孫振偉
(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,北京 102600)
在儲(chǔ)存油品的過程中,隨著油品儲(chǔ)存作業(yè)的持續(xù)開展,發(fā)揮了油品儲(chǔ)罐等設(shè)施的關(guān)鍵作用。在油儲(chǔ)罐長時(shí)間的使用過程中,罐體與油品、水等緊密接觸,所以容易產(chǎn)生腐蝕等現(xiàn)象。一旦油儲(chǔ)罐存在腐蝕問題,不僅會(huì)限制油儲(chǔ)罐自身價(jià)值的發(fā)揮,還容易產(chǎn)生油品泄漏等危險(xiǎn)事故,對周邊的自然環(huán)境帶來相應(yīng)的污染問題。在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,需要綜合應(yīng)用防腐技術(shù),促進(jìn)防腐工作全面落實(shí),保障防腐措施的有效性,充分發(fā)揮油品儲(chǔ)罐的實(shí)際效用。
在油品儲(chǔ)罐的罐壁部分,直接與油品進(jìn)行接觸時(shí),在一般情況下,并不會(huì)產(chǎn)生腐蝕問題,但在處于特殊狀況時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生腐蝕等問題,所形成的腐蝕率相對較小。
由于在油品內(nèi)部不同位置的含氧量指標(biāo)存在一定的差距,所以造成了氧濃度差現(xiàn)象,容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕等情況。對于腐蝕率的變化,其隨時(shí)都能夠發(fā)生,并且會(huì)隨著氧濃度的差距增大而逐漸產(chǎn)生相應(yīng)的改變。在實(shí)際的循環(huán)過程中,所形成的氧濃度差相對較大。在罐壁的內(nèi)部位置,所形成的腐蝕問題較為嚴(yán)重。
在油品儲(chǔ)罐出現(xiàn)腐蝕問題時(shí),若集中體現(xiàn)于罐底部分,可以將其分成以下兩種現(xiàn)象:罐底上表面腐蝕、罐底下表面腐蝕。其中,當(dāng)儲(chǔ)罐的罐底上表面出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象時(shí),主要是受到硫化物、氯化物等的影響所導(dǎo)致。在罐體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),造成了腐蝕情況[1]。
在油品中,若水分持續(xù)增多,此時(shí)油和水的比重逐漸呈現(xiàn)出了失衡的情況。將該類油品放置于油儲(chǔ)罐中時(shí),此時(shí)罐底的上表面部分會(huì)形成一層水珠。在油品的水中,若含有大量的氯化物或者酸類等物質(zhì),在該類物質(zhì)形成電解質(zhì)時(shí),隨著相關(guān)反應(yīng)的產(chǎn)生,進(jìn)一步形成了電化學(xué)腐蝕等現(xiàn)象。
在油品儲(chǔ)罐中,若產(chǎn)生微生物腐蝕等問題時(shí),以硫酸鹽還原菌為例,該類腐蝕現(xiàn)象具有代表性,容易造成孔蝕等現(xiàn)象。結(jié)合硫酸鹽還原菌的腐蝕原理,通過細(xì)菌等物質(zhì),在產(chǎn)生氫元素時(shí),會(huì)將硫酸鹽進(jìn)行還原,從而產(chǎn)生硫化氫等物質(zhì)。在罐底的水溶液中,氫原子和硫化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使儲(chǔ)罐內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度隨之加快,容易加劇罐底上表面中所產(chǎn)生的反應(yīng),使罐底的腐蝕速度隨之加快。
若油品中不存在硫化氫,油品儲(chǔ)罐的使用周期會(huì)延長。將其與含有硫化氫的情況進(jìn)行對比,可以看出未含硫化氫的油品儲(chǔ)罐,其使用周期要比含有硫化氫的油品儲(chǔ)罐延長了50%左右。
當(dāng)油品中含有一定量的二氧化硫,與氧氣發(fā)生反應(yīng)時(shí),出現(xiàn)溶解現(xiàn)象,可能還會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕問題,所以導(dǎo)致油品儲(chǔ)罐的腐蝕速度逐漸加快。在油品儲(chǔ)罐的罐底部位,當(dāng)下表面存在腐蝕現(xiàn)象時(shí),通過分析其原因,是由于罐底的外表部分長期與土壤接觸所導(dǎo)致。由于部分土壤存在腐蝕特性,所以在與油品儲(chǔ)罐的罐底接觸時(shí),為腐蝕等問題的出現(xiàn)提供了可能。
在出現(xiàn)氣相部位腐蝕等現(xiàn)象時(shí),分析其中的重要原因可以看出,主要是由于受到電化學(xué)腐蝕影響所導(dǎo)致。氣相部位雖然并未與油品直接接觸,但在產(chǎn)生氣體時(shí),會(huì)匯集于罐壁中,從而造成化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。此時(shí),水和二氧化碳等容易形成酸性溶液,所以會(huì)使油品儲(chǔ)罐的腐蝕情況加劇。在出現(xiàn)二氧化碳等氣體時(shí),容易在儲(chǔ)罐中產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。例如:片狀、坑點(diǎn)等腐蝕情況。
在油品儲(chǔ)罐中,若存在硫化氫等物質(zhì),容易產(chǎn)生硫腐蝕等問題。在缺乏水源的情況下,硫化氫并不會(huì)對金屬材質(zhì)產(chǎn)生腐蝕作用。但出現(xiàn)水和硫化氫共存的情況時(shí),會(huì)帶來腐蝕問題,且腐蝕速度相對較快[2]。
在使用油品儲(chǔ)罐等設(shè)施的過程中,外部位置若直接與大氣接觸,所形成的大氣腐蝕現(xiàn)象,容易對儲(chǔ)罐的外部造成腐蝕。大氣中所含有的成分具有多樣性,以氧氣、二氧化碳為例,在接觸油品儲(chǔ)罐的過程中,會(huì)直接在油品儲(chǔ)罐外部產(chǎn)生反應(yīng),所以更容易產(chǎn)生腐蝕問題。
例如:在煉油廠中,其周邊空氣環(huán)境中含有氮化物,在與油品儲(chǔ)罐接觸時(shí),容易在外部形成腐蝕現(xiàn)象。在嚴(yán)重情況下,還容易產(chǎn)生穿孔等問題,不利于保障油品儲(chǔ)罐應(yīng)用的安全性。
在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,若產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象,可以利用熱噴防腐蝕技術(shù),借助熱噴鋁等物質(zhì),以噴涂的形式將其覆蓋于油儲(chǔ)罐的內(nèi)部。
例如:在碳鋼大型油品儲(chǔ)罐中,對于熱噴鋁防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用具有廣泛化的特點(diǎn)。在熱噴鋁噴涂作業(yè)完成之后,在大氣環(huán)境中能夠形成一層保護(hù)膜。在該類保護(hù)膜的作用下,能夠產(chǎn)生隔絕效應(yīng),將氧氣和硫化氫等物質(zhì)完全隔絕開??梢圆捎蒙鲜鲇行Т胧哟髮τ推穬?chǔ)罐腐蝕問題的防范力度。
目前,在熱噴防腐蝕技術(shù)的發(fā)展過程中,部分熱噴防腐方式的發(fā)展逐漸趨于成熟。例如:電弧噴涂防腐蝕技術(shù)、線性火焰噴涂防腐蝕技術(shù)等,且這兩種方式在應(yīng)用時(shí)具備實(shí)踐價(jià)值。其中,在使用線性火焰噴涂防腐蝕技術(shù)的過程中,該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展完善程度相對較高。在實(shí)際的技術(shù)操作階段,逐漸突出了簡易化的特性,能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員的使用提供便利。
在大型油品儲(chǔ)罐出現(xiàn)腐蝕問題時(shí),在處理時(shí)可以采用添加緩蝕劑的方法,通過直接產(chǎn)生作用,使油儲(chǔ)罐的腐蝕速度隨之降低。
在使用緩蝕劑時(shí),通過分析該項(xiàng)物質(zhì)的作用,主要包括以下兩個(gè)方面。一方面,在使用緩蝕劑的過程中,能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,并在油儲(chǔ)罐的金屬表面,輔助化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,能夠達(dá)到減緩腐蝕速度的目的。另一方面,在油品儲(chǔ)罐的金屬表面位置,在緩蝕劑的作用下,能夠使其產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng),在油儲(chǔ)罐產(chǎn)生腐蝕情況時(shí),使其腐蝕速度逐漸變緩。
鑒于此,在具體的使用過程中,需要綜合考慮上述兩種不同類型的防腐蝕技術(shù),不僅需要針對緩蝕劑的使用效果進(jìn)行分析,還應(yīng)站在綜合性的角度,結(jié)合所使用的緩蝕劑類型,在充分考慮的基礎(chǔ)上,使技術(shù)應(yīng)用效果符合綠色、環(huán)保等多方面的要求。
在使用乙烯基酯樹脂防腐蝕技術(shù)的過程中,其中主要所使用的防腐蝕材料,通常是以乙烯基酯樹脂為主[3]。在乙烯基酯樹脂防腐蝕技術(shù)的發(fā)展過程中,呈現(xiàn)出了持續(xù)化的特性,并且能夠進(jìn)一步對技術(shù)做出相應(yīng)的改進(jìn)。
在乙烯基酯樹脂防腐蝕技術(shù)的持續(xù)發(fā)展過程中,對于乙烯基酯樹脂等物質(zhì)的應(yīng)用,可以借助環(huán)氧樹脂等替代乙烯基酯樹脂。相對來說,在使用環(huán)氧樹脂的過程中,有著較為良好的耐腐蝕特性,且具有耐高溫性等優(yōu)勢。另外,在施工過程中,對于環(huán)氧樹脂等材料的使用,能夠保障施工環(huán)節(jié)的便利性和簡易性。
為此,在使用乙烯基酯樹脂防腐蝕技術(shù)的過程中,將其運(yùn)用于油品儲(chǔ)罐腐蝕問題防范環(huán)節(jié),即便油品儲(chǔ)罐極易產(chǎn)生腐蝕問題,但借助該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢,也可以達(dá)到提高油儲(chǔ)罐性能的效果。
在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,為了有效減緩實(shí)際的腐蝕速度,需要重視對溫度的控制。不僅如此,在油儲(chǔ)罐的底部位置,需要及時(shí)清理污漬,并對其進(jìn)行脫水處理。
在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,若存在溫度升高等現(xiàn)象,其整體的腐蝕速度會(huì)隨之加快。在使用溫控防腐蝕技術(shù)的過程中,主要目的是通過降低油儲(chǔ)罐的實(shí)際溫度,從而達(dá)到減緩腐蝕速度的效果,并且能夠加強(qiáng)對油品儲(chǔ)罐的保護(hù)。
在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,其中所含有的成分會(huì)受到內(nèi)部水分的影響,為了有效達(dá)到減緩腐蝕速度的效果,需要對油儲(chǔ)罐進(jìn)行脫水處理,并采取定期形式,促進(jìn)油儲(chǔ)罐清理作業(yè)全面開展,使其總體防腐蝕效果得到優(yōu)化。
在使用油品儲(chǔ)罐的過程中,在其表面的位置,通過附上一層涂層,不僅可以加強(qiáng)對油品儲(chǔ)罐的保護(hù),還能夠逐漸形成大的保護(hù)面。
需要注意的是,該類防腐蝕技術(shù)的使用,同樣存在一定的弊端,這是由于在油品儲(chǔ)罐的小部分區(qū)域中,由于采用涂層涂抹的方式,難以針對其發(fā)揮相應(yīng)的保護(hù)作用,甚至?xí)?dǎo)致涂層的腐蝕速度隨之變快,那么會(huì)與最初的腐蝕防范目標(biāo)相違背[4]。
所以,在部分情況下,可以采用陰極保護(hù)的方法,將其與涂料涂抹方式結(jié)合使用。在該類新型防腐蝕技術(shù)的作用下,能夠解決單方面使用涂層防腐蝕技術(shù)時(shí)所產(chǎn)生的問題。
在使用節(jié)點(diǎn)加固方法的過程中,將其應(yīng)用于油品儲(chǔ)罐防腐作業(yè)中,可以達(dá)到降低邊緣應(yīng)力的效果。
結(jié)合現(xiàn)場的使用資料予以分析可以看出,在罐壁與罐底的交接位置,處于區(qū)邊緣的區(qū)域內(nèi),容易出現(xiàn)嚴(yán)重的銹坑等現(xiàn)象。在罐底的鋼板拼接區(qū)域中,所存在的銹蝕情況,其總量相對較少,但如果長期存在該類使用情況下,不免會(huì)出現(xiàn)更為嚴(yán)重的腐蝕問題。
在底部的交接區(qū)域中,可以采用側(cè)拼角鋼圈等材料,其規(guī)格為70mm×5mm。在應(yīng)用過程中,可以達(dá)到減少邊緣應(yīng)力的效果,節(jié)點(diǎn)的受力情況能夠明顯得到改善,所出現(xiàn)的應(yīng)力較低,可以減緩腐蝕的加速效果,進(jìn)而達(dá)到規(guī)避腐蝕問題的目的,有效延長油品儲(chǔ)罐的使用周期,且總體維護(hù)周期隨之縮減。在綜合考慮過程中可以看出,對節(jié)點(diǎn)加固方法的使用,還能夠達(dá)到降低成本費(fèi)用的效果,且所降低的成本基數(shù)較大。
在我國的油品儲(chǔ)罐防腐作業(yè)實(shí)施過程中,對于相關(guān)涂料的使用,有以下幾種類型。例如:鉻鋅無機(jī)涂料、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧樹脂等。在施工過程中,其操作具有簡易化的特點(diǎn),并且價(jià)格低廉。根據(jù)油品儲(chǔ)罐的相關(guān)操作條件,在篩選涂層工藝的過程中,應(yīng)遵循差異化的原則篩選出不同類型的涂料。
在使用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂襯里時(shí),有著較為良好的耐沖擊性能,并且具有耐腐蝕、耐加熱、耐氣候等多種特性,使油品儲(chǔ)罐的使用周期得到延長。在開展一次覆涂操作時(shí),能夠獲得良好的實(shí)施效果,并且有著高效化的應(yīng)用特點(diǎn)。
在投資費(fèi)用等方面,對于內(nèi)襯里的使用,其間所形成的投入相對較高,但在一次投入使用之后,在較長一段時(shí)期時(shí)間內(nèi),并不需要投入其他類型的維修費(fèi)用。在一般情況下,其中的間隔時(shí)間能夠保持在5a左右。所以,內(nèi)襯里成了油品儲(chǔ)罐防腐措施的發(fā)展趨勢,能夠?yàn)閮?chǔ)罐修復(fù)作業(yè)的開展提供支持。
隨著內(nèi)襯里施工作業(yè)的開展,所涵蓋的工藝流程具有多樣性。例如:除油、除銹、除底漆、刮膩?zhàn)?、覆涂樹脂、玻璃纖維、層壓等等。需要結(jié)合該項(xiàng)施工操作的工序安排,在合理把控每一個(gè)環(huán)節(jié)的情況下,能夠優(yōu)化防腐蝕措施的應(yīng)用效果。
在使用涂層防腐技術(shù)的過程中,若涂層的厚度缺乏合理性,容易形成化學(xué)腐蝕等現(xiàn)象。對于腐蝕類的介質(zhì),在滲透過程中,難以發(fā)揮出涂層的阻擋作用。在處于同一溫度條件時(shí),若存在大氣腐蝕等情況,將其與液態(tài)形式的介質(zhì)腐蝕狀況進(jìn)行對比,可以看出前者的腐蝕程度相對較輕[5]。
在處理液態(tài)介質(zhì)腐蝕問題時(shí),若受到自重作用的影響,此時(shí)的腐蝕介質(zhì)在靜壓力的作用下,所形成的滲透效果會(huì)逐漸加強(qiáng)。所以,通過合理應(yīng)用防腐涂料,并作用于介質(zhì)中時(shí),使涂料擁有足夠的抗性。在處理油品儲(chǔ)罐的過程中,需要在篩選防腐材料時(shí),遵循合理化的基本原則,確保所制定的處理方案具備科學(xué)性。
為了優(yōu)化油品儲(chǔ)罐的防腐效果,首先需要對油品質(zhì)量嚴(yán)格把控,使油品質(zhì)量有保證。在儲(chǔ)罐內(nèi)部區(qū)域中,對于防腐涂料的使用,在附著力方面同樣需要制定嚴(yán)格規(guī)定。隨著存儲(chǔ)作業(yè)的開展,由于涂層長期與油品接觸,并且浸泡于腐蝕介質(zhì)中,需要確保涂層使用的規(guī)范性。例如:應(yīng)避免存在剝離、溶脹等不良現(xiàn)象,并合理規(guī)避對油品所造成的污染。
從附著力等級這一角度入手,對油品儲(chǔ)罐內(nèi)的級別進(jìn)行劃分,確保其級別能夠超過3級。對于所選用的涂料等物質(zhì),需要確保其具有抗老化的作用,且耐溫能力相對較強(qiáng)。在儲(chǔ)罐加熱的過程中,還應(yīng)確保涂料的應(yīng)用,能夠滿足加熱方面的需求。對于相關(guān)涂料的應(yīng)用,為獲得優(yōu)良成效,還需要加強(qiáng)對靜電的防范。
對于油品的存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè),由于具有非極性的特點(diǎn),所以在噴射、撞擊和摩擦過程中,會(huì)出現(xiàn)聚集靜電的現(xiàn)象。為此,應(yīng)嚴(yán)格管控涂料的電阻率,使電阻率能夠小于108Ω·m。
對于油品儲(chǔ)罐的應(yīng)用,為了實(shí)現(xiàn)安全性與穩(wěn)定性等基本目標(biāo),避免油儲(chǔ)罐的腐蝕速度加快,有效延長該類設(shè)施的使用周期,需要重視各種防腐技術(shù)的應(yīng)用。采用綜合使用的方式,有效減緩油品儲(chǔ)罐的腐蝕效率。在油品儲(chǔ)罐防腐過程中,技術(shù)類型具有多樣性,為了優(yōu)化防腐蝕作業(yè)實(shí)施效果,應(yīng)針對油儲(chǔ)罐的不同特點(diǎn),合適的防腐技術(shù)和防腐措施,進(jìn)一步減緩油儲(chǔ)罐的腐蝕速度,使油品儲(chǔ)罐的使用周期得到延長。