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鋼制石油儲罐邊緣板的防腐密封

文檔作者：肖丁銘劉學勤文檔來源：中原油田設(shè)計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月11日
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第47卷第6期
2010年12月
化工設(shè)備與管道
PROCESS EQUIPMENT&amp;amp; PIPING
Vo1．47 No．6
Dec．2Ol0
鋼制石油儲罐邊緣板的防腐密封
肖丁銘， 劉學勤
(中原油田設(shè)計院，河南濮陽457001)
摘要：分析鋼制石油儲罐邊緣板較易腐蝕的原因，介紹一種有效的邊緣板防腐密封技術(shù)，即采用一種新型防腐材
料DENSO和防腐施工方案，延長罐底邊緣板的使用壽命。
關(guān)鍵詞：儲罐； 邊緣板； 防腐； 密封； 產(chǎn)品DENSO
中圖分類號：TQ 050．9 6 文獻標識碼：A 文章編號：1009—3281(2010)06-0073—03
Anticorrosion Seal for Edge Plate in Steel Petroleum Tank
XIAO Ding—ming， LIU Xue-qin
(Zhongyuan Oi eld Design Institute，Puyang 457001，China)
Abstract： In this article，the cause of that the steel edge plate in petroleum tank is easy to be con'oded was analyzed．One antieorro—
sion seal technique for edge plate by using new corrosion—resistance material DENSO and relevant anticorrosion process was，then，in—
trodueed．Through the use of this technique，the life of the edge plate has been prolonged．
Keywords： tank； edge plate； anticorrosion； seal； DENSO
地上鋼制石油儲罐是石油、石化行業(yè)油品儲存
和輸送必不可少的設(shè)施，但在運行中，經(jīng)常遭受內(nèi)、
外環(huán)境介質(zhì)的腐蝕。在儲罐的腐蝕事故中，與罐壁
和罐頂比較，罐底板腐蝕穿孔的頻率最高。而在罐
底板的腐蝕中，邊緣板的腐蝕日趨嚴重，已引起生產(chǎn)
使用單位的高度重視。在通用的防腐設(shè)計中，對罐
底板內(nèi)外壁較為重視，防腐層+陰極保護的防腐措
施已得到較廣泛的應用，而儲罐邊緣板卻大多沒有
采取有效的防腐密封措施，即使有些儲罐采取了防
腐措施也沒有達到應有的效果。因此，要全面控制
罐底板的腐蝕，延長儲罐的使用壽命，減少儲罐事故
的發(fā)生，除了對罐底板主體進行防護外，對儲罐邊緣
板采取有效的防腐密封措施，也是必要的手段之一。
1 儲罐底部邊緣板的腐蝕特點與原因分析
1．1 腐蝕特點
儲罐底部邊緣板翹離水泥基座，邊緣板外側(cè)多
為均勻腐蝕，邊緣呈千層餅狀沿底板半徑方向向中
心逐步成局部腐蝕，再向里呈點蝕。邊緣板外側(cè)的
銹蝕方位，一般是從邊緣的外圍向里300～500 Illl'n
左右。此外，邊緣板與最下層圈板的角焊縫及熱影
響區(qū)形成較為嚴重的局部腐蝕。通常情況下，加熱
儲罐的銹蝕比常溫儲罐明顯，前者的銹蝕率大體上
比后者大一倍。
1．2 腐蝕原因
分析儲罐底部邊緣板的腐蝕原因，首先要考慮
儲罐的變形。儲罐變形的主要原因是溫度的變化和
載荷的變化。儲罐的基座與罐體底板結(jié)合的部位，
隨著環(huán)境(主要是溫度)的變化使底板徑向發(fā)生伸
縮，產(chǎn)生水平外移。當儲罐貯液后，罐底與罐壁均受
到靜液壓力作用，底板的中間部分除有很大的不均
勻沉降外，受力并不大，而邊緣受力卻較為復雜。這
是因為罐壁在靜液壓力的作用下產(chǎn)生了很大的環(huán)向
應力，使儲罐沿半徑方向產(chǎn)生水平變位，而罐壁的下
部由于與底板牢固地焊在一起無法向外擴張，結(jié)果
在邊緣板處發(fā)生變形，如圖1所示。同時，在罐壁與
罐底相接的角縫處產(chǎn)生邊緣應力，該應力與基座對
邊緣板的抵抗力共同作用導致底部邊緣板的塑性變
形；當儲罐發(fā)油直至空罐時，罐體逐漸恢復原狀，而
邊緣板卻由于塑性變形而向上翹曲不會得到恢復，
如圖2所示。這種變形的變形量大小與基礎(chǔ)的軟硬
收稿日期：201O-07-23
作者簡介：肖丁銘(1979一)，女，四川隆昌人，工程師。從事腐蝕與
防護專業(yè)的設(shè)計與研究工作。
· 74· 化工設(shè)備與管道 第47卷第6期
程度、邊緣板的厚度、儲液高度、使用周期和時間長
短有關(guān)，一般在5～10 mm左右。另外，罐底邊緣板
在制造焊接過程中會產(chǎn)生內(nèi)應力，且由于部位特殊，
使得內(nèi)應力不可能在后續(xù)的工序中加以完全消除，
從而使其產(chǎn)生變形。
＼
／ 。
圖1 罐底邊緣板變形狀況(盛液)
圖2 罐底邊緣板塑性變形(空罐)
上述因素引起的儲罐變形，使儲罐邊緣板與底
板基座形成一條裂縫，并且該裂縫的大小會隨著儲
罐變形周期的收縮與膨脹，有擴大的趨勢。這種周
期性的收縮與膨脹給外界一些腐蝕介質(zhì)如雨水、露
水等的入侵提供了一條通道，從而發(fā)生電化學腐蝕。
整個腐蝕過程可用下面的電化學反應公式表達：
2Fe一4e一 2Fe
O +2H O +4e一一÷40H 一
2Fe +40H一一2Fe(OH)2
H20+2Fe(OH)2+02—}2Fe(OH)3
2Fe(OH)3— Fe203+3H20
在上述腐蝕過程中，水對腐蝕速度起決定作用。
雨水、露水等腐蝕性介質(zhì)日復一日地入侵，并且由于
變形所產(chǎn)生的縫隙很小，侵入的水分不易揮發(fā)而常
年聚集于底板與基座之間，使該區(qū)域的底板外側(cè)長
時間處于潮濕狀態(tài)，為電化學腐蝕提供了有利條件。
腐蝕產(chǎn)物Fe 0 疏松透氣，對鋼體腐蝕沒有任何抑
制作用，相反有吸潮的傾向而成為水的載體，由于水
分不易揮發(fā)，導致腐蝕的速度加快。
另外，儲罐本身也存在先天不足，即在鋪板前，
雖然與基礎(chǔ)接觸的一面預先裝有防腐涂層，但是在
大角縫焊接過程中，由于高溫使其涂層破壞，存在薄
弱環(huán)節(jié)，一旦有腐蝕介質(zhì)侵人，就極易發(fā)生銹蝕
穿孔。
由于腐蝕發(fā)生在罐體與基座之間，一般無法觀
察，最容易被人們忽視，腐蝕到一定程度，將會對儲
罐的安全運行造成危險。對儲罐罐底板邊緣處進行
防腐密封，切斷腐蝕介質(zhì)的入侵通道，不僅能有效控
制儲罐外底板邊緣板的腐蝕，而且也達到了保護儲
罐底板的目的。
2 儲罐邊緣板的防腐密封措施
2．1 材料的選擇
根據(jù)儲罐底部邊緣板腐蝕的特點與腐蝕機理，
儲罐底部邊緣板易受腐蝕的最主要的原因是由于溫
度和載荷的周期性變化及制造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應
力使其產(chǎn)生變形使防腐涂層遭到破壞。因此所采用
的防腐材料應具有防水性、耐候性、與邊緣板和基座
有強的附著力，同時要有較高的彈性。防水性是要
求防護層是完整連續(xù)的整體，能真正隔離水、大氣等
的入侵；耐候性是要求防護材料能耐大氣腐蝕，耐紫
外線照射，不能產(chǎn)生影響防水性能的龜裂，高溫不流
淌，低溫不脆裂；較高的附著力和彈性是要求材料能
適應因溫度或載荷的變化引起的儲罐底板的變形。
根據(jù)以上特點和室內(nèi)的多輪優(yōu)化評選，確定采
用某公司的DENSO特性防腐膠泥和DENSO高溫
礦脂防腐帶進行防腐。DENSO高溫礦脂防腐帶由
合成纖維、碳氫化合物、中性聚合物、惰性硅填料、防
燃劑等組成。它在很寬的溫度范圍內(nèi)保持可塑性，
不會硬化，不會斷裂，對酸、堿、鹽和微生物有很強的
抵抗力，并對水、水蒸氣和氣體有極強的防滲性能，
還特別適用于有防火要求的工況。與DENSO高溫
礦脂防腐帶配套的DENSO特性防腐膠泥由礦脂化
合物、防腐成分等組成，不含揮發(fā)性溶劑，對環(huán)境無
公害，它是柔軟的棕褐色半固態(tài)產(chǎn)品，黏力高，且不
會硬化，不會干裂，適用于此種工作狀態(tài)和環(huán)境的
情況。
2．2 施工
國內(nèi)儲罐底部邊緣板防腐的普遍做法是瀝青灌
縫或敷瀝青砂，從中原油田的使用情況看，幾乎沒有
一座罐達到了預期的效果。也有用橡膠瀝青或環(huán)氧
玻璃布進行防水，但前者的耐老化性能差，粘接強度
不夠；后者的彈性差，使用后發(fā)生開裂、拉脫等現(xiàn)象，
(下轉(zhuǎn)第77頁)
賈琦月，等．LNG接收站不銹鋼防腐保護淺析 ·77·
管件需要進行適當?shù)姆栏Ｗo。
2。1 管子管件的包裝、儲存方面要采取相應的保
護措施
在包裝方面，采取一些措施，如管子、管件端口
用塑料蓋蓋嚴，防止氯離子腐蝕管子管件內(nèi)表面；管
子管件外露部分用塑料袋包裝以避免氯離子腐蝕管
子管件外表面。在儲存方面，安排在室內(nèi)儲存，保持
干燥及良好的通風。如果在儲存中，由于儲存問題
而在表面產(chǎn)生小面積浮銹或銹斑，在確認管件材料
及加工都正確的前提下，可再進行酸洗鈍化處理去
除銹斑。
2．2 不銹鋼表面進行涂漆防腐
不銹鋼具有自身的特性，所以相比較于普通碳
鋼，其所用油漆、表面處理等方面都應該有特殊注意
的地方，比如以下幾點：
(1)油漆要滿足工作溫度的需要，具體到LNG
接收站需要滿足深冷的要求。
(2)油漆中不含有鋅、鉛、鐵的氧化物等。
(3)控制油漆中金屬色素、硫、氯化物等會對不
銹鋼產(chǎn)生不利影響的成分。如在NACE SP 0l08—
2008標準中，要求環(huán)氧樹脂漆中的可滲透氯化物要
控制在不超過10 mg／kg，并要求漆的配方中不能含
有金屬鋅口J。
(4)研磨劑要控制氯離子含量，防止引入氯離
子污染。
(5)表面需進行清洗以減少氯化物的附著。且
應控制清洗時的氯離子含量。
3 結(jié)束語
綜上，本文就江蘇LNG項目中大量使用的奧氏
體不銹鋼是否需要防腐防護進行了闡述，并指出了
一些在不銹鋼涂漆中需要注意的問題。工程項目中
防腐涂漆有其通用性，大家可以相互借鑒，但就不同
項目而言也有其獨特性。針對各自項目的特點，如
何進行工程項目的防腐設(shè)計，可謂智者見智，希望能
與同仁共同探討。
參考文獻
[1] 左景伊，左禹．腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊[M]．北京：化學工業(yè)出版
社．
[2] NACE SP 0108-2008，CORROSION CONTROL OF OFFSHORE
STRUCTURES BY PROTECTIVE COATINGS[S]．
(上接第74頁)
效果也都不理想。針對這種情況，2007年，我們經(jīng)
過室內(nèi)評價、優(yōu)選，確定采用DENSO特性防腐膠泥
和DENSO高溫礦脂防腐膠帶對儲罐邊緣板進行防
腐密封處理。該技術(shù)的基本做法是：首先對邊緣板
進行清掃并除銹，同時將邊緣板外側(cè)的罐基座表面
清除干凈，并用混凝土抹平，然后用DENSO特性防
腐膠泥填人邊緣板和基座間的縫隙，膠泥突出邊緣
板15 mm 左右，與基座形成圓弧狀過渡；最后用
DENSO高溫礦脂防腐帶進行鋪貼，礦脂防腐膠帶共
貼2層，防腐帶上延罐壁50 mm，伸出邊緣板至基座
50 mm
3 應用實例
2007年在中原油田兩個聯(lián)合站4座原油儲罐
上采用DENSO礦脂防腐帶技術(shù)進行現(xiàn)場施工，經(jīng)
過兩年的考驗，發(fā)現(xiàn)防腐層與基面附著力良好，整個
涂層為一個連續(xù)的整體，不但能適應儲罐的變形，而
且能起到有效的防水作用，且表面平整、有彈性，維
持了較好的外觀，得到了使用單位的充分肯定。
4 結(jié)束語
(1)儲罐底部邊緣板產(chǎn)生腐蝕的主要原因是儲
罐變形使得邊緣板與基座之間形成縫隙，雨水、露水
等腐蝕介質(zhì)進入縫隙后，由于其開口較小，水分不易
揮發(fā)，造成邊緣板日益嚴重的電化學腐蝕。
(2)通過中原油田4座原油儲罐邊緣板處進行
防腐密封試驗證明，該項技術(shù)不僅防腐密封效果較
好，操作簡單，而且施工和使用過程中，沒有任何異
味和污染性氣體，環(huán)保效果優(yōu)良。
(3)采用儲罐底部邊緣板防腐密封技術(shù)，是變
事后維修為事前預防的重要措施，既利于安全生產(chǎn)，
又有顯著的經(jīng)濟效益，是確保生產(chǎn)平穩(wěn)運行的必要
手段

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