鋼制儲罐邊緣板的腐蝕 與防護研究

罐底邊緣板腐蝕一直是影響鋼制儲罐使用壽命的一個重要因素，本文介紹了邊緣板的腐蝕原因和現有防腐方案的優缺點，并提出一種“粘彈體防腐膏+硅酮防腐密封膠”的防腐方案。這種防腐方案不僅能徹底杜絕水汽滲透和化學介質的腐蝕，還能適應儲罐邊緣板的變形，并且耐溫耐候性良好，能適應不同地區的環境要求。另外，這種方案結構簡單、施工便捷、適用范圍廣，在不同地區的石油儲罐上進行試用后，達到了較好的防腐效果，是一種值得推廣的儲罐邊緣板防腐新方案。

儲罐邊緣板在整個罐結構中的作用十分重要，底部邊緣板腐蝕失效是儲罐使用過程中的一個重大安全隱患。一方面，儲罐在日常工作過程中，邊緣板附近土壤在陰雨季節水份含量超標，在有空氣的條件下容易形成吸氧腐蝕;另一方面，油罐負載時， 靜液壓作用使得罐體沿水平方向向外擴張，而邊緣板與罐底連接，無法向外擴張而產生塑性變形。卸載后，邊緣板無法完全恢復原狀而向上翹起，上翹變形的罐底邊緣板造成罐底邊緣板與基座之間縫隙擴大，容易引起雨水倒灌，腐蝕邊緣板和罐底。為保證儲罐安全使用，不得不對儲罐底部進行大修，更換底板及邊緣板，這樣維修成本高、周期長。因而，儲罐邊緣板的防腐至關重要。

圖1 涂刷防銹漆的儲罐

目前常見的幾種儲罐邊緣板防腐方案

涂刷防銹漆

對罐體及邊緣板涂刷防銹漆，施工簡單，成本低，效率高。但鋼制儲罐邊緣板和水泥基臺分離，存在很大的縫隙，容易引起雨水倒灌，腐蝕罐底和邊緣板。圖1為涂刷防銹漆后的儲罐，圖2 是使用5 年后，儲罐邊緣板的腐蝕情況。從兩張圖的對比來看，涂刷防銹漆不能解決儲罐邊緣板的腐蝕難題，并且雨水倒灌引發的腐蝕危害，無法估量。

圖2 使用5年后的儲罐

利用膠泥和煤瀝青進行封閉

采用膠泥或環氧煤瀝青等封閉罐底邊緣板外側，阻隔雨水侵入邊緣板底部間隙，達到保護儲罐底板的目的。該方案的優點是成本低，施工簡易;其缺點是膠泥或煤瀝青耐溫、耐候性差，容易龜裂，無法做到絕對密封。當存在少量縫隙時，雨水仍會沿縫隙滲入，對邊緣板及罐底進行腐蝕。

增加擋雨罩

如圖3 和圖4 所示，用薄鐵皮或橡膠帶在罐壁及承臺之間用角鋼或壓條固定，在罐壁及承臺之間形成一個密閉擋雨罩，隔絕雨水進入邊緣板底部。這一做法的優點是防止雨水倒灌;缺點是，橡膠帶容易老化，薄鋼板容易腐蝕穿孔，每隔幾年就需重新更換，維護成本高;另外，這種方法雖阻隔了雨水，但密閉空間與外部存在溫差，所產生的冷凝水積聚不能排出，在擋雨罩內內形成持續的潮濕環境，邊緣板外側的腐蝕依然嚴重。

圖3 外護鐵皮

圖4 橡膠雨披

貼覆玻璃布或防水膠帶

GB50393-2008《鋼制石油儲罐防腐蝕工程技術規范》中提到儲油罐邊緣板防腐蝕措施是“可采用彈性防水涂料貼覆無蠟中堿玻璃布或防水膠帶”。通過試用，發現這種防腐方案存在多層多次施工、不抗邊緣板形變、容易分層剝落、耐老化性能欠佳、維修周期短等一系列問題，因而未被廣泛采用。

CTPU方案

CTPU 防水涂料是目前儲罐邊緣板防腐較為常用的方法，它具有防水效果好，固化后與混凝土、鋼材的黏結性能良好，能夠形成完整的防水涂層等優點;但由于其屬于多組分涂料，需要根據現場的環境溫度對其各組分的比例進行調整，施工較為復雜，現場施工容易出現鼓泡、發脆、粉化開裂等問題。圖5 是大港油田某儲罐邊緣板采用CTPU 防水涂料進行防腐處理5 年后的情況。從圖中可以看出，防水涂層外觀基本沒有破壞，但表面有龜裂，水泥基臺上的涂層有部分剝落，結合縫處有銹蝕的斑點，從斑點處撥開，發現內部已經出現銹蝕。因而， CTPU 的防腐方案還有待進一步改進。

圖5 CTPU防腐方案

邊緣板防腐新方案

本文推薦一種儲罐邊緣板的防腐新方案，即“粘彈體防腐膏+ 硅酮防腐密封膠”，形成彈性密封。粘彈體防腐膏的特點是具有獨特的冷流特性，在防腐及修復的過程中可以實現自修復功能。其在使用時，無須刷涂底漆、不開裂、不變硬、粘接力好，無陰極保護剝離現象，能徹杜絕水汽滲透和化學介質的腐蝕。

硅酮防腐密封膠的特性：a. 單組分密封膠，常溫施工，無需混合，在包裝中直接擠出使用。b. 高位移能力，是指在拉壓循環實驗中，壓縮時可達到-50%，而拉伸時可達到100%，可適應大幅度的變位伸縮，實現彈性密封。c. 長期耐氣候老化性能：Si-O- Si 骨架鍵能高，耐紫外、臭氧等破壞能力強。d. 優秀的耐高低溫性能：在-70℃ -200℃的范圍里，密封膠依然保持良好的彈性和粘結性。另外，硅酮防腐密封膠與鋼基材和混凝土基材粘結良好，防水密封性能優，適應北部低溫、沿海高鹽堿、城市酸性環境、南方/ 高原高強紫外線照射等多種環境，適用范圍廣，耐老化性能好。

具體實施方式如下：

(1)清潔處理

邊緣板表面先清除浮銹，再進行打磨，然后在待涂膠表面用丙酮清洗至無雜質、污物即可。用毛刷將混凝土表面清掃干凈，無雜質和灰塵。

(2)注入粘彈體防腐膏

在圖6 中綠色范圍內，均勻注入粘彈體防腐膏，并用刮刀修平。刮刀上接邊緣板外側，下接混凝土表面，刮刀與混凝土接觸角度為45 度。

(3)注入硅酮防腐密封膠

在圖6 中灰色范圍內，均勻注滿硅酮防腐密封膠，然后用長刮刀沿一個方向均勻修整，要求修整表面平整美觀，不得有凹凸不平和未填滿空穴的現象。

圖6 邊緣板防腐示意圖

注意事項：a 段區域，硅酮防腐密封膠修整傾斜坡度大于5°，防止積存雨水;邊緣板末端處硅酮防腐密封膠厚度要大于10mm，來應對邊緣板的變形;水泥基臺側面，要涂覆寬度約15mm 的硅酮防腐密封膠，這樣整個邊緣板就形成了一個完整封閉的防腐系統。

圖7 是該方案在勝利油田的現場施工過程，它結構簡單、施工便捷、不需要專業的施工團隊，簡單指導，即可完成。本方案由鄭州中原應用技術研究開發有限公司首次提出，已經在勝利油田、蘭州石化、揚子石化等石化公司的老罐邊緣板維護中試用。施工兩年后，進行破壞性檢查，邊緣板未出現腐蝕加重的現象，且兩種密封材料彈性良好，未出現老化現象。

圖7 邊緣板防腐施工過程

新方案的優勢

目前常用的幾種邊緣板防腐方案中，CTPU 的防腐方案，效果較好，使用壽命最長，適用范圍最廣。因此，選擇CTPU 的防腐方案與新方案進行對比。

表1 中，使用壽命一項，是將兩種方案，制作成儲罐邊緣板模擬試件，放置在高溫高濕試驗箱、鹽霧試驗箱、酸霧試驗箱、紫外輻照試驗箱中，進行加速老化試驗，得出的等效時間。實際來說，不同地區，不同環境，罐體的不同位置，使用壽命略有不同。從表1 中的對比結果來看，“粘彈體防腐膏+ 硅酮防腐密封膠”的防腐方案，存在多方面的優勢，可進行推廣使用。

Q-fog CRH鹽霧試驗箱擁有鹽水噴淋功能和RH濕度控制功能，可用于進行循環腐蝕鹽霧試驗，以還原材料、涂層在戶外環境的腐蝕情況

結語

邊緣板的防護，對于整個儲罐的安全至關重要。不管采用哪種防腐方案，都要考慮罐區的地質結構、土壤特性及環境條件，盡量選擇具有良好的粘結性、耐化學性、耐水性、耐候性、耐溫性以及高的延伸率和耐動態拉伸疲勞性的材料進行防腐處理。

本文推薦的“粘彈體防腐膏+ 硅酮防腐密封膠”的防腐方案，結構簡單、施工便捷、適用范圍廣，可有效地隔絕外界環境對邊緣板的腐蝕，是一種值得推廣的儲罐邊緣板防腐新方案。

參考文獻

目前常見的幾種儲罐邊緣板防腐方案

萬德立，朱殿瑞，董家梅。 石油管道、儲罐的腐蝕及其防護技術[M] 北京： 石油工業出版社， 2000:13。

涂刷防銹漆

楊厚源。 儲油罐底外邊緣板的腐蝕與防護，油氣儲運，2008, 27( 9) 42~ 44, 47

GB50393-2008. 鋼制石油儲罐防腐蝕工程技術規范[S]

利用膠泥和煤瀝青進行封閉

劉國良 堆慧亮。CTPU 涂覆工藝在大型儲罐邊緣板防護中的應用，石油化工腐蝕與防護，2007,24(1)48~49,53。

作者簡介

王玲玲(1986.11-)，女，碩士研究生，2012年畢業于中國日用化學工業研究院，應用化學專業。現就職于鄭州中原應用技術研究開發有限公司，擔任研發組長職務，主要從事鋼結構防腐密封材料的研究。承擔和參與了多項課題和技術產品的研發任務，開發了多項用于鋼箱橋梁、石油儲罐、石油管道、及海上鋼管樁防腐的新產品。發表論文7篇，申請發明專利4項，編寫防腐材料相關產品企標兩項。參與申報的科技成果“SLD-防腐密封膠系列技術及產品”通過中國高科技產業化研究會認定。