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[摘 要]罐底板的腐蚀一直严重威胁着储油罐的安全生产， 本文阐述了罐底板外壁的腐蚀现状，分析了腐蚀原因， 提出了合理的罐底板及外边缘板防腐方案；并对罐底外壁常用阴极保护法进行比较，提出了网状阳极是目前最常用且有效的阴极保护方式，并对罐底阴极保护系统的绝缘问题提出了建议。
[关键词]储罐底板；腐蚀；阴极保护；网状阳极
中图分类号：TG203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0071-01
1 储罐罐底板腐蚀现状
在油气储运系统中，储存是一个重要环节。随着世界能源问题的日益突出，我国自产和进口油料的不断增加使得新建、扩建的油罐不断增加，钢质储罐在运行过程中，经常遭受内外环境介质的腐蚀，外部腐蚀则为土壤腐蚀、大气腐蚀、杂散电流干扰腐蚀等作用。
储罐外腐蚀以外边缘板和罐底板外侧最为严重。外边缘板的腐蚀，尤其是在南方多雨潮湿地区最突出，据不完全统计，我国油品储罐的腐蚀相当严重，尤其是罐底，一般无泄露使用年限为10年左右，腐蚀严重的油品储罐5～7年就因腐蚀穿孔而更换罐底。储罐因底板穿孔被迫停用，直接和间接的经济损失都是惊人的。清罐大修或换底，工程量大，费用昂贵。以既经济又合理的措施消除或减轻储罐的腐蚀已成为当务之急。本文将对罐底板外壁腐蚀及防护进行详细论述。
2 储罐罐底外壁腐蚀分析
2.1 外边缘板密封效果对罐底外壁的影响
有资料表明，约有25%的油罐失效是由边缘板腐蚀造成的。罐底板外侧接触的是沥青砂，沥青砂具有良好的隔水效果，但是早几年建成的储罐几乎都没有注意到罐底外边缘板的翘起进水问题，外边缘板翘起后，边缘板与基座之间就会形成较大的缝隙，由罐壁流下来的雨水沿缝隙进入罐底板与基座之间。由于罐底板的起伏变形，在底板与基座之间形成了很多通道和空间，致使雨水能够进入到罐底板的中心部位，雨水的进入会引起氧浓差腐蚀，而且这种腐蚀很难停止，腐蚀形态呈溃疡状。过去国内对油罐罐底外边缘板防水的习惯做法是沥青灌缝或敷以沥青砂，但投入使用后检查发现成功的很少，也有的用橡胶沥青或环氧玻璃布进行防水，但前者的耐老化性能差，粘接强度不够；后者的弹性差，使用后发生开裂 、拉脱等现象，效果并不理想。
2.2 罐底板焊接对防腐层的影响
储罐底板由于焊接等原因，造成罐板不同部位的金相组织和电化学电位可能存在差异。当罐板接触到腐蚀介质或处在氧浓差电池等腐蚀环境时，可能存在腐蚀穿孔的危险。由于储罐底板下表面位于混凝土环墙内部，不易检修和更换，因此储罐底板下表面的腐蚀控制在储罐的防腐设计中尤为重要。
3 储罐罐底板外壁腐蚀防护
3.1 外边缘板防腐密封
因邊缘板在昼夜和四季温度变化时，受罐底钢板热胀冷缩作用的影响，受力大发生严重变形，雨水易渗入罐底基础内，加快罐底板腐蚀。因此储罐底板边缘板防腐密封至关重要。
储罐外边缘板防腐常用防腐方式包括涂敷弹性聚氨酯密封胶+贴附玻璃布方式、涂刷配套底漆+贴附矿脂防腐带方式。经现场调研，两种防腐密封方案均达到良好效果。
3.2 罐底板外壁涂层防腐
因为罐底板下表面防腐层在储罐底板敷设完毕后， 要经过焊接考验， 涂装作业不能进行返工， 也不可能进行第二次涂装作业， 所以， 焊缝处的防腐层首先必须是可焊的， 焊接不能破坏防腐层的结构， 并要求涂装的涂料有效防腐时间长。无机硅酸锌涂料的短时耐热可高达1300℃～1500℃，罐底板外侧焊缝处两边各50mm宽范围防腐涂料选用无机硅酸锌，其他位置采用高固体分环氧煤沥青涂料。但是焊接后无法检测罐底板外壁焊缝处的防腐层是否受到了高温破坏，因此焊缝区域就成了防腐蚀的薄弱环节。
3.3 罐底板外壁阴极保护
储罐底板外壁通常与沥青砂基础接触，时间长了，由于基侧下沉，沥青砂层产生裂纹使得地下水、雨水、潮湿气得以侵入，造成对罐底板的腐蚀，尤其是这种腐蚀由土壤环境和储罐运行条件所决定，对于这种情况，行之有效的防腐蚀方法就是阴极保护。储罐底板下表面的阴极保护可以有效保护底板下表面防腐层破损处免受腐蚀影响，其投资仅为储罐成本的1%左右，却可成倍延长储罐的服役寿命，防止储罐泄漏造成的经济损失和环境污染。
储罐底板下表面阴极保护系统有牺牲阳极和外加电流两种方法，外加电流阳极系统又 有深井阳极、柔性阳极、网状阳极等多种形式。
3.3.1 牺牲阳极法
对于底板面积小，罐基础施工质最有保证的储罐，当周围土壤电阻率较低时（<60Ω· m），可选用牺牲阳极保护。采用牺牲阳极系统对储罐实行保护，安装简单，不会产生腐蚀干扰，但是，除非储罐与管道以及其他系统绝缘良好，否则，储罐不会得到充分保护。
3.3.2 深井阳极法
对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用强制电流法较为合适，当阳极地床周围存在干扰、屏蔽、地床位置受到限制，或者在地下管网密集区进行区域性阴极保护时，使用深埋式阳极可获得浅埋式阳极所不能得到的保护效果。该系统主要应用于已经建成的储罐，尤其适用于空间狭小地区，其缺点是阴极保护电流不均匀，有些区域保护不到，容易产生腐蚀干扰。阳极处于非常恶劣的工作条件下，容易过早损坏。
3.3.3 网状阳极法
网状混合金属氧化物阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。混合金属氧化物网状阳极耐蚀性好、寿命长，预先把阳极均匀埋设于储罐基础中，从而可以保证保护电流分布比较均匀，使储罐罐底得到充分的保护，是目前应用最广泛的储罐底板下表面外加电流阴极保护系统的阳极材料。
3.3.4 柔性阳极法
罐底柔性地床是采用柔性阳极蛇形或环状敷设于储罐沙层中，与网状阳极具有相同的优点：电流分布均匀、产生杂散电流少、不需要回填料、储罐与管道不需要电绝缘、不易受今后工程施工的损坏等。由于受投资影响，目前在罐底外壁阴极保护中柔性阳极法应用较少。
3.3.5 罐底阴极保护系统绝缘问题
储罐罐底外壁采取阴极保护措施时是否需要对大罐进出管线安装绝缘接头问题通过工程实例进行说明。
玉门油库是一座20×104m3原油生产运行储备库，由已建的装置区和新建罐区组成，原油管线、消防水及供热管线由原有装置区引出至罐区，罐区由4具5×104m3原油罐组成，罐底外壁及埋地管网均采取了强制电流阴极保护措施。设计考虑每个大罐为1个独立的阴极保护系统，为将罐体与进出的管网实现电绝缘，大罐进出管线处均安装绝缘接头。
在阴极保护系统投运后，对阴极保护系统进行了以下测试：区域阴极保护与大罐阴极保护系统同时运行，当埋地管网供电用恒电位仪输出电流为24A时，大罐供电用恒电位仪输出电流均下降0.3～0.4A；当埋地管网供电用恒电位仪输出电流为38A时，大罐供电用恒电位仪输出电流均为0。当采用万用表连通档测试大罐处绝缘接头两端管线时，发生报警。
上述现象表明，绝缘接头起不到绝缘作用，大罐和管网实际是电连通的，人为划分的几个阴极保护系统互相影响。当罐区接地与管网接地联网时，储罐与进出罐的管线之间采用绝缘接头不能起到绝缘的目的。
4 结论及建议
综合考虑可靠性、经济性等因素，储罐的防腐蚀越来越受到人们的重视，做好罐底板防腐的同时，必须做好储罐罐底外边缘板的防腐密封，防止因边缘板发生严重变形，渗入罐底基础内的雨水对罐底板的腐蚀。另外，储罐底板下表面的阴极保护可以有效保护底板下表面防腐层破损处免受腐蚀影响，防止储罐泄漏造成的经济损失和环境污染，具有很大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范. GB50393-2008.
[2] 胡士信.阴极保护工程手册[M].化学工业出版社.1999.
[3] 王芷芳.石油化工腐蚀与防护.2001，18（5）：46.
[关键词]储罐底板；腐蚀；阴极保护；网状阳极
中图分类号：TG203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0071-01
1 储罐罐底板腐蚀现状
在油气储运系统中，储存是一个重要环节。随着世界能源问题的日益突出，我国自产和进口油料的不断增加使得新建、扩建的油罐不断增加，钢质储罐在运行过程中，经常遭受内外环境介质的腐蚀，外部腐蚀则为土壤腐蚀、大气腐蚀、杂散电流干扰腐蚀等作用。
储罐外腐蚀以外边缘板和罐底板外侧最为严重。外边缘板的腐蚀，尤其是在南方多雨潮湿地区最突出，据不完全统计，我国油品储罐的腐蚀相当严重，尤其是罐底，一般无泄露使用年限为10年左右，腐蚀严重的油品储罐5～7年就因腐蚀穿孔而更换罐底。储罐因底板穿孔被迫停用，直接和间接的经济损失都是惊人的。清罐大修或换底，工程量大，费用昂贵。以既经济又合理的措施消除或减轻储罐的腐蚀已成为当务之急。本文将对罐底板外壁腐蚀及防护进行详细论述。
2 储罐罐底外壁腐蚀分析
2.1 外边缘板密封效果对罐底外壁的影响
有资料表明，约有25%的油罐失效是由边缘板腐蚀造成的。罐底板外侧接触的是沥青砂，沥青砂具有良好的隔水效果，但是早几年建成的储罐几乎都没有注意到罐底外边缘板的翘起进水问题，外边缘板翘起后，边缘板与基座之间就会形成较大的缝隙，由罐壁流下来的雨水沿缝隙进入罐底板与基座之间。由于罐底板的起伏变形，在底板与基座之间形成了很多通道和空间，致使雨水能够进入到罐底板的中心部位，雨水的进入会引起氧浓差腐蚀，而且这种腐蚀很难停止，腐蚀形态呈溃疡状。过去国内对油罐罐底外边缘板防水的习惯做法是沥青灌缝或敷以沥青砂，但投入使用后检查发现成功的很少，也有的用橡胶沥青或环氧玻璃布进行防水，但前者的耐老化性能差，粘接强度不够；后者的弹性差，使用后发生开裂 、拉脱等现象，效果并不理想。
2.2 罐底板焊接对防腐层的影响
储罐底板由于焊接等原因，造成罐板不同部位的金相组织和电化学电位可能存在差异。当罐板接触到腐蚀介质或处在氧浓差电池等腐蚀环境时，可能存在腐蚀穿孔的危险。由于储罐底板下表面位于混凝土环墙内部，不易检修和更换，因此储罐底板下表面的腐蚀控制在储罐的防腐设计中尤为重要。
3 储罐罐底板外壁腐蚀防护
3.1 外边缘板防腐密封
因邊缘板在昼夜和四季温度变化时，受罐底钢板热胀冷缩作用的影响，受力大发生严重变形，雨水易渗入罐底基础内，加快罐底板腐蚀。因此储罐底板边缘板防腐密封至关重要。
储罐外边缘板防腐常用防腐方式包括涂敷弹性聚氨酯密封胶+贴附玻璃布方式、涂刷配套底漆+贴附矿脂防腐带方式。经现场调研，两种防腐密封方案均达到良好效果。
3.2 罐底板外壁涂层防腐
因为罐底板下表面防腐层在储罐底板敷设完毕后， 要经过焊接考验， 涂装作业不能进行返工， 也不可能进行第二次涂装作业， 所以， 焊缝处的防腐层首先必须是可焊的， 焊接不能破坏防腐层的结构， 并要求涂装的涂料有效防腐时间长。无机硅酸锌涂料的短时耐热可高达1300℃～1500℃，罐底板外侧焊缝处两边各50mm宽范围防腐涂料选用无机硅酸锌，其他位置采用高固体分环氧煤沥青涂料。但是焊接后无法检测罐底板外壁焊缝处的防腐层是否受到了高温破坏，因此焊缝区域就成了防腐蚀的薄弱环节。
3.3 罐底板外壁阴极保护
储罐底板外壁通常与沥青砂基础接触，时间长了，由于基侧下沉，沥青砂层产生裂纹使得地下水、雨水、潮湿气得以侵入，造成对罐底板的腐蚀，尤其是这种腐蚀由土壤环境和储罐运行条件所决定，对于这种情况，行之有效的防腐蚀方法就是阴极保护。储罐底板下表面的阴极保护可以有效保护底板下表面防腐层破损处免受腐蚀影响，其投资仅为储罐成本的1%左右，却可成倍延长储罐的服役寿命，防止储罐泄漏造成的经济损失和环境污染。
储罐底板下表面阴极保护系统有牺牲阳极和外加电流两种方法，外加电流阳极系统又 有深井阳极、柔性阳极、网状阳极等多种形式。
3.3.1 牺牲阳极法
对于底板面积小，罐基础施工质最有保证的储罐，当周围土壤电阻率较低时（<60Ω· m），可选用牺牲阳极保护。采用牺牲阳极系统对储罐实行保护，安装简单，不会产生腐蚀干扰，但是，除非储罐与管道以及其他系统绝缘良好，否则，储罐不会得到充分保护。
3.3.2 深井阳极法
对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用强制电流法较为合适，当阳极地床周围存在干扰、屏蔽、地床位置受到限制，或者在地下管网密集区进行区域性阴极保护时，使用深埋式阳极可获得浅埋式阳极所不能得到的保护效果。该系统主要应用于已经建成的储罐，尤其适用于空间狭小地区，其缺点是阴极保护电流不均匀，有些区域保护不到，容易产生腐蚀干扰。阳极处于非常恶劣的工作条件下，容易过早损坏。
3.3.3 网状阳极法
网状混合金属氧化物阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。混合金属氧化物网状阳极耐蚀性好、寿命长，预先把阳极均匀埋设于储罐基础中，从而可以保证保护电流分布比较均匀，使储罐罐底得到充分的保护，是目前应用最广泛的储罐底板下表面外加电流阴极保护系统的阳极材料。
3.3.4 柔性阳极法
罐底柔性地床是采用柔性阳极蛇形或环状敷设于储罐沙层中，与网状阳极具有相同的优点：电流分布均匀、产生杂散电流少、不需要回填料、储罐与管道不需要电绝缘、不易受今后工程施工的损坏等。由于受投资影响，目前在罐底外壁阴极保护中柔性阳极法应用较少。
3.3.5 罐底阴极保护系统绝缘问题
储罐罐底外壁采取阴极保护措施时是否需要对大罐进出管线安装绝缘接头问题通过工程实例进行说明。
玉门油库是一座20×104m3原油生产运行储备库，由已建的装置区和新建罐区组成，原油管线、消防水及供热管线由原有装置区引出至罐区，罐区由4具5×104m3原油罐组成，罐底外壁及埋地管网均采取了强制电流阴极保护措施。设计考虑每个大罐为1个独立的阴极保护系统，为将罐体与进出的管网实现电绝缘，大罐进出管线处均安装绝缘接头。
在阴极保护系统投运后，对阴极保护系统进行了以下测试：区域阴极保护与大罐阴极保护系统同时运行，当埋地管网供电用恒电位仪输出电流为24A时，大罐供电用恒电位仪输出电流均下降0.3～0.4A；当埋地管网供电用恒电位仪输出电流为38A时，大罐供电用恒电位仪输出电流均为0。当采用万用表连通档测试大罐处绝缘接头两端管线时，发生报警。
上述现象表明，绝缘接头起不到绝缘作用，大罐和管网实际是电连通的，人为划分的几个阴极保护系统互相影响。当罐区接地与管网接地联网时，储罐与进出罐的管线之间采用绝缘接头不能起到绝缘的目的。
4 结论及建议
综合考虑可靠性、经济性等因素，储罐的防腐蚀越来越受到人们的重视，做好罐底板防腐的同时，必须做好储罐罐底外边缘板的防腐密封，防止因边缘板发生严重变形，渗入罐底基础内的雨水对罐底板的腐蚀。另外，储罐底板下表面的阴极保护可以有效保护底板下表面防腐层破损处免受腐蚀影响，防止储罐泄漏造成的经济损失和环境污染，具有很大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范. GB50393-2008.
[2] 胡士信.阴极保护工程手册[M].化学工业出版社.1999.
[3] 王芷芳.石油化工腐蚀与防护.2001，18（5）：46.