污水处理罐腐蚀机理及防腐措施研究

摘 要：随着石油化工工业的迅速发展，很多大型污水储罐被应用在石油、石化行业，储罐的安全对企业的正常生产具有非常重要的意义。一旦发生腐蚀损坏，不但造成经济上的直接损失，而且会使污水泄漏，造成环境污染，更为严重的可酿成火灾、爆炸等安全事故。因此，有必要深入研究污水处理罐的腐蚀机理，提出经济合理的防腐治理方法，减少泄漏事故的发生。基于此，本文主要对污水处理罐腐蚀原因进行了分析，并提出了有针对性的处理措施。

关键词：污水;处理罐;腐蚀原因;处理措施

污水处理罐在使用过程中受到各类腐蚀的现象相当普遍。储罐腐蚀会形成众多的腐蚀坑，使罐底、罐壁厚度减薄，严重时会腐蚀穿孔，导致罐内物质泄漏，严重影响炼化企业的正常生产。因此，如何有效延长储罐使用寿命一直是炼化企业面临的一大难题。现阶段，虽然我国在防腐技术上取得了较大的进步，有效延长了钢制品的使用年限，但是钢制储罐的防腐离设计预期使用寿命的目标依然存在着很大的差距。因此，相关企业必须重视储罐腐蚀问题，加强腐蚀机理研究，并实施有效的防护措施，确保炼化企业的安全生产。

1污水处理罐腐蚀机理

1.1储罐外壁腐蚀

储罐外壁经风吹日晒，雨水冲刷，腐蚀因素主要是大气中含氧、水蒸气、二氧化碳和溶于雨水中的二氧化硫等，其腐蚀机理为大气中的水蒸气溶解了氮化物、二氧化硫、硫化氢及其他杂质，在壁上形成电解质溶液，腐蚀离子与罐壁发生了电化学反应。腐蚀产物氢氧化亚铁进一步氧化为三氧化二铁或四氧化三铁，形成疏松的铁锈层附着在罐体表面。在铁锈层与储罐罐体界面上的表面氧和水发生阴极反应，在锈层与罐壁结合处则不断进行阳极反应，形成氧浓差电池，当罐体经雨露作用处于干燥、潮湿交替状态，则会使带有锈层的罐体加速腐蚀。

1.2储罐内壁腐蚀

罐内气相环境组成均匀，腐蚀一般呈现均匀腐蚀的特性。此部位气相主要是原油及采出水挥发出的酸性气体硫化氢，外加通过呼吸阀进人罐内的水分、二氧化碳、二氧化硫等气体，在罐壁处凝结成酸性溶液，导致化学腐蚀的发生。

1.2.1二氧化碳腐蚀

在 CO2腐蚀环境中，储罐的腐蚀机理十分复杂。二氧化碳溶入水后对金属材料有极强的腐蚀性，由于二氧化碳的总酸度在相同 p H 值下比盐酸还高，因此，它对钢铁的腐蚀甚至比盐酸还严重。研究发现，二氧化碳的腐蚀主要受环境因素和材质因素影响。环境因素主要包括温度、二氧化碳分压、水质的矿化度、p H 值、Cl-含量、微量的 H2S 和氧气，细菌含量及介质的流速等。材质因素主要有钢材类型和钢材中合金元素的含量高低。目前，普遍认为 CO2导致的腐蚀有均匀腐蚀和局部腐蚀两种类型。

①CO2的均匀腐蚀机理

均匀腐蚀机理的实质为CO2溶于水后形成的H2CO3电离出 H+的还原过程，溶液中活泼 H+ 吸附在钢材表面与氧化态的 Fe2+作用，最终在钢材表面形成 Fe CO3垢层。

②CO2的局部腐蚀机理

局部腐蚀主要有点蚀、台地浸蚀和流动诱使局部腐蚀3 种。通常，污水中Ca2+和 Mg2+含量较高，容易在储罐钢材表面形成碳酸盐垢，碳酸盐垢和 Fe CO3等结垢层或生成的腐蚀产物膜覆盖在钢材表面不同区域，而不同区域间覆盖度不同，使不同覆盖度的区域之间形成了具有很强自催化特性的腐蚀电偶或闭塞电池。增强了某一区域的腐蚀性能，综合而言，CO2的局部腐蚀实质上就是电偶作用或闭塞电池的结果。

1.2.2硫化氢腐蚀

研究发现，钢材中所含的 Al，Ti，Cu，V 和 Ca 等元素能提高钢材对H2S 的耐腐蚀性，而 Mn，S，P，Ni 和 N 等元素能够促进H2S对钢材的腐蚀，加剧腐蚀程度。由于 H2S 在水中的溶解度很高，H2S 溶于水便立即电离使水呈酸性，在潮湿环境下对钢材产生腐蚀破坏作用。在酸性介质下，H2S的存在，加速了铁离子的溶解，为腐蚀产物提供 S2-，在钢材表面生产铁和硫的化合物。影响 H2S 腐蚀的因素有 H2S 含量，pH 值，温度，溶液中Cl-含量和氧浓度等。

1.3储罐底板腐蚀

储罐底板分内表面和外表面，由于储罐内储存的污水中一般含有大量的酸性物质，从而对罐底产生一定的化学腐蚀。化学腐蚀的产物将继续留在污水中，使得腐蚀产物、水、罐底材料三者之间共同形成原电池，产生电化学腐蚀。另外，由于土壤中含有大量的杂散电流和腐蚀性成分， 会使得罐底从外部开始腐蚀，其中，腐蚀性成分和土壤中的水一起对罐底产生化学腐蚀和电化学腐蚀，而杂散电流的存在，将加速原电池的产生，同时，杂散电流将破坏罐底的保护膜，即起到促进腐蚀的作用。

2污水处理罐防腐蚀处理措施

2.1污水处理罐内防腐措施

引起储罐内腐蚀的主要介质是污水，选用涂层法可以有效防止腐蚀介质与罐体接触。一般采用耐油、耐腐蚀、防水、耐冲击、抗老化、附着性能优异的涂料作表面涂層保护。经长期实验和现场试验调研，选择环氧涂层作为污水储罐内涂材料能起到较好的防腐效果。该涂层具有以下特点：（1）附着力极好。在固化过程中活泼的环氧基能与界面金属原子反应形成极为牢同的化学键，增强了涂层与基材的附着力，提高了涂层的整体耐腐蚀性能。（2）耐磨性和耐腐蚀性强。主链结构中的醚键具有较高的化学稳定性，涂层抗酸、抗碱性能好，具有较高的耐温性。

2.2污水处理罐外防腐措施

对罐顶表面涂具有耐酸、耐水、抗渗、抗老化防锈底漆和面漆，而对有保温结构的罐壁则需在罐的上、中部钢板表面涂刷防锈涂料，并将保温层外铁皮密封，防止雨水进入。对罐壁底部防腐时，在罐壁和边缘板上浇热石油沥青进行防护。如果罐基础比周围地面低，还应设集水槽，及时将雨水通过排水沟排走，保持干燥环境。

2.3采取阴极保护措施

涂料防护是用涂层将金属与介质隔开，起到保护金属的作用。但由于涂层本身有孔，老化后又出现龟裂、剥离等现象，再加上施工不良，产生针孔，裸漏的金属成为阳极.涂层形成阴极而产生局部腐蚀电池，进而使涂层受到更严重的破坏。因此采取单独的涂料保护，其防护效果并不十分理想，应加强污水处理罐的阴极保护工作，采取涂层与阴极保护联合防护，使裸漏的金属获得集中的电流保护，弥补涂层防护的不足，从而延长污水处理罐防护层及储罐的使用寿命。

3 结束语

综上所述，污水处理罐在长期使用过程中，受到诸多因素的影响，容易出现腐蚀问题，不但缩短了污水罐的使用年限，而且增加了污水罐的损坏率，使其无法对污水进行有效的储存。因此，相关企业要有计划的对罐体腐蚀情况进行检查，发现问题及时采取处理措施。由于罐体不同部位，腐蚀机理不同，所以，采用的防腐措施也有所差别。相关企业需要根据其腐蚀机理，有针对性的选用防腐措施，有效降低罐体腐蚀发生的几率，从而最大限度的延长其使用寿命。

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作者简介：

岳云雪（1978-）女，辽宁锦州人，工程师，从事设备管理工作。