知道油罐腐蝕的原因后,可以相應的采取經濟合理的防護措施。油罐腐蝕保護常用方法有覆蓋層保護和電化學保護。
覆蓋層保護
覆蓋層保護是普通的防護措施,覆蓋層分為非金屬(即涂料)和金屬(金屬噴涂)覆蓋層兩種。
涂料防護可以用于幾乎所有腐蝕場合,在設計中,應根據腐蝕環境和特點,正確選擇涂料品種和涂層結構。為了達到良好的保護效果,防腐涂層應具有下列特性:與基體良好的附著力;良好的化學穩定性(耐油品浸泡);良好的耐滲透性和耐潮濕性;良好的抗沖擊性;良好的耐候性(耐紫外線、陽光照射);良好的耐溫性能;良好的抗陰極剝離能力(與陰極保護聯合使用時);良好的電絕緣性(導靜電涂料應具備適宜的導電性);良好的施工性,不易產生缺陷,環保性好;局部破損的可修補性。金屬噴涂主要有鋁、鋅、鋅鋁復合和不銹鋼噴涂等幾種,適用于腐蝕嚴重或壽命要求長的場合,如原油罐底板上表面、罐內氣相部位、浮頂上表面等部位。金屬覆蓋層通常需要用涂料進行表面封閉處理。金屬覆蓋層的一次性投資比涂料覆蓋層高約40%,但其防護壽命約為涂料防護層的2~4倍,如考慮20年的防護周期,使用金屬噴涂的經濟效益非常明顯。
電化學保護
電化學保護措施分為犧牲陽極和外加電流陰極保護兩種,存在電化學腐蝕的場合理論上都可以使用電化學保護,但在實際工程使用中,犧牲陽極用于油罐內部保護和底板下表面的保護,而外加電流陰極保護僅用于油罐底板下表面的保護。
由于油罐各部位腐蝕情況不同,所采取的防護措施也各不相同。下面,以儲存原油的外浮頂油罐為例,說明在設計中如何合理采用各種保護措施。
1:內防腐
所有接觸油品部位的防腐均稱為內防腐。
(1)罐底板上表面及罐內壁下部0.6m范圍內的防腐方案如下。
a.方案1:采用涂料和犧牲陽極聯合保護措施。對涂料的要求為:耐原油、耐沉積水、不導靜電,具有良好的抗陰極剝離能力??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類等絕緣涂料,涂層干膜厚度不宜低于200μm。陽極材料應根據沉積水中腐蝕性雜質性質確定,一般可選用鋁合金陽極。
b.方案2:采用金屬噴涂+涂料封閉進行保護。金屬噴涂層可采用鋁、鋅、鋅鋁復合結構,金屬噴涂層厚度不宜低于200μm。封閉涂料層或耐原油、耐沉積水,可選用環氧樹脂類、聚氨酯類等絕緣涂料。
(2)其余部位,包括罐壁內表面1.8m以下剩余部分、浮頂底板下表面、浮頂外邊緣板外表面、浮頂支柱及內件等表面,采用涂料保護,對涂料的要求為耐原油、導靜電??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類等抗靜電涂料,涂層電阻宜為106~108Ω,導靜電劑不宜采用石墨。涂層干膜厚度不宜低于200μm。
(3)加熱盤管外表面采用涂料保護,對涂料的要求為耐溫(250℃以下)、耐原油、耐沉積水??蛇x用無機富鋅類、有機硅耐溫涂料。
2:外防腐
(1)罐壁外表面及附屬金屬結構(抗風圈、加強圈、梯子平臺等)表面、罐壁內表面上部2m部分采用涂料保護,對涂料的要求為耐紫外線、耐工業大氣(或海洋大氣)??蛇x用氯磺化聚乙烯類、聚氨酯類、丙烯酸類、氯化橡膠類配套涂料。涂層干膜厚度不宜低于120μm。
(2)罐壁保溫覆蓋部位采用涂料保護,對涂料的要求為耐潮濕環境。涂料可選用防銹底漆,涂層干膜厚度不宜低于50μm。
(3)浮頂頂板上表面的防腐方案如下。
a.方案1:采用涂料保護。對涂料的要求為耐紫外線、耐工業大氣(或海洋大氣)、耐水浸泡、耐干濕交替作用??蛇x用改性氯磺化聚乙烯類、改性聚氨酯類、改性丙烯酸類、改性氯化橡膠類配套涂料或鋁粉漆。涂層干膜厚度不宜低于160μm(鋁粉漆不宜低于120μm)。
b.方案2:采用金屬噴涂+涂料封閉進行保護。金屬噴涂層可采用鋁、鋅、鋅鋁復合結構,金屬噴涂層厚度不宜低于120μm。封閉涂料層應耐紫外線、耐工業大氣(或海洋大氣)、耐水浸泡、耐干濕交替作用??蛇x用改性聚氨酯類等絕緣涂料。
(4)浮頂浮艙內表面采用涂料保護,對涂料的要求為耐潮濕環境、耐工業大氣(或海洋大氣)。涂料可選用普通環氧類、環氧富鋅類防銹底漆,涂層干膜厚度不宜低于70μm。
(5)罐底板下表面采用涂料和外加電流陰極保護聯合保護措施,對涂料的要求為耐鹽分、耐水、不導靜電,具有良好的抗陰極剝離能力??蛇x用環氧煤瀝青類絕緣涂料,涂層干膜厚度不宜低于200μm;每張鋼板四周焊接邊緣可涂可焊性涂料。陽極可選用柔性陽極、MMO網狀陽極。
(6)罐底邊緣板外緣防水方案如下。
a.方案1:采用涂料、膠泥、玻璃布復合結構封閉防水措施,要求防水層耐紫外線、耐工業大氣(或海洋大氣)、耐候、耐水,并具有良好的彈性。CTPU彈性防水聚氨酯的綜合性能比較好,是防水材料的選擇之一。
b.方案2:橡膠帶結構封閉防水措施,要求橡膠帶耐紫外線、耐候。
(7)對于儲存成品油、中間產品的固定頂油罐,下列幾個部位的防腐與浮頂油罐略有不同。
a.固定頂外表面可采用與非保溫罐壁外表面相同的防腐方案,但涂層干膜厚度應比罐壁外表面稍厚。
b.罐頂及罐壁上部內表面(包括鋼制浮盤上表面)的防腐方案如下。
方案1:采用涂料保護。對涂料的要求為耐油氣、耐潮濕的絕緣涂料??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類、無機富鋅類、鋁粉等涂料。涂層干膜厚度不宜低于180μm。
方案2:采用金屬噴涂+涂料封閉進行保護。金屬噴涂層可采用鋁、鋅、鋅鋁復合結構,金屬噴涂層厚度不宜低于150μm。封閉涂料層應耐油氣、耐潮濕,可選用環氧樹脂類、聚氨酯類等絕緣涂料(建議腐蝕較重的中間產品或汽油、石腦油等采用此方案)。
c.罐壁內表面的防腐方案如下。
方案1:采用涂料保護。對涂料的要求為耐油、導靜電??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類等抗靜電涂料,涂層電阻宜為106~108Ω,導靜電劑不宜采用石墨。涂層干膜厚度不宜低于180μm。
方案2:采用金屬噴涂+涂料封閉進行保護。金屬噴涂層可采片鋁、鋅、鋅鋁復合結構,金屬噴涂層厚度不宜低于150μm。封閉涂料層應耐
油、導靜電??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類等抗靜電涂料,涂層電阻宜為106~108Ω,導靜電劑不宜采用石墨。
d.罐底板上表面采用涂料保護,對涂料的要求為耐油、導靜電??蛇x用環氧樹脂類、聚氨酯類等抗靜電涂料,涂層電阻宜為106~108Ω,導靜電劑不宜采用石墨。涂層干膜厚度不宜低于200μm。對于成品油罐內壁,采用犧牲陽極應慎重,因為陽極溶解會污染油品。
在涂層結構設計時,在滿足漆膜厚度和性能的前提下,應盡量減少涂覆遍數,以降低施工費用,保證施工質量。在選擇涂料品種時,應考慮施工環境的影響,如溫度、濕度和通風條件等因素影響,同時還應考慮除銹條件的影響。
防腐涂層的施工質量對涂料性能影響極大。在防腐施工中,基底除銹處理極為重要。涂料品種不同,對基底除銹處理等級要求也不同,無機類涂料由于結合力差,基底除銹等級要求比較高,一般要求達到Sa3級,其他品種的涂料一般基底除銹等級要求達到Sa2.5級,采用金屬噴涂時,基底除銹等級一般要求達到Sa3級。涂料品種不同,對除銹處理后基底表面的粗糙度要求也不同,基底表面粗糙度應符合涂料施工說明書中的要求。施工過程中環境溫度、濕度、復涂間隔也應符合涂料施工說明書中的規定。
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