常压储罐腐蚀及安全检测方法分析

设备运维
当空气相对湿度大于80%时最为严重。

1.3 储罐储油部位
储罐储油部位腐蚀大多是均匀全面腐蚀或点腐蚀，少量存
在局部坑腐蚀[7]
，以化学腐蚀为主。

腐蚀多数是由油品中存在的少量活性硫引起。

常温下，腐蚀程度较轻，随着气温的升高，气液接触部位的腐蚀性增强，可见油品本身对储罐的腐蚀较弱。

但由于油面上部气相空间和油品内部存在的氧含量不一，较易形成氧浓差电池，从而引起浓差腐蚀。

此处也是罐壁腐蚀中腐蚀最为严重的一个部位。

1.4 储罐底板
油罐底板内表面腐蚀最为严重。

除均匀腐蚀外，罐底板腐蚀多数存在溃疡状坑腐蚀、点腐蚀，危害也不容小觑，极易造成罐底穿孔，如图1
为罐底内表面坑点腐蚀原理图。

图1 坑点腐蚀原理图
底板内表面腐蚀的主要形式是电化学腐蚀。

油料的输送过
程中或多或少会有水分的产生，而多数储罐为锥底罐，水分积存将导致底水层的出现。

底水层中的较强腐蚀性因子，如氯离子、硫离子和SRB(硫酸盐还原菌)，是诱发电化学腐蚀的主要因素。

SRB 不断消耗代谢H 原子，导致罐底出现防腐层部分脱
落，产生的S 2-也会引发罐底板表面的电化学腐蚀，促进阳极反应，从而加剧罐底板的腐蚀。

储罐底板外表面腐蚀主要为土壤腐蚀、氧浓差腐蚀及杂散电流腐蚀。

土壤腐蚀本质上也是电化学腐蚀。

氧浓差主要由罐周与罐中心部位的透气性差异造成，罐底外表面中心部位成
0 引言
目前，国内很多在役常压储罐都处于中老龄化时期或超期服役阶段，而且这些储罐大多缺失完整的技术资料和使用及
维修记录[1]。

随着原油中腐蚀性介质增多，储罐因腐蚀导致泄漏
的现象日趋严重[2]。

加上对储罐的各类管理及技术措施落实不到位，维护保养不及时，监督措施不完善等，均为储罐的平稳运行埋下了较大的安全隐患。

一旦储罐某些部位出现劣化，未及时发现，将导致储罐介质泄漏，严重威胁自然环境及人身安全。

因此，分析储罐的腐蚀特点及原因，以此筛选合适的安全检测方法，定期对此类储罐进行在役检测，储罐的安全有效运行方能保证。

1 常压储罐腐蚀特点
常压储罐腐蚀通常以均匀腐蚀、点蚀坑蚀、应力腐蚀，局部
出现裂纹及鼓泡等形式出现[3]。

储罐腐蚀形式受存储介质种类、性质、温度及储罐结构的影响，且不同部位腐蚀特点不同[4]，现从不同部位对其腐蚀特点进行分析。

1.1 储罐外壁
罐外壁腐蚀多以局部腐蚀为主，如点蚀、铆钉、焊缝处的腐蚀。

储罐外壁腐蚀形式多为大气腐蚀。

大气中的CO 2、O 2、H 2O 都
会导致罐体腐蚀[5]。

尤其是原油储罐，附近石油化工企业较多，环境较为恶劣，还会受到SO 2、H 2S、NO 2等有害气体的侵蚀。

1.2 储罐顶部
由于罐顶钢板较薄，氧气较易在薄水膜里扩散，罐顶内部不与油品接触部位常常出现气相腐蚀，多为全面不均匀腐蚀并伴有穿孔，而罐顶穿孔主要是由耗氧型腐蚀造成[6]。

对于内浮顶汽、柴油等储罐，透气孔的设置会导致大部分有害气体的扩散，罐顶内部腐蚀相对较轻[7]。

但对于外浮顶原油储罐，外界空气会进入罐中，温度的降低加速水蒸气的凝结，水滴会与油气
中的硫化氢发生反应，引发储罐的化学腐蚀[8]。

反应过程中硫酸的生成，导致较强电解质溶液的生成，也会加剧电化学腐蚀，
常压储罐腐蚀及安全检测方法分析
苟东晓1 苏宪章1 宋春艳*2(1.中海油安全技术服务有限公司，天津 300450；
2.山东省蓬渤安全环保服务有限公司，山东 蓬莱 265600)
摘要：分析了常压储罐的腐蚀特点、机理及几种安全检测方法的优缺点。

通过声发射、漏磁及磁粉检测的组合应用，可为安全检测方法的优化提供理论依据，同时对储罐完整性检测技术的完善具有一定的指导意义。

关键词：常压储罐；腐蚀分析；安全检测方法中图分类号：X9　文献标识码：A
Analysis of Atmospheric Tank Corrosion and Safety Detection Methods
GOU Dong-xiao 1, SU Xian-zhang 1, SONG Chun-yan *2
(1. CNOOC Safety & Technology Services Co., Ltd., Tianjin 300450, China; 2. Shandong Pengbo Safety & Environmental Protection Services Co., Ltd., Penglai 265600, China)
Abstract: This paper analyzes the corrosion characteristics, mechanism of atmospheric tank and advantages, disadvantages of several safety detection methods. The results show that the tank bottom corrosion is the most serious, the combined application of acoustic emission, magnetic flux and magnetic particle detection can provide the theoretical basis for the tank bottom safety detection method optimization, and can give a guiding significance to consummate the tank integrity inspection technology.Key words: atmospheric tank; corrosion analysis; safety detection methods
测较为全面、精准，可初步实现缺陷的初步量化等优点，但仪器
重量较大，只适用于铁磁性材料，无法探测裂纹等缺陷。

3.3 磁粉检测
作为一种较成熟的无损检测方法，磁粉检测主要用来检测铁磁性工件(如罐底板)的焊缝或裂纹等缺陷。

磁粉检测具有设备简单、易操作、检测周期短，对表面缺陷检测灵敏度较高且费用低。

磁粉检测结果中，缺陷的特征可通过缺陷位置处附着的
磁粉痕迹直接观察[16]。

然而磁粉检测具有一定的局限性。

磁粉检测无法检测铁磁材料较深的内部缺陷；检测灵敏度受缺陷深度影响；检测评估大多靠视觉估计，较难定量分析；工作劳动强度大，检测后需要进行退磁处理才能进行下一次检测，不适合对罐底进行全面普查。

3.4 综合检测方法
不管何种检测技术均有其各自的独特优势及局限性，一种安全检测技术难以对储罐进行较为全面的检验。

为更全面对底板进行检测，尽可能减少腐蚀等缺陷的漏检，需组合利用各类检测方法。

声发射检测作为在线检测的普查方法，可在不开罐的情况下对储罐的整体腐蚀情况进行初步评估，为后续维修计划的制定提供初步依据；漏磁检测技术作为较为成熟的定量评价方法，可对储罐的腐蚀状况进行全面检测，查找腐蚀点面缺陷；磁粉检测技术可有效弥补漏磁检测的不足，对点面缺陷以外的裂纹等缺陷进行定量评估。

相比于单纯一种检测技术而言，综合检测方法具有不可比拟的优势。

声发射、漏磁及磁粉检测方法之间循序渐进，前者结果可为后者提供检测依据，依据储罐腐蚀程度进行组合选择，避免不必要的开罐，提高检测结果的全面性及准确性。

4 结语
针对最为严重的罐底板腐蚀失效问题，声发射+漏磁+磁粉的综合检测技术因其各方面的优势，必将引领安全检测领域今后的发展方向。

关于各种检测方法的理论研究尚需进一步深入，虽已满足现场检测需求，但相应的安全评价体系及检测周期的科学计算方法等，均需进一步完善。

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[8]张峰杰.大型原油储罐腐蚀原因分析及防护对策[J].全面腐蚀控制，2008，22(4): 62-69+72.
为阳极而被腐蚀。

当罐区站内管网有阴极保护而储罐未被保护时，可能形成杂散电流干扰，储罐底板会因此被腐蚀。

2 常压储罐腐蚀原因
常压储罐不同部位的腐蚀原因也尽不相同，主要包括化学
腐蚀、浓差腐蚀、电化学腐蚀、微生物(SRB)诱发腐蚀及摩擦腐蚀等。

化学腐蚀，腐蚀程度较轻，实质上是一种金属表面与氧化剂之间发生的氧化还原反应，且在此过程中没有电流的产生；浓差腐蚀，多发生在气液相交界处，因氧浓差腐蚀电池引起。

由于氧在油品中的溶解度不高，油品中氧浓度相对油面上较低，产生氧浓差腐蚀电流，其中氧浓度低的部位作为阴极，氧浓度高的部位作为阳极，若液位发生频繁变动，气液相交界处的腐蚀程度会因化学腐蚀与浓差腐蚀同时存在而急剧增加；电化学腐蚀是危害最严重的一种腐蚀，多数发生在与底水层接触的罐壁、罐底，主要是由于离子导电介质与金属表面之间的电化学反应而产生的一种腐蚀形式[7]。

微生物诱发腐蚀本质上也是一种电化学腐蚀，主要发生在罐底板内表面，厌氧情况下，有机化能异养细菌SRB(硫酸盐还原菌)消耗处于金属表面的有机碳源，与细菌生物膜内的氢发生反应，促使硫酸盐转化为硫化氢，而整个过程中产生的能量将是硫酸盐还原菌生存的保障；摩擦腐蚀主要发生在油管附近油料进出部位、浮顶罐浮动伸缩部位等[4]。

综上所述，储罐罐底板腐蚀最为严重。

据统计分析，因腐蚀
泄漏造成的罐停运，罐底板腐蚀约占80%左右[9]。

罐底板腐蚀成为储罐失效的主要形式，对储罐底板腐蚀状况进行及时监测评估尤为重要。

3 检测方法
对于储罐底板腐蚀的安全检测方法主要分为开罐检测及
在线检测两大类[10]。

开罐检测采用定期检测方式，需将储罐停用，再通过常规无损检测(如漏磁、磁粉、超声等)进入罐内进行检测，有效性及经济性有待提高；而在线检测可在非停工状态下进行，如超声导波及声发射在线检测。

国际上对罐底板腐蚀检测通常是将两种方法进行融合[11]。

针对此种情况，本文提出声发射+漏磁+磁粉检测的综合检测方法，以期优化储罐安全检测方法。

3.1 声发射检测
[10]
作为一种无损检测技术，可实现储罐的在线检测，主要通
过合理布置传感器，探测、收集并分析储罐受载情况下的有效活动声源来判定其腐蚀程度[12]。

储罐表面裂纹的出现，腐蚀导致的变形，氧化物导致的断裂及泄漏导致的干扰等均是声发射检测的有效活动声源。

声发射检测技术无需开罐，无需外部激励，可一定程度上减少开罐次数，节约维修成本。

但其检测过程较易受外部环境影响，持续干扰存在时，检测将无效，且对罐底腐蚀缺陷尺寸无法定量，对检测人员的水平要求也较高[13]。

3.2 漏磁检测
漏磁检测采用HALL 探头或感应线圈对磁化后的工件进行来回扫查。

由于“霍尔效应”，HALL 探头会感应到罐底板缺陷处生成的漏磁场，漏磁通量随缺陷尺寸而变化，从而根据检
出信号来分析对应缺陷[14,15]。

漏磁检测操作简单快捷，对储罐表面清洁度要求不高，检
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的对比分析可以看出，输油泵油损明显低于之前的消耗量，通过计算，节约油量的金额一年后可以买一套变频器，那么时间越久就会节省得越多。

通过变频器的自动调节功能，有很多方面的优势，不但节约人工工作量，同时还提升了输送原油的稳定性，同时工作人员工作环境也得到改善，更有助于提升工作人员的工作热情，同时也提升了企业的工作效率，节约了能源，充分贯彻了国家对节能环保的要求。

因此，使用变频器且广泛应用后，会起到提升企业经济效益，保证输油泵输送原油的稳定性，同时也能够延长电机的使用寿命。

因此，可以在原油采集中，大力推行、使用变频节能技术。

变频器操作方便，能够减少输油泵与输油泵之间的互相冲击、减少了磨损和噪音，因此可以提升工作机组的使用寿命。

5 结语
本文对我国原油输油系统现状进行了分析，介绍了变频
器的工作原理以及其应用方式和应用效果。

输油泵应用变频器后，可以大大提升电机的使用寿命，如企业安装一台变频器，每年会节省一台购买变频器的资金，同时也减轻了维护设备所使用的人工成本，节约能源，践行了我国对环保、节能减排方针的要求。

通过变频器高精准的调速，极大地改善了输送原油中的浪费情况，同时也提升了企业的经济效益。

参考文献：
[1]汪乃崎，李超，赵蕴彪.输油泵变频节能技术分析与运用[J].石化技术，2016，23(3):22.
[2]刘英.关于输油泵变频节能技术的应用[J].化工管理，2016，(3):170.
壳牌煤气化装置技术改造
与工艺优化
赵雨波
(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)
摘要：介绍了壳牌煤气化装置的工艺特点，对制约煤气化装置长周期稳定运行因素的问题进行分析，通过对装置进行技术改造和工艺优化，使壳牌气化炉达到长周期稳定运行的目的。

关键词：壳牌气化炉；积灰；堵渣；技术改造；工艺优化中图分类号：TQ545　文献标志码：A
Technical Transformation and Process
Optimization of Shell Coal Gasification
Plant
ZHAO Yu-bo (Datong Coal Guangfa Chemical Industry
Co.,Ltd., Datong 037000, China)
Abstract: This paper introduces the process characteristics of shell coal gasification plant, analyzes the factors that restrict the stable operation of long period of coal gasification plant, and makes the Shell gasification furnace achieve the purpose of stable operation of long period by technical modification and process optimization.Keywords: Shell gasifier; dust accumulated; slag blocked; technical transformation; process optimization
0 引言
大同某60万t/a 煤制甲醇项目中的气化装置，采用的是干
粉加压气流床的壳牌(Shell)煤气化技术(SCGP) [1]。

煤气化装置运行的稳定与否直接会影响到全厂的生产经营状况，自2014年开车运行以来，煤气化装置在生产运行过程中多次出现积灰、堵渣等一系列棘手的问题，严重制约了气化炉的长周期稳定运行，本文针对这一系列问题，通过技术改造和工艺优化，使壳牌气化装置实现长周期稳定运行。

1 壳牌煤气化工艺特点
壳牌气化炉按工艺功能可分为6部分，即气化反应室、激冷段、输气管段、气体返回室(GRC)、合成气冷却器(SGC)、辅助设备。

煤粉和氧气通过煤烧嘴进入气化炉反应室在1500℃、4MPa 的条件下进行燃烧、反应，生成合成气和熔渣、飞灰。

合成气及飞灰从反应室顶部流出，利用来自湿洗单元的“冷态”合成气(即激冷气)进入激冷段对刚产生的热合成气进行激冷，将合成气温度降低到900℃左右，随后合成气经输送管、气体返回室、合成气冷却器进一步将温度降低到350℃左右,从合成气冷却器底部流出。

反应室产生的熔渣通过气化炉底部渣口进入渣池，在水
浴中急冷并分散成玻璃状的小颗粒，同渣水排出气化炉[2]。

2 制约煤气化装置长周期稳定运行因素
制约壳牌煤气化装置长周期稳定运行的因素很多，其中发
[9]郭兵,帅健,胡元甲,等.原油储罐底板腐蚀深度的概率分布[J].油气储运，2014，33(11): 1229-1235.
[10]王同义,许振清,王伟国,等.油田常压储罐罐底腐蚀检测方法的选择[J]. 腐蚀与防护，2005，26(2): 86-88.
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[13]朱峰. 储罐声发射检测管理与腐蚀评价系统研制[D]. 南京：东南大学，2015.
[14]马佼佼，王作碧，谢庆利，等. 储罐罐底漏磁检测技术研究[J]. 辽宁化工，2012，(09): 903-905.
[15]高廷岩，等.漏磁检测技术在大型常压储罐中的应用[J]. 石油化工设备，2014，(43): 82-85.
[16]王宗伟. 磁粉检测技术[J]. 科学论坛，2013，(36) :16.
作者简介：苟东晓(1981-)，男，汉，四川省巴中市人，工程师，硕士，主要从事安全环保专业的咨询、评价以及工程相关工作。

通讯作者：宋春艳(1988-)，女，硕士研究生，主要从事安全环保专业的咨询、评价及工程相关工作。

上接第181页(文章题目:常压储罐腐蚀及安全检测方法分析)。