钢制石油储罐边缘板的防腐密封.pdf

第 4 7卷第 6期 2 0 1 0年 1 2月 化工设备与管道 P R O C E S S E Q U I P M E N T P I P I N G Vo 1 ． 47 No ． 6 De c ．2 Ol 0 钢制石油储罐边缘板 的防腐 密封 肖丁 铭 ， 刘 学 勤 中原油 田设计 院 ， 河南 濮 阳4 5 7 0 0 1 摘要 分析钢制石 油储罐边缘板较 易腐蚀 的原 因， 介绍一种有效的边缘板 防腐密封技 术， 即采用一种新型防腐材 料 D E N S O和 防腐施工方案 ， 延长罐底边缘板 的使 用寿命 。 关键词 储罐 ； 边缘板 ； 防腐； 密封 ； 产品 D E N S O 中图分类号 T Q 0 5 0 ． 9 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 3 2 8 1 2 0 1 0 0 6 - 0 0 7 3 0 3 An t i c o r r o s i o n S e a l f o r Edg e Pl a t e i n S t e e l Pe t r o l e u m Ta n k XI AO Di ng mi ng，LI U Xue - q i n Z h o n g y u a n O i e l d D e s i g n I n s t i t u t e ， P u y a n g 4 5 7 0 0 1 ，C h i n a Abs t r a c t I n t h i s a r t i c l e，t h e c a u s e o f t h a t t h e s t e e l e dg e pl a t e i n p e t r o l e um t a n k i s e a s y t o b e c o n o de d wa s a n a l y z e d．On e a n t i e o r r o s i o n s e a l t e c h ni q ue f o r e d g e p l a t e by us i n g ne w c o r r o s i o nr e s i s t a n c e ma t e r i a l DENSO a n d r e l e v a n t a n t i c o r r o s i o n pr o c e s s wa s，t h e n，i n t r o d u e e d．Th r o u g h t h e u s e o f t hi s t e c h n i q u e，t h e l i f e o f t he e dg e p l a t e h a s b e e n pr o l o n g e d． Ke y wo r dst a nk； e dg e pl a t e； a n t i c o r r o s i o n； s e a l ；DENS O 地上钢制石油储罐是石油、 石化行业油 品储存 和输送必不可少的设施 ， 但在运行 中， 经常遭受内 、 外环境介质的腐蚀。在储罐的腐蚀事故 中， 与罐壁 和罐顶比较 ， 罐底板腐蚀穿孔 的频率最高。而在罐 底板的腐蚀中， 边缘板的腐蚀 日趋严重 ， 已引起生产 使用单位 的高度重视 。在通用 的防腐设计 中， 对罐 底板 内外壁较为重视 ， 防腐层 阴极保护的防腐措 施已得到较广泛 的应用 ， 而储罐边缘板却大多没有 采取有效的防腐密封措施 ， 即使有些储罐采取 了防 腐措施也没有达到应有 的效果 。因此 ， 要 全面控制 罐底板的腐蚀 ， 延长储罐的使用寿命 ， 减少储罐事故 的发生 ， 除了对罐底板主体进行防护外 ， 对储罐边缘 板采取有效的防腐密封措施 ， 也是必要的手段之一 。 1 储罐底部边缘板的腐蚀特点与原 因分析 1 ． 1 腐 蚀特点 储罐底部边缘板翘离水泥基座， 边缘板外侧 多 为均匀腐蚀 ， 边缘呈 千层饼状沿底板半径方向向中 心逐步成局部腐蚀 ， 再向里呈点蚀。边缘板外侧 的 锈蚀方位 ， 一般是从边缘 的外 围向里 3 0 0～5 0 0 I l l ln 左 右 。此 外 ， 边 缘板 与最 下 层 圈板 的角 焊 缝 及 热影 响区形成较为严重的局部腐蚀。通常情况下 ， 加热 储罐 的锈蚀比常温储罐明显 ， 前者 的锈蚀率大体上 比后 者 大一倍 。 1 ． 2腐蚀 原 因 分析储罐底部边缘板 的腐蚀原 因， 首先要考虑 储罐的变形 。储罐变形 的主要原因是温度的变化和 载荷的变化 。储罐的基座与罐体底板结合的部位 ， 随着环境 主要是温度 的变化使底 板径 向发生伸 缩 ， 产生水平外移。当储罐贮液后 ， 罐底与罐壁均受 到静液压力作用 ， 底板的中间部分除有很大的不均 匀沉降外 ， 受力并不大 ， 而边缘受力却较为复杂。这 是因为罐壁在静液压力的作用下产生了很大的环向 应力 ， 使储罐沿半径方向产生水平变位， 而罐壁的下 部 由于与底板牢固地焊在一起无法向外扩张 ， 结果 在边缘板处发生变形 ， 如图 1 所示。同时， 在罐壁与 罐底相接的角缝处产生边缘应力 ， 该应力 与基座对 边缘板的抵抗力共同作用导致底部边缘板的塑性变 形 ； 当储罐发油直至空罐时 ， 罐体逐渐恢复原状 ， 而 边缘板却由于塑性变形 而向上翘曲不会得到恢复 ， 如图2所示。这种变形的变形量大小与基础的软硬 收稿 日期 2 0 1 O - 0 7 - 2 3 作者简介 肖丁铭 1 9 7 9 一， 女， 四川隆 昌人 ， 工程师 。从事腐 蚀与 防护专业的设计与研究工作 。 7 4 化工设备与管道 第 4 7卷第 6期 程度 、 边缘板的厚度 、 储液高度 、 使用周期和时间长 短有关 ， 一般在 5～1 0 m m左右。另外 ， 罐底边缘板 在制造焊接过程中会产生内应力， 且由于部位特殊， 使得内应力不可能在后续的工序 中加 以完全消除， 从而使其产生变形。 ＼ ／ 。 图 1 罐底边缘板变形状况 盛液 图 2罐底边缘板塑性变形 空罐 上述因素引起的储罐变形， 使储罐边缘板与底 板基座形成一条裂缝 ， 并且该裂缝的大小会 随着储 罐变形周期的收缩与膨胀 ， 有扩大 的趋势。这种周 期性的收缩与膨胀给外界一些腐蚀介质如雨水、 露 水等的入侵提供了一条通道， 从而发生电化学腐蚀。 整个腐蚀过程可用下面的电化学反应公式表达 2F e一4 e一 2F e O 2H O 4e一 一40H 一 2 F e 4 0 H一 一 2 F e O H 2 H 2 0 2 F e O H 2 0 2 } 2 F e O H 3 2 F e O H 3 F e 2 0 3 3 H 2 0 在上述腐蚀过程中， 水对腐蚀速度起决定作用。 雨水 、 露水等腐蚀性介质 日复一 日地入侵 ， 并且由于 变形所产生的缝隙很小 ， 侵入的水分不易挥发而常 年聚集于底板与基座之间， 使该区域的底板外侧长 时间处于潮湿状态 ， 为电化学腐蚀提供 了有利条件。 腐蚀产物 F e 0 疏松透气 ， 对钢体腐蚀没有任何抑 制作用， 相反有吸潮的倾向而成为水的载体 ， 由于水 分不易挥发 ， 导致腐蚀的速度加快。 另外 ， 储罐本身也存在先天不足， 即在铺板前， 虽然与基础接触 的一面预先装有防腐涂层 ， 但是在 大角缝焊接过程中， 由于高温使其涂层破坏， 存在薄 弱环 节， 一 旦 有腐蚀 介质 侵人 ， 就极 易发 生锈蚀 穿孔。 由于腐蚀发生在罐体与基座之间， 一般无法观 察 ， 最容易被人们忽视 ， 腐蚀到一定程度 ， 将会对储 罐的安全运行造成危险。对储罐罐底板边缘处进行 防腐密封， 切断腐蚀介质的入侵通道 ， 不仅能有效控 制储罐外底板边缘板的腐蚀， 而且也达到了保护储 罐底板的 目的。 2 储罐边缘板 的防腐密封措施 2 ． 1材 料的选 择 根据储罐底部边缘板腐蚀的特点与腐蚀机理 ， 储罐底部边缘板易受腐蚀的最主要的原因是 由于温 度和载荷的周期性变化及制造过程中所产生的内应 力使其产生变形使防腐涂层遭到破坏。因此所采用 的防腐材料应具有防水性 、 耐候性 、 与边缘板和基座 有强的附着力 ， 同时要有较高的弹性。防水性是要 求防护层是完整连续的整体 ， 能真正隔离水 、 大气等 的入侵 ； 耐候性是要求防护材料能耐大气腐蚀 ， 耐紫 外线照射， 不能产生影响防水性能的龟裂， 高温不流 淌 ， 低温不脆裂 ； 较高的附着力和弹性是要求材料能 适应因温度或载荷的变化引起的储罐底板的变形。 根据 以上特点和室内的多轮优化评选 ， 确定采 用某公 司的 D E N S O特性 防腐胶泥和 D E N S O高温 矿脂防腐带进行 防腐。D E N S O高温矿脂防腐带 由 合成纤维 、 碳氢化合物、 中性聚合物 、 惰性硅填料 、 防 燃剂等组成。它在很宽的温度范围内保持可塑性， 不会硬化， 不会断裂 ， 对酸 、 碱 、 盐和微生物有很强的 抵抗力 ， 并对水 、 水蒸气和气体有极强 的防渗性能， 还特别适用于有 防火要求 的工况。 与 D E N S O高温 矿脂防腐带配套的 D E N S O特性 防腐胶泥 由矿脂化 合物 、 防腐成分等组成 ， 不含挥发性溶剂， 对环境无 公害 ， 它是柔软的棕褐色半 固态产品， 黏力高 ， 且不 会硬化 ， 不会干裂， 适用于此种工作 状态和环境 的 情况。 2 ． 2施工 国内储罐底部边缘板防腐的普遍做法是沥青灌 缝或敷沥青砂 ， 从中原油田的使用情况看 ， 几乎没有 一 座罐达到了预期的效果。也有用橡胶沥青或环氧 玻璃布进行防水 ， 但前者的耐老化性能差 ， 粘接强度 不够； 后者的弹性差， 使用后发生开裂 、 拉脱等现象 ， 下转 第 7 7页 贾琦 月， 等 ． L N G接收站不锈钢防腐保护浅析 7 7 管件需要进行适当的防腐保护 。 2 。 1 管子管件的包装、 储存方面要采取相应 的保 护措 施 在包装方面， 采取一些措施 ， 如管子 、 管件端 口 用塑料盖盖严 ， 防止氯离子腐蚀管子管件 内表面； 管 子管件外露部分用塑料袋包装以避免氯离子腐蚀管 子管件外表面。在储存方面， 安排在室内储存 ， 保持 干燥及 良好的通风。如果在储存 中， 由于储存 问题 而在表面产生小面积浮锈或锈斑 ， 在确认管件材料 及加工都正确的前提下 ， 可再进行酸洗钝化处理去 除锈 斑 。 2 ． 2不锈 钢表 面进 行涂 漆防腐 不锈钢具有 自身的特性 ， 所 以相 比较于普通碳 钢 ， 其所用油漆 、 表面处理等方面都应该有特殊注意 的地方 ， 比如以下几点 1 油漆要满足工作温度 的需要 ， 具体到 L N G 接收站需要满足深冷的要求 。 2 油漆中不含有锌 、 铅 、 铁的氧化物等。 3 控制油漆 中金属色素、 硫 、 氯化物等会对不 锈钢产生不利影响的成分。如在 N A C E S P 0 l 0 8 2 0 0 8标准中， 要求环氧树脂漆中的可渗透氯化物要 控制在不超过 1 0 m g ／ k g ， 并要求漆 的配方 中不能含 有金 属锌 口 J 。 4 研磨剂要控制氯离子含量 ， 防止引入氯离 子 污染 。 5 表面需进行清洗以减少氯化物的附着。且 应控制清洗时的氯离子含量 。 3 结束语 综上 ， 本文就江苏 L N G项 目中大量使用 的奥氏 体不锈钢是否需要 防腐防护进行 了阐述 ， 并指出了 一 些在不锈钢涂漆 中需要注意的问题。工程项 目中 防腐涂漆有其通用性 ， 大家可以相互借鉴 ， 但就不 同 项 目而言也有其独 特性。针对各 自项 目的特点， 如 何进行工程项 目的防腐设计 ， 可谓智者见智 ， 希望能 与同仁共同探讨 。 参 考 文 献 [ 1 ] 左 景伊 ， 左 禹． 腐蚀数据与选材手册[ M] ． 北京 化学工 业出版 社 ． [ 2 ] N A C E S P 0 1 0 8 --2 0 0 8 ，C O RR O S I O N C O N T R O L O F O F F S H O R E S T R U C T U R E S B Y P R O T E C T I V E C O A T I NG S [ S ] ． 上接 第 7 4页 效果也都不理想。针对这种情况， 2 0 0 7年 ， 我们经 过室内评价 、 优选 ， 确定采用 D E N S O特性 防腐胶泥 和 D E N S O高温矿脂防腐胶带对储罐边缘板进行 防 腐密封处理。该技术 的基本做法是 首先对边缘板 进行清扫并除锈 ， 同时将边缘板外侧 的罐基座表面 清除干净 ， 并用混凝土抹平 ， 然后用 D E N S O特性防 腐胶泥填人边缘板和基座间的缝 隙， 胶泥突 出边缘 板 1 5 m m 左右 ， 与基座 形成 圆弧状 过渡 ； 最 后用 D E N S O高温矿脂防腐带进行铺贴 ， 矿脂防腐胶带共 贴 2层 ， 防腐带上延罐壁 5 0 mm， 伸出边缘板至基座 5 0 mm 3应用 实例 2 0 0 7年在 中原油 田两个联合站 4座原油储罐 上采用 D E N S O矿脂防腐带技术进 行现场施工 ， 经 过两年的考验 ， 发现防腐层与基面附着力良好 ， 整个 涂层为一个连续 的整体， 不但能适应储罐的变形 ， 而 且能起到有效的防水作用 ， 且表 面平整、 有弹性 ， 维 持了较好的外观 ， 得到了使用单位 的充分肯定 。 4 结束语 1 储罐底部边缘板产生腐蚀 的主要原因是储 罐变形使得边缘板与基座之间形成缝隙 ， 雨水 、 露水 等腐蚀介质进入缝隙后 ， 由于其开 口较小 ， 水分不易 挥发 ， 造成边缘板 日益严重的电化学腐蚀。 2 通过中原油田4座原油储罐边缘板处进行 防腐密封试验证 明， 该项技术不仅防腐密封效果较 好 ， 操作简单 ， 而且施工 和使用过程 中， 没有任何异 味和污染性气体 ， 环保效果优良。 3 采用储罐底部边缘板防腐密封技术 ， 是变 事后维修为事前预防的重要措施 ， 既利于安全生产 ， 又有显著的经济效益 ， 是确保生产平稳运行的必要 手 段