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            儲油罐腐蝕機理的分析


            時間:2018-06-25 16:19

            罐頂外側腐蝕

            罐頂外側腐蝕主要是由于罐頂受力變形后,表面凹凸不平,凹陷處積水發生電化學腐蝕所致。腐蝕呈連片的麻點,嚴重時可造成穿孔。一般情況下,焊縫處因承受拉應力,失效破壞更加明顯。

            罐頂內側腐蝕與油品的類型、溫度、油氣空間的大小有關,原因為油氣空間因溫差作用而存在結露,油品受熱揮發后,其中的H2S,CO2溶解于水膜,再加上氧的作用,形成電化學腐蝕。腐蝕形態呈不均勻的全面腐蝕。浮頂罐罐頂板接觸的油氣空間很小(內浮頂)或內側直接接觸油面(外浮頂),腐蝕相對輕微,遠低于固定頂罐。

            上層罐壁腐蝕的原因同樣是因為結露,拱頂罐在儲油時,會有儲油安全高度的要求,所以最上層壁板從來沒有被油浸泡過。這一部位由于罐內油氣的揮發、晝夜溫差而出現腐蝕。腐蝕速率與結露量、結露時間有關。通常環境溫度較高時結露,油罐陽面的腐蝕速率大一些;溫差較大時結露,油罐陰面的腐蝕速率更大。

            罐底內側腐蝕

            罐底內側的腐蝕主要是因為油品中含有一定比例的水、溶解氧和H2S,CO2,Cl-等腐蝕性介質,并含有砂粒。一般來說,罐底內側的腐蝕多表現為局部腐蝕,點蝕速率可高達1~2mm/a,且溫度越高腐蝕速率越大。

             1)硫化物、氯化物對罐底的腐蝕:

            Fe2++S2 FeS Fe2++2Cl FeCl

             2) 溶解氧對罐底的腐蝕:

            Fe+H2O+1/2O2 Fe(OH)22Fe(OH)2+H2O+1/2O2 2Fe(OH)3

            (3)罐底角焊縫的腐蝕:罐底與罐壁連接處的角焊縫分為內焊縫和外焊縫。該區域焊縫的腐蝕形態與鄰近區域一致,但由于受力情況復雜,故罐底角焊縫處的腐蝕極易引起強度不足而失穩或焊縫的脆性開裂失效。

            罐底外側腐蝕

            罐底板外側腐蝕機理為罐底宏電化學腐蝕和罐底微電化學腐蝕。宏電化學腐蝕的特征是氧含量較充足的部位為電池的陰極,腐蝕輕微或不腐蝕;氧含量較少的部位(主要是有粘土部位)為電池的陽極,腐蝕嚴重。微電化學腐蝕的特征是罐底局部含氧積水部位做為一個相對封閉的電化學體系,腐蝕形態為疊加的大量深淺不等的腐蝕坑。主要表現為角焊縫處壁板腐蝕:雨水或罐基礎水滲入罐壁保溫層,形成一個潮濕的密閉空間。而保溫巖棉中一般含有氯,在這個環境中會出現長期而頻繁的干、濕、冷、熱的變換,含氯的溶液濃度會越來越高。整個腐蝕過程可用下面的電化學反應式來表達:

            陽極反應:

            Fe&rarr;Fe2++2e&lt;  陰極反應:1/2O2+H2O+2e&rarr;2OH-

            總反應  Fe+H2O+1/2O2&rarr;Fe(OH)2

            氫氧化亞鐵將轉化變為灰黑色的磁性氧化物: 3Fe(OH)2&rarr;Fe3O4+2H2O+H2&uarr;

            在氧較充分的條件下,氫氧化亞鐵將進一步氧化成氫氧化鐵:

            2Fe(OH)2+H2O+1/2O2&rarr;2Fe(OH)3&darr;

            氫氧化鐵脫水后生成鐵銹:

            2Fe(OH)3&rarr;Fe2O3&darr;+3H2O或Fe(OH)3&rarr;FeO(OH)&darr;+H2O

            對于最先出現腐蝕產物堆積的部位,溶解的金屬離子不能向外擴散,為保持電中性,氯離子就向基體金屬與銹層之間的界面運動傳輸,造成該部位溶液中氯離子濃度高、氧濃度低、呈酸性的閉塞腐蝕電池,致使局部腐蝕,形成蝕坑,最終則導致腐蝕穿孔產生。

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