隨著使用時間的推移,由于油庫設備自身運轉和外界條件的作用影響,技術狀況將發生變化,將會出現腐蝕、泄漏、變形等故障。世界上每年因腐蝕而損失掉的鋼鐵約占年產量的五分之一,因腐蝕造成破壞的設備約占年產量的三位之一。在油庫,腐蝕更不容忽視,由于油庫設備大多以鋼鐵材料制成,油庫設備的腐蝕,除了造成材料損失、設備使用壽命縮短或破壞以外,更嚴重的是由于罐底及埋地管道等處腐蝕不易被發現,極易造成漏油事故。為了保持油庫設備良好的技術狀況,除了加強平時的維護管理外,還應該加強對油庫設備的檢查和技術鑒定,準確掌握油庫設備的技術狀況,以便有針對性地采取檢修措施,恢復其技術性能。為此,在這里我單獨從設備的腐蝕方面來談一談我的一點拙見。
一、金屬腐蝕原理
金屬腐蝕是由于材料和環境作用而引起的破壞或變質。這里的環境指的是與材料接觸的所有的介質和氣氛,包括水、大氣、土壤、化工介質。材料由于腐蝕所造成的破壞或變質指的是重量損失。金屬腐蝕通常分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
1、化學腐蝕
化學腐蝕是金屬與接觸到的物質直接發生氧化還原反應而被氧化損耗的過程。金屬和環境介質直接發生化學作用而產生的損壞,在腐蝕過程中沒有電流產生。例如金屬在高溫的空氣中或氯氣中的腐蝕等。引起金屬化學腐蝕的介質不能導電。
2、電化學腐蝕
電化學腐蝕是指當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣 中,金屬表面會形成一種微電池,也稱腐蝕電池。陽極上發生氧化反應,使陽極發生溶解,陰極上發生還原反應,一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分,形成一層水膜,因而使空氣中CO2,SO2,NO2等溶解在這層水膜中,形成電解質溶液,而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的,如工業用的鋼鐵,實際上是合金,即除鐵之外,還含有石墨、以及其它金屬和雜質,它們大多數沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵,而陰極為雜質,又由于鐵與雜質緊密接觸,使得腐蝕不斷進行。
二、影響油庫設備腐蝕的因素
影響金屬腐蝕的因素有金屬本身因素和介質因素兩個方面。
1、金屬本身因素
金屬自身因素有異金屬接觸、化學成分不均、組織結構不均、物理狀態不均及表面膜不完整等。這些因素受金屬自身以及煉制工藝的影響比較大。
2、介質因素
介質因素有氧濃差、溫度差等。這些差異都取決于金屬所處的環境。油庫設備所處的環境有大氣和土壤兩種。 大氣腐蝕和土壤腐蝕是油庫設施設備腐蝕破壞的主要原因。
(1)影響大氣腐蝕的因素
①氣候條件
Ⅰ濕度。濕度是決定大氣腐蝕類型和速度的基本因素。濕度越大,一般大氣的腐蝕性越強。
Ⅱ降水量。雨水沾濕金屬表面,甚至沖刷破壞腐蝕產物的保護層,有促進腐蝕的作用。
Ⅲ溫度。統計結果表明,在其他條件類似的情況下,平均氣溫高的地區大氣腐蝕嚴重。此外,氣溫劇烈變化對腐蝕也有影響。例如,因晝夜溫差而導致的結露現象,也有加速腐蝕的作用。
Ⅳ日照量。日照量對大氣腐蝕起一種間接的影響。日照量大的地區往往容易發生結露現象。另一方面,陽光中的紫外線能使有機涂料變質,保護性能惡化。
②大氣污染物質
Ⅰ二氧化硫。大氣中的一部分二氧化硫能被直接氧化成三氧化硫,溶于水后形成硫酸,另一部分吸附在金屬表面,與鐵反應生成易溶的硫酸亞鐵。硫酸亞鐵進一步被氧化,并由于強烈的水解作用生成硫酸,與鐵反應。
Ⅱ固體粉塵。固體粉塵的成分包括碳和碳化物等固體顆粒。一些固體顆粒本身沒有腐蝕性,但能吸附腐蝕性物質,如碳粒吸收二氧化硫和水汽后,生成腐蝕性的酸性溶液。
③金屬表面性質和腐蝕物
金屬表面粗糙會使吸附力增強,腐蝕加重,表面如存在縫隙、小孔等死角,會使其中長期保持有水液存在,使腐蝕大大加重。
(2)影響土壤腐蝕的因素
①土壤性質
Ⅰ孔隙度。較大的孔隙度有利于氧滲透和水分的保存,而它們都是發生腐蝕的促進因素。
Ⅱ含水量。土壤中含水量對腐蝕影響很大。土壤的水分對于金屬溶解的離子化過程及土壤電解質的離子化是必要的。除了參與腐蝕的基本過程外,水分對于涉及土壤的其他因素幾乎也有影響。
Ⅲ電阻率。土壤的電阻率與土壤的孔隙度、含水量及含鹽量等許多因素有關。一般認為,土壤電阻率越小,腐蝕越嚴重。
Ⅳ酸度。有的來源于土壤中的酸性礦物質,有的來自生物和微生物的生命活動所形成的有機酸和無機酸,有的來自工業污水中人為活動造成的土壤污染。隨著酸性的增強,土壤的腐蝕性增加。
Ⅴ含鹽量。土壤中的含鹽量越大,土壤的電導率就越大,因而土壤腐蝕越嚴重。
②微生物
在缺氧的土壤條件下,例如密實、潮濕的粘土深處,金屬腐蝕過程似應很難進行,但是這樣的條件卻有利于微生物的生長。據估計,地下埋設金屬構件的腐蝕,有一半要歸咎于微生物的腐蝕作用。許多微生物還能破壞有機物為基礎的防護覆蓋層。
三、油庫設備的防腐措施
1、覆蓋層保護法。
最常見的保護措施,埋地管路通常使用焦油瀝清覆蓋層。為了增強覆蓋層的強度,往往加入填料活用石棉、玻璃纖維等無機纖維纏繞加固。近年來又發展了聚乙烯塑料、環氧樹脂噴涂等方法。
2、陰極保護法
金屬的腐蝕是一陽極過程。就是將金屬置于陰極,即陰極保護法。陰極保護法具體又分為兩種。其一是將被保護的金屬接在一起.這也稱為犧牲陽極保護法。在地下管線密集的地區,應注意陰極保護裝置引起的附近管道設施的雜散電流腐蝕。
3、隔離法
微電池作用是造成金屬腐蝕的主要原因.但單一個電極是構不成電池的.要構成電池就必須同時具備陰陽兩級。因此,金屬腐蝕的措施就是將金屬(陽極)和其它介質(陰極)隔離開來,使之構不成電池。可以通過靜電噴涂等,氧化或鈍化(包括化學鈍化和電化學鈍化)、等方法在金屬表面覆蓋一層金屬或非金屬保護層來實現。
4、研制開發新的耐腐蝕材料
解決金屬腐蝕的根本措施是研制開發新的耐腐蝕材料,如特種合金、新型陶瓷、復合材料等來取代易腐蝕的金屬。但因其成本太高而不可能在工業上大規模使用。不銹鋼則是便宜得多因而也用得較為普遍。鈦也是一種很好的耐腐蝕金屬。在不銹鋼中加入鈦可防止晶間腐蝕。隨著科技的進步,新的耐腐蝕材料一定會層出不窮。
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