储罐的腐蚀与防腐

无特定要求 的储罐内壁 多选用环氧漆
储罐内壁涂料 选择通用原则
工作温度较高 的储罐大多 选择酚醛环氧漆
浮顶罐 宜选择聚氨酯漆
1、储罐内壁涂料防护方案
标准环氧 82l环氧漆酚酞 防腐蚀涂料 改性耐油涂料
SY-92型环氧 导静电涂料
环氧聚硫 橡胶涂料
聚氨酯防 腐蚀涂料
国内油罐内壁 防护常用涂料
H99-1环氧导静电 油罐防腐蚀涂料
储罐腐蚀情况调研
3、罐外壁的腐蚀
储罐外壁的腐蚀发生过程是： 阳极反应：Fe→Fe2++2e 阴极反应：O2+2H2O+4e→40H总反应：2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2
储罐外壁腐蚀特点：
1、气温变化大、日夜温差大、季节温差大，而且反复循 环； 2、光照周期变化； 3、风雨交替，干湿交替； 4、紫外线照射强烈； 5、时有风砂袭击，特别是西部地区。
Fe2+ + CO32-→FeCO3
腐蚀防护技术研究
（一）防护技术 （二）储罐保护方案 （三）防静电涂料
（一）防护技术
（1） 阴极保护
牺牺牲牲阳阳极极法法 锌锌合合金金阳阳极极 铝铝合合金金阳阳极极 镁镁合合金金阳阳极极
外加电流法
牺牲阳极种类
锌阳极在温度较高 的介质中极化率 高，存在晶间侵 蚀，有效电压低， 易出现电位逆转现 象，造成过早失 效，可以用于土壤 介质中，在保护储 罐的底板外侧中也 可使用。
2、防静电涂料的涂装要求
必须同时满足:
①涂装的对象是钢结构，因此必须对钢铁有优良 的防锈能力。 ②必须耐石油产品长年浸泡，且不污染油品或诱 发产品变质。
3、防静电涂料油漆配套方案讨论
（1）储罐内壁应以无机富锌漆为底漆。 （2）炭黑石墨作导电填料的防静电漆，只适宜作 中间漆涂层。 （3）以金属氧化物导电填料的聚氨酯防静电漆或 环氧防静电漆，作储罐内壁防静电最外层面漆是 最佳漆层配套方案。
2、储罐外部腐蚀环境与涂装体系
2、储罐外部腐蚀环境与涂装体系
3、罐底板内侧表面保护
油罐专用导静电涂料
牺牲阳极
环氧基耐油耐盐水 专用绝缘涂料
4、罐底板外侧表面
罐底板外侧表面 牺牲阳极法 强制电流法
对于底板面积小，罐基础施工质量有保 证的储罐，当周围土壤电阻率较低时 (<60Ω·ｍ)。
深埋式阳极
油品种类 原油 汽油 航油 柴油 石脑油 渣油 污油
气相腐蚀速率 0.05 0.22 0.14 0.26 mm/a
油相腐蚀速率 0.04 0.31 0.05 0.19 mm/a
水相腐蚀速率 0.27 —— 0.15 0.12 mm/a
—— 0.30 —— 0.11 0.29 0.36 —— 0.89 ——
H2O＋3NO2→2HNO3 +NO Fe+2H+→Fe2++H2
空气中的氧溶于水中，而水在罐壁形成水膜时，钢板 因此发生电化学腐蚀，其反应过程如下：
Fe2+→Fe3++e
O2＋2e→O22Fe3+＋3 O2-→Fe2O3 4Fe2O3＋Fe→3Fe3O4 生成的Fe3O4被渗入锈层的氧气重新氧化，生成铁 锈，这样罐壁有锈部位的腐蚀越来越严重。
从腐蚀的部位看，防腐失效主要集中在储罐底 部。罐底沉积水一旦渗入钢铁表面，将造成小阳 极、大阴极面积结构的电偶腐蚀，并且由于水的 渗入使涂层电阻率降低，腐蚀电流增大，使钢铁 的腐蚀更快。罐底沉积水在油品的压力下增加了 其渗透性，并且在油品压力下罐底金属也会发生 变型，使涂层结构局部受到破坏，屏蔽效果变差。
Fe+SO2+O2→ FeSO4 2FeSO4+3H2O→Fe2O3+6H++2SO42Fe+ SO42-+2H+→FeSO4+H2
细菌腐蚀
Fe → Fe2++2e H++ e→H SO42- +8H → S2- +4H2O Fe2++S2-→FeS↓(黑色铁锈)
罐底沉积水分析 油田注入水一般有以下特点： ① 矿化物较高； ② 氯离子含量高； ③ 含有硫酸盐还原菌； ④ 呈弱碱性； ⑤ 溶解有一定量的二氧化碳、硫化氢； ⑥ 不含溶解氧。
H-06型环氧 富锌涂料
环氧酚醛 防腐蚀涂料
环氧-糠酮 防腐蚀涂料
TH-4硅酸锌 耐油防护涂料
2、储罐外部腐蚀环境与涂装体系
大气腐蚀环境分类
2、储罐外部腐蚀环境与涂装体系
对外防腐涂层材料的一般要求
（1）耐老化性要强； （2）柔韧性好、伸缩率高； （3）与钢铁的膨胀系数应接近 （4）机械强度高，耐冲蚀性强。
1、防静电涂料概述
国外市场的防静电涂料有下列三大类:
①复合系抗静电涂料：金属系（银、铜、镍,锌）、碳系 （导电性碳）、金属氧化物系（氧化锡、氧化锑处理之二 氧化钛、加添锑之氧化锡等）。 ②界面活性剂系：第四级铵盐、磺酸盐、磷酸盐、烷基甜 菜素型、烷基咪唑淋型、POE衍生物、烷胺、烷醚、甘油 脂酸酯、聚乙烯基苯基三甲基氨盐、聚苯烯磺酸盐等。 ③蒸著系：金属系（金、钯）、氧化物系(氧化铟锡、氧 化镉锡等)。
（一）防护技术
2、覆盖层保护
针对不同的腐蚀部位，选择合适的涂料和进行合 理的涂装作业是覆盖层防腐设计的主要内容。
（1）防腐涂料的选择 （2）涂料的基本要求
防腐涂料的选择
① 涂料必须与被涂结构的使用条件相适应 ② 底漆与面漆必须正确配套 ③ 经济合理 ④ 充分考虑环保要求
涂料的基本要求
① 防腐蚀 ② 防静电 ③ 防油品污染
柔性阳极法
网状混合金属氧化物阳极 固体电解质阴极保护
涂料防腐
（三）防静电涂料
防静电涂料
概述 因 提高寿命的几点建议
（三）防静电涂料
1、防静电涂料概述 2、防静电涂料的涂装要求 3、防静电涂料油漆配套方案讨论 4、涂装导静电涂料后的腐蚀机理 5、导静电涂料防腐失效原因 6、提高油罐防腐涂装寿命的几点建议
一、储罐腐蚀情况调研 二、腐蚀防护技术研究 三、储罐阴极保护系统设计
储罐腐蚀情况调研
（一）油罐腐蚀的危害
（1）巨大的经济损失 （2）引发灾难性事故 （3）耗费大量的资源和能源 （4）污染人类生存环境
储罐腐蚀情况调研
（二）油罐腐蚀的调研
1、罐内壁的腐蚀 2、罐外壁的腐蚀 3、储罐下部圈板和罐底板内侧的腐蚀 4、保温层水侵后对储罐外壁的腐蚀 5、罐底板外侧的腐蚀
（二）储罐保护方案
储罐保护方案 储罐内壁涂料防护方案
储罐外部腐蚀环境与涂装体系 罐底板内侧表面保护 罐底板外侧表面保护
（二）储罐保护方案
由于原油储罐的不同部位接触的介质不同，因此腐蚀过 程和腐蚀程度也有所不同，其腐蚀可分为三个区域: 罐底腐蚀：罐底板内侧的介质是沉积水腐蚀程度较为严 重，极易形成罐底穿孔。罐底板外侧通常与沥青砂基础接 触，沥青砂层产生裂纹使得地下水、雨水、潮湿气得以侵 入，造成对罐底板的腐蚀。 罐壁腐蚀：腐蚀严重区域是油水分界面或油与空气交界处。 罐顶腐蚀：油罐罐顶腐蚀属于气相腐蚀，
储罐腐蚀情况调研
5
（2）浮顶罐单盘的腐蚀
4
1 3
2
1 浮顶单盘 2罐底版 3浮舱 4罐立板 5软密封及刮蜡机构
图2 浮顶油罐结构图
储罐腐蚀情况调研
（3）罐壁中幅板的腐蚀
罐壁中幅板直接与油品接触，将发生化学腐蚀和由油品中所含电解质引 起的电化学腐蚀。由于油品中含一些添加剂，如汽油中的四乙基铅， 原油经炼制而生成的活性硫，这些物质对钢铁产生很强的腐蚀性。
1、储罐内壁涂料防护方案
通过对腐蚀环境 和腐蚀形态分 析，作为储罐内 防腐的涂层必须 具备以下几方面 的基本性能要 求，即：
稳定的耐化学性 良好的耐水性 较高的玻璃化温度Tg 稳定良好的导电性能 优异的附着力和良好的抗阴极剥离性能
足够的耐冲击性、抗弯曲、耐磨等机械性能
1、储罐内壁涂料防护方案
苯类、醇类、醚类、酯类等有强 溶解能力的石油产品，只使用无机富锌漆
储罐腐蚀情况调研
1、罐内壁的腐蚀
（1）固定顶罐顶板和上圈板 的腐蚀
根据气相中水气含量的不 同，可把气体腐蚀分成三 类，
腐 蚀 速 度
A
B
C
D
① 干气腐蚀 ② 潮气腐蚀
水膜厚度
A区:δ≈10～100Å；B区:δ≈100 Å～1μm；
③ 湿气腐蚀
C区:δ≈1μm～1mm； D区：δ﹥1mm。
图1 腐蚀速度与金属表面水膜厚度的关系
4、涂装导静电涂料后的腐蚀机理
电偶腐蚀：涂层本身的渗透性，使电解质通过导
电涂层渗透到钢铁表面，由于钢铁和导电填料之 间存在电位差，而形成电偶腐蚀。如果钢铁的电 位低于导电填料的电位（除了锌粉作为导电填料 外，其它导电填料普遍如此），电偶腐蚀的结果 是钢铁作为阳极受到腐蚀破坏。
5、导静电涂料防腐失效原因
镁合金阳极驱动电 位大，易产生过保 护，在氯离子含量 高的介质中消耗也 快，极不经济，不 适合用于油罐内部 的氯离子含量高的 污水中，它可用于 电阻率较高的土壤 介质中，用于保护 油罐外底板。
铝合金阳极在较高 温度的介质中电流 效率低，腐蚀不均 匀，溶解性差，在 土壤中容易产生钝 化膜，保护电位适 中，可以用做长寿 命牺牲阳极。因 此，对铝合金阳极 进行改性研究，可 以用作油罐的长寿 命阳极。
5、罐底板外侧的腐蚀
地层水质中含CO2 、硫酸盐还原菌（SRB）。
阴极反应: 有氧条件：O2+2H2O+4e → 4OH缺氧条件：H++e→H SO42- +8 H+ +8e→ S2-+ 4H2O
阳极反应:
Fe → Fe2++2e
Fe2+ +2OH-→ Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ O2+2H2O → 4Fe(OH)3 Fe(OH)3 +3H2O→Fe2O3·3H2O CO2+H2O→HCO3-+H+ HCO3- →H++CO32－ Fe2+ + S2-→FeS
4、保温层水侵后对储罐外壁的腐蚀
(1) 被腐蚀的面积不到总面积的1／10
(3)既有一般的锈蚀区，也有由多 个点蚀形成的片状腐蚀区。 一般 锈蚀区腐蚀产物不能成块地剥 离，由多个点蚀形成的片状腐蚀
区铁锈能成块地剥离。
(2)被腐蚀的部位是油罐保温层容 易进水的部位。
H2O＋SO2→H2SO3 H2O＋SO3→H2SO4
2、下部圈板和罐底板内侧的腐蚀
下部圈板、罐底板 内侧腐蚀分类
H2S-H2O-HCl型腐蚀
溶解氧腐蚀
二氧化硫腐蚀
Fe+HCl → FeCl2+H2 Fe+H2S → FeS+H2 FeS+ HCl → FeCl2+H2S
碱性: O2 +2H2O +4e —→ 4OH– 中性: O2 +2H+ +4e —→ 2OH酸性: O2 +4H+ +4e —→ 2H2O