石油储罐防腐蚀技术规范在镇海炼化的实施.pdf

专 论 石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护 C o r r o s io n ＆ P ro te c t io n i n P e t r o c h e mi c a l I nd us t r y 2 0 1 1 ， 2 8 2 2 4 石油储罐防腐蚀技术规范在镇海炼化的实施 谢水 海 中国石油化工股份有 限公司镇海炼化分公 司 ． 浙江 宁波 3 1 5 2 0 7 摘要 介 绍 了中国石 油化 工股份有 限公 司镇 海炼化分公司储罐 典型部位腐蚀状 况、 防腐蚀措施 以 及 G B 5 0 3 9 3 2 0 0 8 铜质石油储罐 防腐蚀工程技 术规范 在储罐防腐蚀施工中的落实执行情况和 实施效 果。实践证明该规 范对 于企业石油储罐 防腐蚀 工作具有很好的指导意义。 关键 词 国家标 准石油储罐腐蚀防护 中图分类号 T E 9 8 5 ． 7 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 7 0 1 5 X 2 0 1 1 0 2 0 0 2 4 0 3 中 国石油 化 工股 份 有 限公 司镇 海炼 化 分 公 司 以下 简称 镇 海 炼化 拥 有 2 3 Mt ／ a原油 加 工 能力 、 4 5 Mt ／ a吞 吐 能 力 的 深 水 海 运 码 头 和 超 过 3 0 0 0 d a m 的储存能力 ，是中国最大含硫原油加工基地 之 一 。 进 口含硫原 油 的加工 在拓 展镇 海炼化 原 油采 购 渠道 、 提 升 原 油加 工 量 、 降低 原 油成 本 和提 高 经 济效益等方面都起到了重要作用。但是， 大量加工 含硫原油 ， 也使储罐等设备的腐蚀 日趋严重。近几 年镇海炼化陆续发生过多起 因储罐腐蚀穿孔造成 的漏油事故 ， 储罐防腐蚀工作压力很大。2 0 0 8年 7 月 1 13． G B 5 0 3 9 3 2 0 0 8 钢质石油储罐防腐蚀工程 技术规范 以下简称 G B 5 0 3 9 3 发布实施。该规范 认真总结了国内近 1 0 a来石油储罐防腐蚀工程在 科 研 、 设 计 、 施工 和运 行维 护等方 面 的经验 ， 同时参 考 了 国内外 关 于石 油 储 罐 防腐 蚀 工程 的大量 标 准 和资料 ， 对 炼油企 业储 罐 防腐蚀 工作 具有很 好 的指 导作 用 。 1 储 罐典 型部 位 的腐蚀 与 防护措 施 1 ． 1 原 油储 罐底 板 1 ． 1 ． 1 储罐底板腐蚀状况 镇海炼化现有原油储罐 2 6台，总容量 1 2 6 0 d a m ， 。单 台原油储罐的最大容量为 1 0 0 d a m。 ， 最小 为 1 0 d a m 。储 运部 大 型 原油 储罐 共 8台 G 9 0 1 G 9 0 8 ， 容 量均 为 5 0 d a m ， 1 9 9 3年 建成 投 用 。随着 加工高含硫原油数量的增加 ， 原油储罐底板的腐蚀 呈 现加 剧 趋势 。2 0 0 2年下 半 年 ， G 9 0 4和 G 9 0 5首 次开罐进行大修 ． 清罐后发现罐底板原有涂层基本 脱 落 ， 钢板 表 面 存在 大 小 不 一 的蚀 坑 ， 支 柱 对应 的 底 板 垫板 减 薄 严 重 2 0 0 3年 2月 2 3 13 G 9 0 3发 生 漏 油 ， 清罐 后 发现漏 油 原 因是 浮船 支柱 对应 处底 板 发 生腐蚀 穿孔 。 对 于 2 0 0 2年和 2 0 0 3年检 修 的其 它 原油储罐 ，虽然没有因腐蚀穿孔而导致漏油的情 况 ， 但储罐底板都存在较严重的腐蚀现象且腐蚀特 征基本一致 ， 即原油储罐底板腐蚀最严重部位集 中 在 浮盘 支柱 下面 ， 该部 位加 强垫 板腐蚀 穿 孑 L 现 象较 普 遍 。储 罐 底板其 它 部位 主要 是坑蚀 ， 但 未发 现腐 蚀 穿孔 现象 。 1 ． 1 ． 2 储 罐 底板腐 蚀 原 因分析 1 原 油 沉 积水 的腐 蚀 随 着镇 海 炼 化炼 油 规 模 的不 断扩 大 ， 加 工 高硫 原 油 数量 逐 年 增 加 ， 使得 原 油 中 H 和硫 醇 等 活化 硫 质 量 浓度 提 高 以及原 油开采或运输过程中混入水分 ， 造成原油储罐沉积 水 的腐蚀性增加。 对几个原油储罐的沉积水进行了 分析 ， 分析结果见表 1 。 表 1 原 油储 罐 底 部 沉 积 水 分 析 数 据 从表 1 数据可以看出， 原油储罐底部沉积水 中 盐 的质量 浓 度很 高 ， C l 一 质 量 分数 平均 为 1 ． 5 3 ％ ， p H 值近中性 ， 电导率平均为 6 x 1 0 b s ／ c m， 同时还存在 2 -S O 4 2 - ． 硫酸 盐还 原菌 和硫 化细 菌 。 这些 离子 和细 菌 的存 在 ， 使得沉 积水 具有 较强 的腐蚀 性 。 2 支柱对底板的冲击 原油储罐在付油时， 有 时 由于未i i i i 好控制液位高度 ， 会发生低液位运行 收稿 日期 2 0 1 0 0 8 2 5 修稿 日期 2 0 1 0 1 l 一 1 8 。 作者简介 谢水海 1 9 6 9 一 ， 男 ， 高级工程师 ， 长期从事设备 防 腐 蚀 工 作 。E ma i l x i e s h ． z h l h s i n o p e c ． c o n 第 2期 谢 水海． 石油储罐防腐蚀技术规范在镇海炼化 的实施 2 5 情况 ， 造成浮盘支柱对底板的冲击。冲击造成支柱 对应处底板涂层过早损坏 ， 使得该部位底板腐蚀较 其它 部位严 重得 多 。 3 涂料选用不当 2 0世纪 9 0年代 ， 储罐 内涂 料品种较少 。有关标准涉及储罐 内涂料选用时， 片 面注重 其导静 电性 能 ，要求涂 料表 面 电阻率 为 l 0 ～ l 0 Q． 造 成涂 料 中导 电材 料含 量 高 ， 影 响 了涂 层致密性 ； 涂料生产厂家为 了降低成本 ， 导 电添加 物一般选用石墨和炭黑等材料 ， 由于原油储罐沉积 水 的存在 ， 导静 电涂 料 中的碳 类 导 电粒 子 与储 罐底 板之问会形成许多腐蚀微电池 ， 在储罐底板发生严 重的电偶腐蚀 。此外 ， 导静电涂料还会造成牺牲阳 极块 的加 速溶解 ， 使 阳极 块过 早 失去 应有 的 阴极保 护作 用 。 1 ． 1 ． 3防腐 蚀 措施 1 选 用绝 缘 涂 料 针 对 导 静 电涂 料 在 原 油储 罐底 板应用 中出现 的 问题 。 2 0 0 2年 5 0 d a m 原 油储 罐大修时 ， 认 为不应该再选用导静 电涂料。因为原 油储 罐底部 沉 积水具 有很 强 的 电导率 ， 而且 安 装 了 牺牲阳极块 。阳极块与底板焊接在一起 ， 即使有静 电 。 也 可从牺 牲 阳极块 中导 出 。选 用 了环 氧类绝 缘 涂 料 ， 涂膜 总厚 度约 3 0 0 m。 2 增加牺牲 阳极块 选用材料 为 A 1 一 Z n I n C d的阳极 ， 规格为 5 0 0 m m x 1 1 5 1 3 5 mm x l 3 0 1 ,lf l m， 质 量 2 4 k g ／ 块 。保 护 电流 密度 为 2 0 m A ／ m。 。 阳极 块 以同心圆方式等角度布置 ， 共安装阳极块 9 8块。 3 支 柱 对 应 处 底 板 加 强 防护 在支 柱对应 处 的加 强垫板上 面增焊 一块 3 0 0 mr n x 3 0 0 mm 的不 锈 钢板 。同时 ，为了减小支柱对底板的冲击应力 ， 用 1 0 0 r n mx l 0 0 IT l m 的钢板 ， 水 平焊 接 于支柱 底部 。 1 ． 1 ． 4应用 效果 上述防腐蚀措施最早在 2 0 0 2年检修 的 G 9 0 4 储 罐 底 板 进行 应用 。经 过 一 个 周 期 6 a 的运 行 ， 2 0 0 8年 9月 ， G 9 0 4再次进行大修 ，清罐后对储罐 底板进行 了仔细检查 ， 发现底板 防腐蚀涂层十分完 好 ， 没有发生鼓泡 、 开裂和脱落现象 见图 1 ； 浮船 支柱对应处垫板也未发生任何腐蚀 见 图 2 。 表明 所采 取 的防腐 蚀措 施 十分成 功 ， 应 用效 果 良好 。 目 前 该 防腐 蚀 技 术 已在储 运 部 所 有 5 0 d a m 3 原 油 储 罐底板 中应 用 。 1 ． 1 ． 5 防腐 蚀措施 与 G B 5 0 3 9 3要求 的 比较 G B 5 0 3 9 3对原油储罐底板 的防腐蚀要求是 应 采用 牺 牲 阳极 和 绝 缘 型 防腐 蚀 涂 层 相结 合 的保 护形式 ， 并且应达到 i 防腐蚀涂层 的表面电阻率 不应 低 于 1 0 n， 涂 层 应 具 有 耐 热 性 、 耐 油 性 、 耐 盐 性 、 耐水性和耐酸碱性 ； 2 牺牲阳极应采用铝合金 阳极 ； 3 保护电流密度设计值不得低于 1 0 mA ／ m 。 镇海炼化原 油储 罐底板因腐蚀 问题暴露得 早 ， 在 2 0 0 2年 就 已经采 用上 述 防腐蚀 措 施 ， 且 经 过 6 a实 际应用证 明， 该防腐蚀措施具有很好的防护效果。 图 1 G 9 0 4储罐底板涂层完好 图 2 G9 0 4储 罐 底板 支柱 对 应 底 板 无腐 蚀 1 ． 2成 品油储 罐 内壁 对于存储汽油、煤油和柴油等油品的储罐 ． 由 于这些油品硫含量低 ， 腐蚀性小 ， 因此储罐 内壁腐 蚀 并 不严 重 。G B 5 0 3 9 3颁 布之 前 ． 镇 海炼 化基 本 上 都是 选 用 表面 电阻率 l O ～ 1 0 Q 的 导静 电涂 料 ． 这 些 涂 料 所用 的导 电 颜料 既 有 碳 系 的 ．也 有 非碳 系 的 ， 但总体防腐蚀效果都不错 ， 涂层使用寿命至少 都能达到一个检修周期 6 a ， 不少储罐 的涂层寿 命能达 到两个检修周期 1 2 a 。G B 5 0 3 9 3颁布之 后 ，镇 海炼 化 已经 按 照该 规 范要 求 进行 防腐 蚀 。 由 于新 规范更 加注重涂料的 防腐蚀性 能 ， 表 面电阻率有 了较 大提高 ，且禁止采用碳 系颜料作为导 电添加剂 ． 相信这些涂层的使用寿命会更长 对于存储苯和二甲苯等强溶剂的储罐 ． 由于这 些产品本身没有腐蚀性 ， 理论上说储罐内壁并不需 要防腐蚀。但实际上由于这些产品质量要求高． 一 般不允许储罐内壁有浮锈 ， 因此对这些储罐也进行 内壁 防腐蚀 。 由于苯 和 甲苯等 对有 机涂 层 的溶解 能 力较强 ， 选用喷铝或无机富锌涂料进行防腐蚀。从 2 6 石油化工腐蚀 与防护 第 2 8卷 实 际效果 看 ， 这 种 方法完 全 可 以避 免储 罐 内壁产生 浮锈 ， 具有良好 的防腐蚀功效 。 G B 5 0 3 9 3对这类储 罐的防腐蚀没有特别规定 1 ． 3 中间产 品储 罐 内壁 近几 年 ， 镇 海炼 化加 工原 油平 均硫质 量分 数均 在 1 ． 5 ％左右 ， 一些中间产品因未脱硫 ， 其硫质量分 数都 比较高 ，造成存储中间产品的储罐腐蚀较严 重 。对于外浮顶罐 ， 腐蚀主要在罐壁 ， 对于拱顶罐 或 内浮顶罐 ，腐蚀主要位于罐顶及罐壁气液交界 处 ， 腐蚀形态一般为伴有坑蚀的全面腐蚀。 在所有中间产品储罐中， 石脑油储罐腐蚀最为 严重。镇海炼化现有 6台 5 0 d a m s 石脑油储罐 ， 其 中 4台为外浮顶罐 ， 2台为内浮顶罐。这 6台储罐 投用时间都较早 有 1台使用时间超 3 0 a ， 2台超 2 5 a 。分析腐蚀原因主要有三个方面 其一 ， 由于 储罐使用年限较长 ， 储罐 内壁表面凹凸不平 ， 一方 面造成表面涂层厚薄不均 ， 另一方面使得涂层很容 易被 浮 盘 密封 胶 带摩 擦 挂 掉 其 二 。 镇 海炼 化 石脑 油中轻组分较多 ， 对涂层 的溶解性较强 ； 其三， 石脑 油中硫化氢含量较高 ， 腐蚀性增加 。镇海炼化石脑 油储罐内壁的防腐蚀 ， 在 2 0 0 2年之前 ， 一般选择常 规的导静电涂料 ，使用寿命往往只有 1 2 a ； 2 0 0 2 年对 3台储罐采用喷铝的方法进行防腐蚀 ， 但效果 也不是很好 ． 喷涂层 寿命也仅为 3 ～ 4 a ， 达不 到储 罐 6 a检修一次的要求 。2 O 0 9年 3台石脑油储罐 的防腐蚀参照 G B 5 0 3 9 3的要求 ， 底漆选用醇溶性 无机 富锌 ， 面 漆选 用 无 溶剂 导 静 电涂 料 经检 测 电 阻率 为 l O s Q ，涂层总厚度控制在 5 0 0 Ix m左右 。 该方案的防腐蚀效果如何 ， 有待进一步考察 。 1 ． 4储罐 外壁 镇海炼化地理环境既属于海岸地区又属于工 业地区 ， 空气湿度大、 盐分高且硫化氢和二氧化硫 等腐蚀性气体含量较高， 造成储罐外壁的大气腐蚀 比较严重。 储罐外壁涂层寿命与选用涂料品种密切 相 关 ． 以前 大气 防腐 蚀常 用涂料 为 红丹 防锈漆 和醇 酸 磁漆 等 ， 使 用 寿 命 往 往 只有 3 ～ 4 a ， 离 中 国石 化 常压储罐管理制度 规定的“ 储罐 6 a检修一次” 的要求 有差 距 。近些 年选 用 的涂料 等级有 了提 高 ， 与 G B 5 0 3 9 3规 范要 求基 本一 致 ，底 漆一 般 为 环氧 和聚氨酯系列 ．面漆为丙烯酸聚氨酯和氟碳等， 使 用寿命至少能达到 6 a 。C B 5 0 3 9 3规定储罐外壁底 漆选 用 富锌类 防腐蚀 底 漆 ， 该 规定 对镇海 炼 化不是 很适合 ， 因为富锌类防腐蚀底漆对基材表面处理要 求较高 ， 一般应喷砂处理 ， 而镇海炼化储 罐因环保 和费用等因素制约 ， 没有进行喷砂除锈 ， 基本上采 用砂轮机机械除锈 ， 这种表面处理方式不适宜选用 富锌类涂料作为底漆 1 ． 5储 罐边 缘板 储罐边缘板部位 由于最容易积水 ， 腐蚀十分严 重 ， 经常被腐蚀成千层饼状态。近些年镇海炼化先 后采用过储罐壁焊接钢板做防雨檐 、 进 口高效防水 密封泥加矿脂防腐蚀带 、 C T P U弹性聚氨酯 防水胶 泥 和沥青 防水 卷材等 方法进行 防腐蚀 。这些方 案中 最适合的是沥青防水卷材 ， 因为其它三种方案都存 在一些不足 储罐壁焊接钢板做防雨檐造成边缘板 腐蚀 状 况无法 检查 ； 进 口高 效 防水 密 封泥加 矿脂 防 腐蚀带虽然防腐蚀效果不错 ， 但费用偏高 C T P U弹 性聚氨酯防水胶泥使用寿命只有 4 a 左右。沥青防 水卷材不仅价格便宜且寿命至少能达到 6 a 。镇海 炼化边缘板沥青防水卷材使用 6 a 后仍然完好 见 图 3 ，该 防 水 层 施 工 时 间 为 2 0 0 3年 ， 2 0 1 0年 该 储 罐 再 次 大 修 时 。 由于 防水 层 仍 完 好 ， 决 定 继 续 使用 一个 周期 。 新施工 的边缘板沥青卷材防水层 见 图 4 图 3 使 用 6 a后 的 沥 青卷 材 防水 层 图 4新 施 工 的 沥 青 卷 材 防水 层 2 结 语 1 G B 5 0 3 9 3 2 0 0 8 钢质石油储罐防腐蚀工程 技术规范 将储罐 内壁导静 电涂料的表面电阻率确 定为 1 0 s 1 0 “Q，在兼顾油品静 电安全 的同时 ， 更 注重涂料防腐蚀功效 ， 对解决储罐的腐蚀问题起到 了重要的指导作用 。 f 下 转 第 3 2页1 3 2 石油化工腐蚀与防护 第 2 8卷 应力 的区域。 凡是未经过消除应力或有缺陷的设备 和管道容易发生应力腐蚀。 硫池内盘管出现的泄漏 现象就属于应力腐蚀。 分析其原因是硫池内含有少 量的硫化氢 ， 一旦盘管出现漏点 ， 就形成 了硫化氢 应力腐蚀的环境 。 采取的防护措施是 硫池盘管材质为不锈钢 ， 施工后需进行热处理消除热应力 ， 可防止应力腐蚀 的发 生 。 杂 ， 既有高温硫腐蚀也有低温露点腐蚀， 还有应力腐蚀翻 。 在生产中要区别对待 ，认真分析腐蚀发生的机理 ． 有 针 对性 地 在 合 理选 材 、 加 工 工 艺 、 设 备 制造 及 生 产操作等各个环节采取有效的防护措施 ， 才能确保 硫磺 回收装置 的安全平稳运行。 参考文献 [ 1 ] 侯祥麟． 中国炼油技术 [ M] ． 北京 中国石化 出版社 ， 2 0 0 1 6 9 9 4结 语 0 硫磺 回收装置所接触到的介质均有一定的腐 。 2 工艺、 蚀性 ， 因此发生的腐蚀类型很 多 ， 腐蚀机理 比较复 Co r r o s i o n i n S ul f u r Re c o v e r y Un i t a n d Pr e v e n t i o n Li a n g Xi a o l e ，Zh a n g Li a n t a n g ,Zh a n g Ha i y a n P e t r o C h i n a N o r t h C h i n a P e t r o c h e m i c a l C o m p a n y e n q i u , He b e i 0 6 2 5 5 2 Ab s t r a c t F o r y e a r s ，s e r i o u s c o r r o s i o n o c c u rre d i n t h e r u n n i n g e q u i p me n t o f s u l f u r r e c o v e r y u n i t w i t h a c a p a c i t y o f 4 0 0 0 t o n s p e r y e a r i n a P e t r o c h e mi c a l Co mp a n y ．T h e a n a l y s i s o f c o r r o s i o n me c h a n i s ms h a s c o n c l u d e d t h a t t h e c o rro s i o n i s t h e c o mb i n a t i o n o f h i g h t e mp e r a t u r e s u lf u r c o r r o s i o n ，l o w - t e mp e r a t u r e d e w p o i n t c o r r o s i o n a n d s t r e s s c o rro s i o n ．E f f e c t i v e c o rro s i o n p r e v e n t i o n me a s u r e s h a v e b e e n p r o p o s e d f o r t h e e q u i p me n t b a s e d u p o n c o n d i t i o n s o f d i f f e r e n t t y p e s o f e q u i p me n t ． Ke y wo r d s s u l f u r r e c o v e r y u n i t ， s o u r g a s ， C O rrO S i O n me c h a n i s ms ， p r e v e n t i o n me a s u r e s 上接第 2 6页 2 G B 5 0 3 9 3 2 0 0 8 钢质石油储罐防腐蚀工程 技术规范 规定原油储罐底板采用绝缘涂料加牺牲 阳极 的联合防护方案 ， 该方案经镇海炼化 6 a实际 应用证 明 ， 具有 很 好 的防护效 果 。 3 建议 G B 5 0 3 9 3 2 0 0 8 钢质石 油储 罐 防腐 蚀工程技术规范 在今后修订时可对储罐外壁及边 缘 板 的防腐 蚀措施 进 一步 细化 和完 善 。 Ap p l i c a t i o n o f C o r r o s i o n P r o t e c t i o n S t a n d a r d f o r Oi l T a n k s i n Z h e n h a i P r o j e c t S h u i h a i S nf 0 船 C Z h e n h a i R e fin i n g a n d C h e mi c a l C o m p a n y N i n g b o ， Z h e j i a n g 3 1 5 2 0 7 Abs t r a c t Th e t y pi c a l c O rrO s i o n c o n di t i o ns o f o i l s t o r a g e t a n ks i n SI NOPEC Zh e nh a i Re f i ni n g Ch e mi c a l Co． ，Lt d a n d c orro s i o n p r o t e c t i o n me a s u r e s a r ℃ d e s c r i b e d ． T h e a p p l i c a t i o n o f G B5 0 3 9 3 2 0 0 8 ” En g i n e e rin g S t a n d a r d s f o r C o r r o s i o n P r o t e c t i o n o f S t e e l Oi l S t o r a g e T a n k s ”i n t h e c o r ms i o n p r o t e c t i o n c o n s t ruc t i o n o f t h e t a n k s a n d a p p l i c a t i o n r e s u l t s a r e d e t a i l e d ． Th e p r a c t i c e h a s p r o v e n t h a t t h i s s t a n d a r d p r o v i d e s a g o o d g u i d e l i n e f o r c o rro s i o n p r o t e c t i o n o f o i l s t o r a g e t a n k s ． Ke y wo r d s n a t i o n a l s t a n d a r d ， o i l s t o r a g e t a n k ， c o r r o s i o n，p r o t e c t i o n