储油罐的涂层防护_朱松涛

CHINA COATINGS 2008年第23卷第6期

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0 引 言

石油化工钢质设备防腐一直是我国石油化工产业关注的重点问题。从原油、天然气等石化产品的运输、储存中转、管道运输、炼油生产到成品油的储存,都需要建设储罐、管道、生产线等钢结构装置,严酷的腐蚀环境对石油、化工等设施、设备的破坏严重,因腐蚀造成的直接、间接损失巨大,已严重地影响了正常的生产,必须采取必要的、科学的防腐措施。2001年9月,中国石油天然气集团中油新技术开发公司邀请防腐防护方面专家组成调研组,对中石油部分油库使用导静电涂料情况、油罐的腐蚀与防护情况进行了调研。共调研了华东销售公司所辖的江阴油库29万m 3、乌鲁木齐石化的各种油罐122台、克拉玛依石化分公司的20万m 3油罐、独山子石化公司的187台金属罐、新疆销售公司的数百台油罐、兰州石化分公司的120万m 3油罐。调研发现,这些油罐外表面腐蚀较轻,内表面的罐底部分腐蚀较重,有的已经穿孔,有的油罐未做防腐保护处理,有的油罐做了防腐但未做导静电涂料防护。石油管道和贮罐中燃油间相对运动所产生的静电若不及时排出,容易发生爆炸危险。因此,涂料防腐作为一种简捷、有效的防腐手段在石油、化工行业中发

挥着非常重要的作用。

1 石油储罐的腐蚀环境

1.1 内部腐蚀

1.1.1 储罐底板

储罐底板是石油储罐内腐蚀最严重的区域。因为罐内底部会沉积油品中的水分,同时水中溶有各种金属盐类和负离子,腐蚀性很强,受热情况下腐蚀性会大大提高。腐蚀状况主要表现为溃疡状的坑点腐蚀,严重情况下可能形成底板穿孔,造成油品泄漏。1.1.2 罐壁区

罐壁区直接和油品接触,油品中含有的海水、各种酸、盐等物质会对罐壁产生腐蚀,很高黏度石油或石油制品在转运和输送过程中需要加热来降低油品的黏度便于流动,油品温度一般被加热到80 ℃,与蒸汽盘管接触的部位温度会超过100 ℃。加热在降低油品黏度的同时,增强了石油的腐蚀性。

1.1.3 罐顶

油罐罐顶不直接和油品接触,但会受到氧气、水蒸气、硫化氢、二氧化碳等气体的腐蚀,属于气相腐蚀。由于气温的变化,水蒸气易在罐顶内壁形成凝结水膜,而罐内的气体中所含的二氧化硫、硫

储油罐的涂层防护

□ 朱松涛1,于 杰2 ,王晓深1 ,范蕴学1,陆 璐2

（1.中国石油山东销售公司,山东青岛 266071； 2.海洋化工研究院,山东青岛 266071）

摘要：介绍了我国石油储罐的腐蚀环境、腐蚀成因及其所带来的危害。着重阐述了在储油罐中使用防腐涂料的必要性,设计了适用于油罐不同部位的防腐涂料配套方案,以满足储油罐的腐蚀防护。

关键词：储罐；钢结构；防腐涂料；导静电

中图分类号：TQ630 文献标识码：B 文章编号：1006-2556(2008)06-0059-03

Coating protection of oil tank

Abstract: This paper introduces corrosion conditions, corrosion causes and the harm brought, focusing on necessity to adopt anticorrosion coatings for oil tank protection; and introduces the anticorrosion matching schemes designed for the protection of diff erent parts of oil tank.

Keywords: storage tank, steel structure, anticorrosion coatings, static electricity conductive

Zhu Songtao 1, Yu Jie 2, Wang Xiaoshen 1, Fan Yunxue 1, Lu Lu 2

(1. Shandong Sales Co. of CNPC, Qingdao 266071, Shandong Province;

2. Marine Chemical Research Institute, Qingdao 266071, Shandong Province)

EXCHANGE OF EXPERIENCE

中 国 涂 料

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化氢、二氧化碳、挥发酚等杂质会溶解在凝结水膜中,同时由于罐的呼吸作用,氧气不断进入罐内通过凝结水膜扩散到金属表面,从而引起罐顶的腐蚀,其腐蚀程度也比较严重,常伴有点蚀等局部腐蚀。其腐蚀程度介于罐底和罐壁之间。1.2 外部腐蚀

1.2.1 环境腐蚀

在沿海城市,储油罐罐区多分布于海港码头周围。大气环境中夹杂的大量盐类和氯化物,在空气湿度较大的情况下,极易在罐体涂膜表面形成含有溶解盐的电解液膜,这层电解膜对涂膜具有较强的腐蚀性,同时氯离子又具有很强的侵蚀性,它是形成点蚀的主要原因。同时,高湿环境下大气中的水分和氧形成去极化反应,直接影响罐体涂膜的腐蚀速度,这是造成储罐外壁涂膜破坏的重要原因。

1.2.2 土壤腐蚀

罐底板下表面由于和罐基础面直接接触,因此腐蚀环境为土壤腐蚀环境,且由于罐基础面常用沥青砂作为填充介质,相对于高含水和含氧的实际土壤环境来说,腐蚀程度较轻。

另外,由于罐底板与砂基础接触不良及罐周和罐中心部位的透气性差异,会引起氧浓差电池腐蚀；土壤中的电流还会导致杂散电流腐蚀。

2 油罐内壁导静电的相关规范、标准

近年来,随着我国石化工业的快速发展,石油贮罐内外表面的防护涂装日益引起人们的关注与重视。众所周知,油罐内壁表面产生的静电、腐蚀等,危及着油品贮存的质量与安全。为此,国家经济贸

易委员会委托中国石油化工集团公司等单位制定了G B 13348-92《液体石油产品静电安全规程》和G B 6950-2001《石油罐导静电涂料技术指标》（见表1）,其中规定了油罐导静电涂料必检的10项指标并作为强制执行法规。

3 油罐防护涂层配套方案

3.1 涂层性能要求

3.1.1 油罐的内壁防护

内壁防护涂料应满足耐油、耐化学介质、抗腐蚀和导静电要求。因为,液体石油产品在流动、过滤、混合、搅拌、加注、抽提等状况下,会因摩擦而产生静电荷,特别是轻质油类。当产生静电荷速度大于其导出速度时,就会形成静电荷的积聚,电压不断高升,并产生尖端放电。当积聚的静电荷放电能量处于可燃油品蒸气与空气的混合物爆炸极限范围内时,随时可能发生静电起火、爆炸危害。黄岛油库的爆炸就是由于静电积累所造成的。因此,罐内壁涂料在要求耐腐蚀的同时必须导静电,以保证油罐的安全使用。

工程应用中,底漆主要采用导电的富锌底漆(环氧富锌底漆和无机富锌底漆)或不含锌粉的导电底漆;面漆主要有以碳系导电填料(导电炭黑和石墨等)组成的深色导电涂料和以导电云母、导电氧化锌等组成的浅色导电涂料。其中碳系导电涂料颜色多为黑色,油罐运行过程中局部腐蚀情况的目视检查比较困难,而且碳系导电填料不易被树脂润湿包覆,使用中会发生迁移现象从而污染油品,已逐步被淘汰,目前多采用综合性能优异的环氧类浅色导电涂料,

表1 GB6950-2001 《石油罐导静电涂料技术指标》

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成本比前者有所提高。

另外,聚氨酯导电涂料、无机富锌底漆也用于油罐内壁防护。国内储油罐防腐情况调查结果表明,聚氨酯导电涂料防护性能的稳定性和持久性明显低于环氧类涂料；无机富锌底漆中的锌粉化学活性较高,遇腐蚀介质极易生成氧化锌和氢氧化锌等化合物,导电性能下降并且不稳定,易污染油品,因此将无机富锌底漆直接用于油罐导静电防护值得商榷。3.1.2 油罐的外壁防护

针对油罐的腐蚀环境和使用特点,外壁防护涂料以满足耐大气腐蚀、大气老化和保持良好外观为主；涂料的选择范围相对较宽,可根据防护年限要求和成本情况决定。底漆多采用环氧富锌、环氧云铁类,面漆多为脂肪族聚氨酯、丙烯酸和氯化橡胶类。近年来,太阳能热反射面漆等功能性涂料也开始得到更多应用。

3.1.3 油罐的罐底防护

罐底内表面：由于罐底和罐壁第一圈壁板区域

（通常为罐底至罐底以上1.5 m）会沉积油品中的水等腐蚀介质,是腐蚀最重的部位,应实施加强的涂层防护,可通过增加底漆或中间层涂膜厚度的方法,保证防腐效果。

罐底外表面：油罐建造时,是在罐底板外表面涂装完成后现场吊装焊接,组装成型后坐于地下,外表面由于焊接损伤的涂层无法补涂,因此要求涂层具有良好的耐热性,焊接后涂层不受损伤,应涂装无机富锌等耐热涂料或在焊口1～3 c m范围内涂装无机富锌等耐热涂料。

3.1.4 油罐的罐顶防护

罐顶内表面通常有网架结构等加强筋,结构复杂、边角焊缝较多,容易发生涂层防护提前失效,除应选择性能优异的涂料,更要严格控制该部位的表面处理和涂装质量。

3.2 涂层配套方案

根据以上对油罐不同部位防护要求和特点分析,可采用表2涂料配套方案满足10 a以上的防护要求。

表2 储油罐涂料配套方案

4 结 语

防腐涂料与涂装对保证储油罐长期安全稳定运行是非常重要的,只要根据设备的具体使用条件,选择合适的防腐涂料,合理配套,精心施工,完全可以取

得满意的防护效果。随着涂料技术的不断进步,符合环保要求的高固体分、无溶剂涂料将进一步提高涂层的防腐性能,为储油罐提供更加持久可靠的防护。

收稿日期 2008-05-16