張 宇

（大慶煉化公司儲運廠，黑龍江大慶 163411）

1 問題起因

18#汽油儲罐為1997年建成投產，儲罐直徑30 m，高度15.85 m，容積10 000 m3，由大慶油田建設設計研究院設計，施工單位為大慶石油管理局安裝公司六處。

2016年10月，18#罐罐底板腐蝕穿孔出現(xiàn)泄漏情況，儲罐停止使用。開罐后檢查，通過漏磁檢測、焊道真空測漏等方式發(fā)現(xiàn)，腐蝕坑100余處、腐蝕穿孔10余處。

1.1 漏磁檢測過程及結果

1.1.1 檢測過程

依據(jù) 10 000 m3汽油罐(18#)的相關資料和圖紙，制定了檢測方案。檢測人員于 2017年4月12日進入檢測現(xiàn)場。建立了儲罐底板編號系統(tǒng)，確定了罐底定位的基準參考點和每塊板的方向和坐標原點。罐內檢測條件良好，但由于進出料管、支柱、補板、焊道、焊疤等的存在，使儲罐底板磁檢測儀有些地方檢測不到，采用焊道真空測漏、超聲測厚和缺陷深度測量方法作為輔助檢測手段對這些部位進行檢驗。對大于預先設定檻值的缺陷進行復驗。

1.1.2 檢測結果

對10 000 m3汽油罐（18#）底板的檢測數(shù)據(jù)進行了詳細的事后處理和分析，包括以波形分析和彩色帶圖分析。通過漏磁檢測進行檢查，結果如圖1所示。

圖1 10 000 m3汽油罐（18#）罐底板腐蝕情況

通過漏磁檢測得出如下結論：汽油罐底板局部防腐涂層脫落，上表面點腐蝕嚴重，在檢測的罐底板中，有42塊底板上表面存在局部壁減20%～40%的缺陷；有38塊底板上表面存在局部壁減40%～60%的缺陷，有7塊底板上表面存在局部壁減60%～80%的缺陷；有2塊底板上表面存在局部壁減＞80%的缺陷。

1.2 超聲復驗

在10 000 m3汽油罐(18#）的檢測過程中，采用測厚和缺陷深度測量方法，對部分大于預先設定檻值的缺陷的底板進行復驗。復驗結果與儲罐底板磁檢測儀的檢測結果相吻合。

2 罐底板腐蝕原因分析

引起儲罐罐底腐蝕的原因多種多樣，常見的腐蝕基理有化學腐蝕、原電池腐蝕、硫酸鹽還原菌引起的腐蝕、摩擦腐蝕等。根據(jù)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)車間18#儲罐底板腐蝕主要出現(xiàn)在上表面，以點蝕為主，而且腐蝕部位防腐已破損。綜合分析認為，18#儲罐的腐蝕主要以原電池腐蝕為主，并伴有化學腐蝕。

儲罐罐底積水是罐底板腐蝕的根本原因，車間18#儲罐內所儲汽油中含有微量水，水長時間在罐底板低點處沉積，金屬發(fā)生陽極溶解反應：

Fe→Fe2++2e

H2+O2+e→OH-

水中的S2-與Fe2+發(fā)生反應：

Fe2++S2-→FeS↓

金屬表面的硫化物氧化皮或腐蝕層，如果存在孔隙，水中的Cl-可以穿過孔隙到達金屬表面，在金屬表面形成小蝕坑。硫化物的溶解反應：

FeS+4H2O=Fe2++SO42-+8H++8e

在點腐蝕源成長過程中，溶解的金屬離子發(fā)生水解，生成氫離子：

Fen++nH2O=Fe（OH）n+nH+

因為罐底水中常含有礦物質，一些鹽類溶于水中生成電解液，在電解液作用下形成腐蝕原電池，罐底板產生原電池腐蝕和化學腐蝕造成局部點蝕。并且，儲罐長時間運行未進行定期清罐檢驗，罐底板防腐局部破損和點蝕情況沒有及時發(fā)現(xiàn)，造成罐底板點蝕情況加劇，直至罐底板局部腐蝕泄漏穿孔。

3 儲罐罐底腐蝕預防措施

（1）按照《輕質油品儲罐技術導則》要求定期每6 a，最長不超過9 a，對儲罐進行開罐檢驗，對于不具備開罐條件的儲罐，采用聲發(fā)射等檢測方式對罐底板腐蝕情況進行監(jiān)控。

（2）對儲罐底板防腐蝕和腐蝕監(jiān)測工作需要進一步加強，陰極保護每天記錄保護電位、定期對測試樁保護電位檢查、儲罐每半年對罐底的水質情況進行分析，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)及時處理。

（3）開罐后進行檢測，對發(fā)現(xiàn)缺陷、腐蝕等問題及時進行維修，防止腐蝕情況進一步加劇。

（4）周期性每年根據(jù)儲罐陰極保護運行情況、定期的水質檢驗結果、儲罐定點測厚結果等數(shù)據(jù)，對儲罐進行全面的腐蝕與分析，分析實際運行條件下的腐蝕情況和防腐蝕效果削減風險的具體措施，最終實現(xiàn)風險受控，滿足生產需要。

4 注膠修補具體實施

根據(jù)儲罐實際情況和檢測結果，按照常規(guī)對罐底腐蝕穿孔的處理方案，需對18#罐罐底板進行更換維修。但是由于罐底板已經腐蝕穿孔，儲罐內儲存的汽油已經泄漏到罐底板下部砂墊層，現(xiàn)場爆炸氣超標，不具備動火焊接修補的條件。如要進行動火施工，需對儲罐整體提升使罐底板與下部爆炸氣空間分開，存在施工周期長、費用高、風險大、影響儲罐正常運轉造成庫容緊張，對正常的生產運行造成一定影響。

經過反復研究論證，決定對泄漏點和腐蝕深度超過40%的部位進行注膠修補，并通過前期對膠的技術和物理性能（抗壓強度96 MPa，拉伸強度78 MPa，抗剪切強度56 MPa，硬度98 Shore D（邵氏），工作溫度（-80～240）℃，耐老化 50 a）進行分析，在滿足現(xiàn)場使用的情況下，決定利用注膠修補的新技術進行修補，該技術主要是維修時間短、施工過程無需動明火安全性好。

工作程序主要包括：現(xiàn)場勘查編制施工方案、計劃書→具備施工條件→辦理相關施工作業(yè)許可證→施工前安全檢查→現(xiàn)場施工→質量檢查→交工。

具體施工過程如下：

（1）測量腐蝕坑洞大小，確定深度及修復粘補面積，確定使用工機具，測算各種材料用量。

（2）使用隔離劑對腐蝕漏點進行氣體隔離。

（3）對維修部位平面進行除銹、除漆打磨。

（4）除銹、除漆后對維修部位平面進行粗化磨。

（5）使用錐形磨頭對焊道波紋進行打磨。

（6）使用旋轉銼對各種形狀的腐蝕坑洞、凹槽進行清理打磨。

（7）對修補部位及周邊進行除塵，丙酮除油、除殘留防腐漆。

（8）對坑洞及修補部位使用高效清洗劑進行大面積清洗，擦拭、晾干。

（9）使用活化液對修補部位進行活化處理。

（10）按產品說明書配比打底膠（TS802）進行坑洞粘補，膠層厚度高出板面（2～3）mm，固化時間1 h后，打磨掉打底膠表層反應氣泡至與罐底板一平。

（11）罐底板涂膠（TS416）粘碳纖維布，每層涂膠厚度在（1.0～1.2）mm（3膠3布），每層錘擊排氣，使膠完全粘接碳纖維布，碳纖維布粘接尺寸必須超出腐蝕坑洞直徑的4倍以上。

（12）每層膠涂抹后使用軸流風機加快風流動速度，加快膠的固化效果。

（13）碳纖維粘補完成后，涂粘耐腐蝕膠（AK04-2）。

（14）待膠完全固化后交工。

注膠修復完成后對修復部位進行真空箱測漏，完成后按照GB 50128—2014《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規(guī)范》進行充水試驗、對罐底嚴密性、罐壁強度及嚴密性進行檢測，檢測結果均合格，目前儲罐均已投入使用且使用狀況良好。

5 結論

車間先后利用注膠修補方式對4座儲罐罐底板泄漏進行了修補，修補后投入使用能夠滿足生產。注膠修補比常規(guī)處理罐底板泄漏更換底板的維修方法節(jié)約資金每座儲罐約90余萬人民幣，節(jié)省施工期70 d左右，保證生產提高儲罐利用效率，維修過程涉及的特種作業(yè)項目少，安全性更高。適用于儲罐罐底板泄漏維修或一些容器泄漏的維修。在油氣儲運和煉油化工行業(yè)具有一定的推廣價值。

［1］中國石油化工總公司石油化工規(guī)劃院.石油化工設備手冊第四分篇：石油化工設備腐蝕與防腐［M］.北京：中國石化出版社，2001.

［2］吳建平，周學杰，劉光明.原油罐底的腐蝕及防護對策［J］.石油化工腐蝕與防護，2000（1）：8-9.

［3］化學工業(yè)部化工機械研究院.腐蝕與防護手冊— 化工生產裝置的腐蝕與防護［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2009.