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三、腐蝕的機(jī)理、原因分析
1、底板面蝕:由于罐底是中心和邊緣環(huán)梁高,中間低,造成從原油中沉積下來(lái)的水無(wú)法全部通過(guò)大罐放水排出,低處必然存有一部分水,加上原油中的鹽分溶解在水中,就形成了電解質(zhì)溶液。又由于在同一金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著眾多小范圍的陽(yáng)極區(qū)和大片的陰極區(qū),結(jié)構(gòu)一旦處于電解質(zhì)的環(huán)境中,腐蝕電池即開(kāi)始工作。其腐蝕電池的反應(yīng)大都是
陽(yáng)極過(guò)程: Fe????? Fe2++2e
????? 陰極過(guò)程: O2+4e+2H2O????? 4HO-
????????? 總反應(yīng):?? 2Fe+O2+2H2O????? 2Fe(OH)2
由于其底板碳鋼中的Fe3C及其他少量雜質(zhì)的電位比金屬本體高,因此就成為許許多多微陰極,與電解質(zhì)液接觸形成許多短路的微電池;另外由于陽(yáng)極區(qū)是分散的、小范圍的,故此時(shí)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)的是點(diǎn)蝕。儲(chǔ)油罐底板腐蝕主要以該種方式為主,因此,每次大修都需更換一定數(shù)量的新板,嚴(yán)重時(shí)需更換整個(gè)底板。
2、立柱墊板腐蝕:儲(chǔ)油罐浮船立柱采用φ108×6鋼管,在儲(chǔ)罐進(jìn)油前,由于立柱要支撐浮船重量,不可避免的會(huì)破壞墊板防腐層,使得立柱墊板失去防腐保護(hù),加快了其腐蝕速度,嚴(yán)重的出現(xiàn)墊板腐蝕穿孔。
3、附件支撐與底板連接處腐蝕:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分析,發(fā)現(xiàn)附件支撐與底板連接處容易受到腐蝕的原因是防腐效果不理想,造成這種情況是由于該處空間狹小,防腐困難。見(jiàn)照片1。
4、底板表面腐蝕穿孔:現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)底板腐蝕穿孔大都發(fā)生在焊縫附近,腐蝕機(jī)理為金屬應(yīng)力腐蝕。金屬物理狀態(tài)不均勻,在焊接過(guò)程中會(huì)使金屬各部位的變形和內(nèi)應(yīng)力不均勻,變形和應(yīng)力大的部位,其負(fù)電性增強(qiáng),常成為腐蝕電池的陽(yáng)極,而受腐蝕。從腐蝕的趨向看,腐蝕孔洞均從底板上表面開(kāi)始腐蝕直至穿孔。見(jiàn)照片2、3。
5、邊緣板下表面面蝕:邊緣板拆除后發(fā)現(xiàn)有較厚的鐵銹,檢測(cè)結(jié)果表明是輕微面蝕,這是由于該處雨水容易進(jìn)入,水中的氧與鐵在水溶液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕。
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三、防范措施
1、在罐大修時(shí)罐底中心到環(huán)梁之間坡度應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求重新鋪設(shè)瀝青砂墊層,并嚴(yán)格控制瀝青砂施工質(zhì)量,盡量減少地基沉降,防止積水。罐底板上表面防腐之前,做到表面處理無(wú)鐵銹、氧化皮、水份、油污、灰塵及其他雜質(zhì);做好防護(hù)工作,防止風(fēng)將灰塵等雜質(zhì)吹入罐內(nèi);防腐層涂刷時(shí),使用H200無(wú)溶劑強(qiáng)抗?jié)B環(huán)氧涂料200μm作為底漆,上刷D900高耐蝕鱗片導(dǎo)靜電涂料120μm,這種防腐組合施工技術(shù)比傳統(tǒng)的防腐技術(shù)的腐蝕阻抗提高近100倍,可大大降低底板腐蝕速度。在防腐施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照涂料說(shuō)明書規(guī)定的溫度、濕度、時(shí)間、使用機(jī)具、涂層均勻度和涂層干膜厚度等環(huán)境要求和技術(shù)要求進(jìn)行。
2、為防止立柱墊板腐蝕,采取在立柱底部用與管徑相匹配的鋼板封堵立柱,使立柱與底板面接觸;這樣不僅能防止立柱損傷底板防腐層,而且還能防止罐在大修時(shí)立柱內(nèi)存油流出,降低清罐難度。
3、針對(duì)附件支撐與底板連接處防腐效果不理想的現(xiàn)狀,故防腐施工時(shí)采用噴涂的防腐工藝,對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)防腐,涂層適當(dāng)加厚。
4、避免底板腐蝕穿孔的技術(shù)措施是減少焊縫區(qū)的應(yīng)力集中,為此在施工中采取如下措施:
①改進(jìn)焊接工藝、焊接順序,從工藝上減少應(yīng)力集中;
②進(jìn)行焊后局部熱處理,消除不可避免的應(yīng)力集中。
5、為了防止罐外邊緣板底面受潮,要對(duì)邊緣板與基礎(chǔ)環(huán)梁之間的縫隙進(jìn)行密封處理(如瀝青灌縫或玻璃膠勾縫等措施);同時(shí),環(huán)梁外側(cè)要有一定的斜面,利于排雨水。
6、采取陰極保護(hù)措施
①護(hù)屏保護(hù)
護(hù)屏防腐的原理是讓陽(yáng)極的金屬腐蝕掉,保護(hù)陰極金屬材料不被腐蝕。對(duì)大修罐來(lái)說(shuō),可以在要保護(hù)的金屬油罐的底板上均勻焊接上一種電位低的金屬或合金(護(hù)屏材料),由于在原電池中電位低者得到保護(hù),作為陽(yáng)極的護(hù)屏材料被腐蝕。一般采用護(hù)屏材料有鋅、鋁、鎂及其合金。
?②外加電流的陰極保護(hù)
外加電流陰極防腐方法是把被保護(hù)的儲(chǔ)油罐轉(zhuǎn)化為陰極得到保護(hù);接電源正極的材料被腐蝕。一般采用的陽(yáng)極材料有廢舊鋼鐵、石墨高硅鐵、磁性氧化鐵等,這些材料被消耗完后,隨時(shí)可更換。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)腐蝕機(jī)理的分析,有針對(duì)性的采取措施進(jìn)行罐底板的防腐,廣泛的采用新材料、新工藝、新技術(shù),為今后的大罐維修乃至大型儲(chǔ)油罐建造積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
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