第 1期 　
和分散剂都被挥发或过滤洗涤,所以可以用B /A
来表示包封率。通过精确称量反应前各试剂的
量,计算得到A值;通过X射线荧光检测可测定
B值。另外也可以取一定量的滤液进行等离子体
光谱测量其中锇金属元素的含量,计算其中四氧
化锇的含量,与全部滤液比较可得到没有被包封
的四氧化锇的质量w2 ,再与反应前投入的四氧化
锇的质量w1 的比值w2 /w1 就是其包封率,但该法
要求精确测定滤液的体积及精确配制一系列不同
锇含量比值的标准溶液,以方便等离子体光谱仪
的测定。相比之下采用X射线荧光分析的方法
较为方便。
3　结论
以通用聚苯乙烯和挥发溶剂为有机相, 0. 1%
十二烷基硫酸钠水溶液为分散相,采用溶剂挥发
法可以制备包含有四氧化锇催化剂的微胶囊。其
粒径和包封含量与制备微胶囊的溶剂、温度、搅拌
速率、用量等操作参数有关。
参考文献:
[ 1 ] 　Kolb H C, Van Nieuwenhze M S, Sharp less K B. Catalytic
asymmetric dihydroxylation [ J ]. Chem. Rev. , 1994 ( 94 ) :
2483 - 2547.
[2 ]　李月明,范青华,陈新滋. 不对称有机反应———催化剂的回收
与再利用[M] . 北京: 化学工业出版社, 2003 : 93 - 104
[ 3 ] 　Nagayama S , EndoM, Kobayashi S. Microencap sulated osmi2
um tetraoxide. A new recoverable and reusable polymer - sup2
ported osmium catalyst for dihydroxylation of olefins [ J ] . J.
Org. Chem. , 1998, 63 (18) : 6094 - 6095.
[ 4 ] 　Kobayashi S, Endo M, Nagayama S. Catalytic asymmetric di2
hydroxylation of olefins using a recoverable and reudable [ J ] .
J. Am. Chem. Soc. , 1999 , 121 (48) : 11229 - 11230.
[5 ] 　Kobayashi S , Ishida T, Akiyama R. Catalytic asymmetric di2
hydroxylation using phenoxyethoxymethyl - polystyrene (PEM) -
based novel microencapsulated osmium tetroxide ( PEM - MC
OsO4 ) [ J ] . Org. Lett. , 2001, 3 (17) : 2549 - 2652.
[ 6 ] 　Ishida T, Akiyama R, Kobayashi S. A novel microencap sula2
ted osmium catalyst using cross - linked polystyrene as efficient
catalyst for asymmetric dihydroxylation of olefins in water [ J ] .
Adv. Synth . Catal. , 2005 (347) : 1189 - 1192.
(上接第28页)
3. 2　阴极保护计算
原油储罐的油品沉积介质中含盐量高,腐蚀
性成分多,致使储罐底受到严重的腐蚀,多年实践
证明,牺牲阳极保护阴极要以减缓与沉积污水介
质相接触部分表面的腐蚀。阴极保护一般采用压
制带状阳极在罐底环状布置和罐壁下闻均匀分布
作牺牲阳极。
R - 03原油罐,容量为20000 m3 ,直径为33
m,要求保护罐底板及以罐壁上0. 5 m 的面积。
通过计算,保护面积为965. 6m2 ,阴极保护所需电
流:总= Ⅰ ×S总= 0. 12 ×965. 6 = 115. 9A,平均
保护电流为Ⅰ平= 0. 06 ×965. 6 = 58A。选用七
二五所的高温锌阳极, 型号为XZA - 16, 单重
15. 6 kg,阳极设计寿命为10 年,据计算结果,阳
极块数量为138块, 罐底板均匀分布100块,罐
壁分布38块,总重量2152. 8 kg。阴阳极面积比
70 ∶1,阳极块布置示意图如图2所示,阳极块焊
接固定。
3. 3　防护效果
经过采用涂料和牺牲阳极的联合防护,使用
10年取得良好的应用效果。
图2　102号原油罐牺牲阳极布置示意图
Figure 2　Scheme of d isposa l for sacr if ice
of anode in No. 102 of o il jar
参考文献:
[ 1 ] 　王德武. 钢油罐内部的腐蚀与防护[ J ]. 腐蚀与防护, 1998,
19 (5) : 221 - 222.
[ 2 ] 　孙建斌. 20000 m3 金属储罐阴极保护经验及效果分析[ J ].
油气储运, 2001, 20 (1) : 23 - 24.
·36· 云南化工 　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年第 1期

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