润滑油储罐的边缘板防腐蚀措施

杨继业

(中石化润滑油有限公司上海分公司生产中心,上海 201208)

润滑油储罐的边缘板防腐蚀措施

杨继业

(中石化润滑油有限公司上海分公司生产中心,上海 201208)

介绍了石油储罐边缘板的腐蚀情况, 其中有保温层的储罐腐蚀比无保温层储的罐腐蚀更加严重。罐底边缘板的腐蚀主要原因是, 罐底板变形并与罐底基础脱开，腐蚀介质易通过边缘板与基座之间的空隙进入发生电化学腐蚀。分析对比储罐边缘板，采用CTPU-2专用弹性密封胶具有良好的耐腐蚀性、耐水性及抗老化性,与钢铁和混凝土有很强的粘接性能和弹性,可以吸收因液位波动施加于罐底边缘板变形的应力, 彻底克服了普通高聚物固化后呈刚性、在外力作用下极易开裂的缺点,能产生很高的经济效益。

储罐 储罐底板 腐蚀防护

中石化润滑油有限公司上海分公司(简称上海分公司)500 m3到3 000 m3的储罐有72台，其中润滑油上海分公司在2007年新建350 kt调合项目时，建成了45台油罐，当时在边缘板防腐蚀上采用的是胶泥，表面用玻璃布和涂用多层有关树脂的防水层进行密封，由于这些树脂固化后一般都为刚性,因此使用后容易出现脱离和开裂等现象。到2009年底，这些储罐边缘板防腐层就逐步出现胶泥干裂，表面玻璃布风化等破损情况，另外由于该公司地处高桥石化附近，含硫的酸雨水不断地从胶泥裂纹处渗入，加剧了油罐边缘板的锈蚀。

1 储罐罐底边缘板的腐蚀分析

1.1 边缘板的腐蚀

罐底边缘板的腐蚀，与油罐的腐蚀相似,包括均匀腐蚀减薄和局部腐蚀(点蚀)。均匀腐蚀非常严重,其外观如千层饼,一层一层减薄(见图1)。清除锈层后测厚表明, 原厚度为6 mm 的边缘板腐蚀后最薄处只有2 mm厚。另外储罐最下层圈板与边缘板的角焊缝及热影响区也有腐蚀存在，这个部位带有保温层的储罐腐蚀比无保温层储罐更为严重。

1.2 罐底边缘板的腐蚀原因

储罐的基础与罐底底板结合部位的腐蚀见图2。环境温度的变化使底板发生变形，或随着储罐的储油量的经常变化引起罐底板变形，当储罐处于满罐时由于静压力作用产生环向应力很大的，使储罐沿径方向产生水平移位，而边缘板与储罐连接在一起,使储罐底板无法向外扩张，造成在边缘板处发生变形。当储罐处于空罐时，罐体又恢复到原状，边缘板由于塑性变形而形成向上翘曲。由于罐底板变形并与罐底基础脱开，含有N, Cl和硫的酸雨等腐蚀介质易通过边缘板与基座之间的空隙进入，致使储罐底板发生电化学腐蚀[1]。

图1 边缘板的均匀腐蚀

图2 储罐基础与边缘板结处腐蚀

对于有保温的储罐，由于保温材料中含有氯离子，普通岩棉中氯离子质量分数一般大于25 μg/g。一旦下雨和环境潮湿，在角焊缝处，保温材料中的氯离子随雨水渗入底板与基座的缝隙，由于氯离子的存在会产生盐酸，致使pH值降低，而盐酸又进一步促使更多的金属溶解，形成自催化性加速腐蚀，使得角焊缝及热影响区局部腐蚀变得十分强烈，最终可能导致底板穿孔。主要反应过程如下：

2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl

2 罐底边缘板的防腐蚀措施

储罐的边缘板防腐蚀目前主要采取以下几种方式：

(1)在罐底板与混凝土基础之间铺沥青砂，由于沥青热胀冷脆的特点, 经常会发生开裂现象, 起不到应有的作用。

(2)在罐边缘板表面采用环氧树脂衬玻璃布进行防护，下面充填胶泥。350 kt项目中的油罐边缘板采用了这种防腐方式，由于环氧树脂固化后无弹性和韧性, 导致表面玻璃布风化破碎，胶泥干裂，造成雨水渗入，使储罐底板和边缘板严重锈蚀。

(3) 采用阴极保护方法也可以有效控制罐底边缘板的腐蚀, 比较麻烦。

(4) 采用端羧基聚氨酯-2(CTPU-2)技术，在罐底边缘板上用专用弹性密封胶配以增强玻璃布技术,在混凝土基础、向外伸翘起的边缘板与底圈板的下部之间填充高弹性胶料, 上面覆盖多层CTPU-2储罐边缘板专用弹性密封胶及玻璃布，形成一个完整的密封层，能非常有效地阻止各种外部介质的侵入。

经过多年的实践使用证明，储罐边缘板采用CTPU-2技术，其中专用弹性密封胶具有良好的耐腐蚀性、耐水性及抗老化性, 同时与钢铁和混凝土有很强的粘接性能, 韧性、弹性非常高, 可以吸收因液位波动施加于罐底边缘板变形的应力, 彻底克服了普通高聚物固化后呈刚性，在外力作用下极易开裂的缺点。

3 CTPU-2在上海分公司的应用

针对罐区边缘板严重腐蚀情况，对储罐边缘板防腐的各类技术进行筛选，决定采用CTPU-2储罐防腐技术。首先在2012年新建的一台1 000 m3油罐(T346罐)边缘板防腐上试用了上海某公司的CTPU-2防腐技术，一直到现在该罐边缘板防腐层外表都保持了非常完整，没有出现任何的龟裂、老化破损等现象。2015年，现场解剖该公司在南京禄口机场一台2007年完成的油罐边缘板防腐层，里面的钢材几乎没有腐蚀(见图3)，明显好于2007年新建油罐所做的防腐。

图3 使用CTPU-2三年后边缘板情况

在2014至2015年对上海分公司内72台油罐全部采用了CTPU-2边缘板防腐技术，彻底解决了储罐底板锈蚀穿孔的隐患，延长了储罐使用寿命。

4 CTPU-2在储罐边缘板防腐工艺

4.1 CTPU-2工艺主要原料

CTPU-2储罐边缘板专用弹性密封胶、橡胶颗粒和橡胶腰线。

4.2 防腐施工方案

(1) 对于已发生腐蚀的储罐边缘板, 先通过手工除锈，将边缘板已腐蚀的旧漆膜、铁锈、原防腐层等杂物全面清除(达到St2级)，刷上防锈漆(见图4)。

(2)贴上腰线，在水泥基侧面涂刷CTPU-2腰线胶，贴CTPU-2预制的腰线。

(3)浇注台口线，将CTPU-2复合弹性体与CTPU-2复合胶按配比拌和，形成高弹性胶料，在边缘板及罐连接处浇注CTPU-2高弹性胶料， 形成自罐壁而下的斜坡,坡度角度大于10度，外侧与腰线平，保证边缘板全部覆盖并不存积水。具体程序如下：用将配制好的高弹性胶料填满腰线与罐壁之间的空隙，压实平整。

(4)在高弹性胶料不粘手时，可以上第一道胶泥，在涂刷胶泥后马上铺一层增强玻璃布, 玻璃布接缝处重叠至少要大于50 mm，且不能有褶痕、明显气孔存在，以避免积水残留。一般铺两层玻璃布, 上层上边紧贴罐壁, 距弹性斜坡50 mm 左右, 下层下边到罐基础上表面边沿100 mm 处。

(5)待表面干后，再涂一道胶泥，再覆盖第二层玻璃布，待涂层干后，再上第二道胶泥。

(6)最后涂刷两道弹性面漆密封空隙, 使玻璃布无缝隙, 与罐壁、罐基础各个基面附着良好, 表面平整, 丰满且有弹性(见图5)。

(7)最终效果见图6。

图6 边缘板CTPU-2施工后外观

5 采用CTPU-2产生的经济效益

根据美国腐蚀工程学会( NACE) 的RP0272—72 腐蚀控制经济评价法, 初步测算其经济效益, 计算公式如下：

A=PW×i(1+i)n/[(1+i)n- 1]

式中:PW—设备价格( 包含防腐费用) ;i—设备年投资利率；n—使用年限；A—设备年度费用。

以1 000 m3的储罐为例, 若不采取上述防护措施，一台储罐的罐底板使用寿命约为10 a，储罐罐底板的换底费用为15×104RMB￥，设备年投资利率为10%。则其设备年度费用

A=15×10%(1+10%)10/[(1+10%)10-1]=2.44×104RMB￥

若采用CTPU-2密封层防腐蚀，使用年限延长为30 a，设备年投资利率为10%，1 000 m3储罐罐底板的安装费用为15×104RMB￥，其间只需再更换CTPU-2密封层即可，1 000 m3CTPU-2密封层长度为39.6 m，密封层每延长1 m单价为285 RMB￥/m，则1 000 m3储罐的罐底密封防腐费用约为1.13×104RMB￥，锦宏公司的质保期为8 a，即使按10 a做一次CTPU-2密封层，30 a的储罐罐底密封防腐费用约为3.39×104RMB￥，则其设备年度费用

A=18.39×10%(1+10%)30/[(1+10%)30-1]= 1.95×104RMB￥

年度设备费用可降低0.49×104RMB￥。以1台1 000 m3储罐计，该罐在使用期间可节约更换底板等维修费用14.7×104RMB￥。同样可以知道，一台500 m3储罐和一台3 000 m3储罐在使用期间分别可节约更换底板等维修费用13.7×104RMB￥和37.8×104RMB￥。润滑油上海分公司现有72台油罐，其中500 m332台，1 000 m333台，3 000 m37台，全部进行了边沿板CTPU-2防腐蚀处理, 仅此项便可节约费用1188.1×104RMB￥, 经济效益十分显著。

6 结 论

(1) 罐底边缘板的腐蚀主要有均匀腐蚀、 坑蚀或点蚀等。

(2) 润滑油上海分公司72台储罐全部采用了CTPU-2技术对边缘板进行防腐、密封处理, 实践证明效果较好。

(3) 在罐底边缘板上采用专用弹性密封材料配以玻璃布技术，为保证储罐安全生产，并且有显著的经济效益, 确保了生产装置安、稳、长、满、优运行，同时产生显著的效益的效益。

[1] 庄燕群.石油储罐边缘板防腐蚀现状[J].石油化工腐蚀与防护,2013,30(1):1-4.

(编辑 王菁辉)

Corrosion Protection Measures for Ring Plate of Lube Oil Storage Tanks

YangJiye
(ShanghaiBranchofSINOPECLubeOilCo.,Ltd.,Shanghai201208，China)

The corrosion of the bottom ring plates of the lube oil storage tanks is introduced. The corrosion of tanks with heat insulation is more severe than that without heat insulation. The main cause of the corrosion of the ring plates is the electro-chemical corrosion caused by the corrosive media entering the space between the ring plate and the bottom plates because of deformation of tank bottom plates and separation from tank bottom foundation. Therefore, it is easy for the corrosive media to enter into the spacing between the ring plate and foundation, resulting in the electro-static corrosion. The CTPU-2 technology is applied for the ring plate. The elastic sealant with good corrosion resistance, water resistance performance and anti-aging performance has a good cohesion and elasticity with steel and concrete. It can absorb the stress from deformation of bottom ring plates caused by fluctuation of liquid level of thanks and overcome the shortcomings of rigidity of high polymers and easy cracking under the external forces. Good economic benefits can be achieved.

storage tank, tank bottom plate, corrosion protection

2016-09-01；修改稿收到日期：2016-09-28。

杨继业，工程师，本科，现在该公司生产中心从事设备管理工作。E-mail：yyjjyy526@163.com